(57)【要約】【課題】  原子力発電所に代表される原子炉施設の燃料交換機において、炉内の構造物（燃料集合体１０）及びグラップル８が水中で発生している横向きの流れによって揺らされることなく、スムーズな炉内の構造物の移動を達成する。【解決手段】  燃料交換機の昇降機構３を取り囲むように、昇降機構３の動きに追従する伸縮式で筒状のシールド９を燃料交換機に設置する。このシールド９を取付けることによって、炉内の構造物の代表である燃料集合体１０やグラップル８に水中で発生している横からの流れの影響が極力及ばなくなるので、燃料集合体１０やグラップル８は揺らされなくなり、スムーズな炉内の構造物の移動が可能となる。【効果】  炉内の構造物の移動がスムーズに行えるようになるので、炉内の構造物の移動に要する時間が短縮され、その結果、定期検査による原子炉の停止期間が短縮される。【選択図】図１
2006084178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行台車と、
前記走行台車に移動可能に設置された横行台車と、
前記横行台車に昇降自在に設置された把持装置と、
前記横行台車に伸縮自在に設置されて前記把持装置の水平方向を拘束する昇降機構と、
前記把持装置と前記昇降機構の周りを包囲する前記横行台車に設けられ、上下に伸縮するシールドと、
を備えた原子力施設の燃料交換機。
【請求項２】
請求項１において、
前記シールドは、上下方向に伸縮するテレスコピック構造となっており、
テレスコピック構造の前記シールドを上下方向において伸縮させる駆動機構と、
を備えた原子力施設の燃料交換機。
【請求項３】
請求項２おいて、
前記駆動機構は、前記シールドの伸縮を停止させる停止装置を備えている原子力施設の燃料交換機。
【請求項４】
請求項３において、
前記昇降機構に接続され、前記昇降機構を伸縮させる第１のウインチと、
前記シールドに接続され、前記シールドを伸縮させる第２のウインチと、
前記第１のウインチの駆動量に基づいて前記把持装置よりも下方に前記シールドの下端が位置するように前記第２のウインチの駆動量を制御する制御手段と、
を備えた原子力施設の燃料交換機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力施設の燃料交換機に関するものであって、燃料交換機で懸垂支持した原子炉用の燃料集合体や制御棒などの物品を水中で極力揺らされないように取り扱う技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
原子力施設の燃料交換機は、燃料集合体が収納されるプールを跨いでそのプールに沿って走行する走行台車と、その走行台車上を走行台車と直交する水平方向へ走行する横行台車と、その横行台車に支持されて上下方向へ伸縮自在なテレスコピック構造の伸縮機構と、その伸縮機構の下部に配備されて燃料集合体を把持したり離したりする把持機構と、前記把持機構と伸縮機構とを同時に上下方向へ駆動して伸縮機構を伸縮させるウインチと、その伸縮機構の最下段に設けられていて把持機構で把持して吊り下げられた燃料集合体の外側に鞘状に被さる燃料挿入ガイドとを有する。
【０００３】
この燃料挿入ガイドは、プール水中での燃料集合体と昇降機構の自由振動により生じる燃料集合体の揺れをおさえ、移動対象ではない他の燃料集合体が収納されている燃料収納空間の間に挿入すべき燃料集合体の収納空間を確保するとともに、その燃料挿入空間へ燃料集合体をガイドするという働きを持っている。
【０００４】
また、燃料収納空間に挿入すべき燃料集合体の収納空間を確保するという機能を果たすために、燃料集合体の外形が１辺１５０mm程度の正方形状であるとすると、燃料挿入ガイドは内法にして１辺が２００mm程度の正方形となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０７１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
原子炉施設の燃料交換機の把持装置はグラップルとも言われ、その把持装置で把持されて吊り下げられた原子炉用の燃料集合体や制御棒やダブルブレードガイドなどの物品には、昇降機構や自身の自由振動により生じる揺れの他に、昇降機構や把持装置や燃料集合体が自身の移動のほかに水中で発生している横向きの水流による外力にても揺れが生じる可能性がある。
【０００７】
前述の燃料挿入ガイドを取り付けた燃料交換機は、自由振動により燃料集合体に発生した横揺れを、燃料挿入ガイドとの接触により押さえているため、燃料挿入ガイドと燃料集合体との空間を狭くしなければならない。また、既に他の燃料集合体が収納されている燃料収納空間への燃料集合体の挿入の際には、既に収納されている燃料集合体を押さえて、挿入すべき燃料集合体の収納空間を確保するという機能を燃料挿入ガイドに持たせているため、燃料挿入ガイドの外周は、燃料集合体１体を挿入するスペースにより決定してしまい、燃料燃料挿入ガイドの大きさを自由に決定することはできない。つまり、前述の公知例では、燃料集合体と燃料挿入ガイドとの空間が限定されてしまうため、水中に発生している横向きの流れによって、燃料挿入ガイドごと揺らされてしまう可能性が否めない。
【０００８】
よって、本発明は、水中で発生している横向きの流れによる揺れのために、目的領域への原子炉用の燃料集合体や制御棒などの物品を挿入及び対象とした物品の吊り上げが妨げられることなく、スムーズな作業を行えるようにすることを目的にして成された。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基本的要件は、走行台車と、前記走行台車に移動可能に設置された横行台車と、前記横行台車に昇降自在に設置された把持装置と、前記横行台車に伸縮自在に設置されて前記把持装置の水平方向を拘束する昇降機構と、前記把持装置と前記昇降機構の周りを包囲する前記横行台車に設けられ、上下に伸縮するシールドとを備えた原子力施設の燃料交換機であり、燃料交換機の把持装置で把持して吊り下げられた物品や昇降機構や把持装置をシールドで包囲して、昇降機構やグラップルやそのグラップルで吊り下げた物品が、水中の横向きの水流によって揺らされないようにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料交換機は、シールドによって、昇降機構や把持装置や把持装置で吊り下げられた物品が、水中で発生している横向きの流れの影響を極力受けないようにしているため、これらが揺らされることなくその物品のスムーズな取り扱いが可能となり、定期検査による原子炉の停止期間を最小限にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
原子炉施設の燃料交換機の昇降機構とグラップルとグラップルに吊り下げられた燃料集合体や制御棒などの物品の水平周囲を囲うように上下伸縮自在なシールドを燃料交換機の台車に設け、そのシールドで水中で発生している横向きの水流の物品や昇降機構やグラップルへの影響を抑制する。このことによって、燃料交換機のグラップルに吊り下げられた炉内の燃料集合体や制御棒などの物品及びグラップルに極力揺れを生じさせることなく、その物品を取り扱うことができる。
【実施例１】
【００１２】
原子力発電所の原子炉建屋１６には、原子炉圧力容器７が格納されている。その原子炉圧力容器７内には、炉心を水没させるように炉水が入れられている。その炉心には、炉心の構成要素として原子炉用の燃料集合体１０や制御棒が置かれている。原子力発電所では、定期的に炉心に装荷されている原子炉用の燃料集合体１０を取り替えている。その燃料集合体１０を取り替える際には、原子炉圧力容器７の上蓋を開けて原子炉ウェル５と上下に連通した状態にして行われる。原子炉ウェル５は原子炉圧力容器７の上に配置されていて、燃料集合体１０を取り替える際にはその原子炉ウェル５には水が満たされ、原子炉建屋１６内の使用済燃料プール１４とカナル１３を通じて連通される。
【００１３】
カナル１３は原子炉ウェル５と使用済燃料プール１４とをつなぐ水路であるが、通常はその水路は堰によって閉じられているが、原子炉が停止されて原子炉圧力容器７内の燃料集合体１０を交換する時にはその水路が開かれ、燃料集合体１０が水没状態で原子炉ウェル５と使用済燃料プール１４間での移動を燃料交換機で達成できるようにされる。このようなカナル１３は移動中の燃料集合体１０が水没することのできる水深と後述するシールド９が水平移動できる幅を確保されている。
【００１４】
原子力発電所の原子炉建屋１６内に納められている燃料交換機は、原子炉用の燃料集合体１０や制御棒やダブルブレードガイドなどの物品をグラップル８と称せられる把持装置で把持して吊り下げながら移動させるのに用いられる。そのような移動は、炉心内の燃料集合体１０を交換したり炉心内の燃料集合体１０の装荷位置を変更したりする際に採用される。
【００１５】
原子炉ウェル５内には散水管が配備され、その散水管４は原子炉停止中に燃料から発生する崩壊熱を取るために、原子炉圧力容器７から原子炉停止時冷却材出口ノズル６を通して水を吸い込み、熱交換器を通した後、再び原子炉ウェル５に戻す際に用いられるものである。この原子炉停止時冷却材出口ノズル６による吸水および散水管４からの水の吐出により横向きの水流が原子炉圧力容器７内や原子炉ウェル５内に生じる。この横向きの流れによって、燃料交換機でグラップル８で把持した燃料集合体１０等の物品やグラップル８に揺れが生じる可能性がある。
【００１６】
その揺れの可能性を低減する為に、燃料交換機は以下のように構成されている。即ち、その燃料交換機は、原子炉ウェル５を跨いで原子炉ウェル５と使用済燃料プール１４との並び方向へ走行する走行台車と、その走行台車上を走行台車の走行方向と直交する水平方向へ走行する横行台車と、その横行台車に支持されて上下方向へ伸縮自在なテレスコピック構造の昇降機構３と、その昇降機構３のテレスコピック構造下部に配備されて燃料集合体１０を把持したり離したりするグラップル８と、前記グラップル８と昇降機構３とを同時に上下方向へ駆動して昇降機構３のテレスコピック構造を伸縮させる第１のウインチ
１７と、横行台車２に昇降機構３やグラップル８を水平方向から包囲する配置で設けられて上下方向へ伸縮する円筒形状で三段構成のテレスコピック構造のシールド９と、前記シールド９のテレスコピック構造を上下方向へ伸縮させる第２のウインチ１８とを備えている。
【００１７】
第１のウインチ１７は横行台車２に設置され、その第１のウインチ１７のドラム１５にまかれたワイヤー１９が昇降機構３のテレスコピック構造における最下段の部分に接続されている。昇降機構３のテレスコピック構造は円筒状の構造物を相対的に上下方向へ移動する上下多段に組み合わせ、相対的に下段の構造物部分が上段の構造物部分を上方向へ引っ掛け上げれる構造、及び相対的に上段の構造物部分が下段の構造物部分が抜け落ちないように引っ掛け支持できる構造を採用している。そのため、第１のウインチ１７を駆動してドラム１５を回転させると、ワイヤー１９がその回転方向に応じてドラム１５に巻き取られたり繰り出されたりして昇降機構３が下方へ伸びたり上方へ縮んだり、ドラム１５の回転量によってその伸縮の位置が上下方向へ変動することができる。
【００１８】
このドラム１５には、図５のように、ドラム１５と同径のドラム３０が、ドラム１５と同時に同方向へ同量回転できるように連結され、横行台車２設置されている。そのドラム３０から繰り出されたワイヤー３１はグラップル８に連結されている。そのため、第１のウインチ１７がドラム１５を回転駆動すると、ドラム３０も回転して昇降機構３の最下端部とグラップル８が同時に同方向へ同量だけ上下に移動できる。そのグラップル８は昇降機構３の下端部に上部が差し入れられて左右に大きく振れることを昇降機構３の下端部で拘束し、グラップル８の位置決めが容易になるようにしている。尚、昇降機構３の下端とグラップル８とは、図示していないが、グラップル８がワイヤーによる支持を失って落下した際に、そのグラップル８を受け止めてグラップル８を昇降機構３で支持する取合関係構造を有する。
【００１９】
第２のウインチ１８は、横行台車２に設置され、その第２のウインチ１８のドラム１１に巻かれたワイヤー１２がシールド９の円筒状のテレスコピック構造における最下段の円筒状構造物９ｃ部分に接続されている。シールド９の上段の円筒状構造物９ａは中段の円筒状構造物９ｂを内包する大きさを有し、中段の円筒状構造物９ｂは下段の円筒状構造物９ｃを内包する大きさを有する。その上段の円筒状構造物９ａは、その上端が横行台車２に固定されて設けられている。その上段の円筒状構造物９ａの下部内側には、上下二段にてリング状のガイド２０が固定されている。その上下二段のガイド２０は、内側に中段の円筒状構造物９ｂを上下方向へ摺動自由に囲っている。その中段の円筒状構造物９ｂの上端には、上下二段のガイド２０の内の上段に引っ掛るようにリング状のストッパー２２が固定されている。このストッパー２２は上段の円筒状構造物９ａの内側を上下に移動できる外径に仕上げられている。
【００２０】
同じく、シールド９の中段の円筒状構造物９ｂの下部内側には、上下二段にてリング状のガイド２１が固定されている。その上下二段のガイド２１は、内側に下段の円筒状構造物９ｃを上下方向へ摺動自由に囲っている。その下段の円筒状構造物９ｃの上端には、中段の円筒状構造物９ｂに固定した上下二段のガイド２１の内の上段に引っ掛るようにリング状のストッパー２３が固定されている。このストッパー２３は中段の円筒状構造物９ｂの内側を上下に移動できる外径に仕上げられている。
【００２１】
シールド９の下段の円筒状構造物９ｃの下端には、リング状の支持部材２４が中段の円筒状構造物９ｂの下端を引っ掛けあげることのできる位置にまで突き出した状態で固定されている。この下段の円筒状構造物９ｃの上端には、第２のウインチ１８のワイヤー１２が固定されている。
【００２２】
このようなシールド９の構造に有っては、第２のウインチ１８を駆動してドラム１１を回転させると、その回転方向に応じてシールド９が下方へ伸びたり上方へ縮んだり、ドラム１１の回転量によってその伸縮の位置が上下方向へ変動することができる。第２のウインチ１８でワイヤー１２をドラム１１から繰り出してゆくと、下段の円筒状構造物９ｃが降下して行く。その際には、支持部材２４が中段の円筒状構造物９ｂを支持しているので、その中段の円筒状構造物９ｂもガイド２０に摺動しながら同時に降下して行く。その中段の円筒状構造物９ｂの降下に際しては、ストッパー２２も降下して行くので、ついにはストッパー２２がガイド２０に受け止められて中段の円筒状構造物９ｂの降下が止まり、下段の円筒状構造物９ｃのみがガイド２１に摺動しながら降下を続ける。下段の円筒状構造物９ｃの降下が続くうちに、ついにはストッパー２３がガイド２１に受け止められて下段の円筒状構造物９ｃの降下が止まる。
【００２３】
上段の円筒状構造物９ａに設けた上下二段のガイド２０は、上下に離れて中段の円筒上構造物９ｂに接して中段の円筒上構造物９ｂの降下を案内するので、中段の円筒状構造物９ｂが降下する際に水平方向へ極力揺れないようにすることができる。また、シールド９の伸縮動作が静止した状態においても、同様に水平方向へ極力揺れないようにすることができる。このようなことは、中段の円筒状構造物９ｂと下段の円筒状構造物９ｃとの間においても言えることである。
【００２４】
シールド９が伸長している状態で、第２のウインチ１８を駆動してドラム１１にワイヤー１２を巻き込むようにすると、シールド９は上方へ縮むことができる。即ち、ワイヤー１２が第２のウインチ１８によってドラム１１に巻き取られてゆくと、ガイド２１に摺動しながら下段の円筒状構造物９ｃが上昇し、下段の円筒状構造物９ｃと同時に上昇してきた支持部材２４が中段の円筒状構造物９ｂの下端に接し、ついには支持部材２４が中段の円筒状構造物９ｂの下端を引っ掛けて中段の円筒状構造物９ｂを下段の円筒状構造物９ｃと同時に上昇させる。その中段の円筒状構造物９ｂの上昇は上段の円筒状構造物９ａに固定したガイド２０に摺動しながら成される。それらの円筒状構造物９ｂ，９ｃの上昇が続くと、ついには、下段の円筒状構造物９ｃは中段の円筒状構造物９ｂの内側に、中段の円筒状構造物９ｂは上段の円筒状構造物９ａの内側に納まってシールド９が最も縮んだ状態となる。
【００２５】
このようなシールド９の縮ませの動作も一つの円筒状構造物つき上下二段の二箇所でガイドが摺動案内するので、水平方向の揺れが抑制される。そのシールド９の縮ませる途中でシールド９の縮ませを止めても、その止めた位置で同様にシールド９を構成する各円筒状構造物の水平方向の揺れが抑制される。
【００２６】
第１と第２のウインチ１７，１８には、ドラム１１，１５にドラム１１，１５の回転を止めるブレーキ装置がシールド９や昇降機構３のテレスコピック構造の伸縮作用を停止させる停止装置として備えられている。そのブレーキ装置はドラム１１，１５の回転を止めたり許容したりする機能を発揮し、ドラム１１，１５の回転を止めるように機能させた際には、シールド９や昇降機構３のテレスコピック構造の伸縮作用を停止させて、その伸縮位置を維持できるし、ドラム１１，１５の回転を許容するように機能させた場合には、シールド９や昇降機構３のテレスコピック構造の伸縮がドラム１１，１５の回転によって達成できる。
【００２７】
昇降機構３の伸縮動作に合わせ、シールド９も自動的に伸縮動作するように第１と第２のウインチ１８を制御する制御装置２５が横行台車２に備わる。制御装置２５は、シールド９の伸縮を司る第２のウインチ１８のドラム１１と昇降機構３の伸縮を司る第１のウインチ１７のドラム１５の回転数を制御してシールド９の伸縮動作を昇降機構３の伸縮動作に自動的に連動させて追従させる。制御装置２５は具体的には昇降機構３の伸縮を司る第１のウインチ１７のドラム１５の回転数から、昇降機構３の下端位置を把握し、グラップル８およびグラップル８から吊り下げられた燃料集合体１０に、横向きの流れの影響が極力及ばないように、グラップル８から吊り下げられた燃料集合体１０の下端よりも、シールド９の下端が下方に位置するかその燃料集合体１０の下端とシールド９の下端とが同位置になるように、シールド９の伸縮を司る第２のウインチ１８のドラム１１の回転数を制御することでシールド９の伸縮動作を昇降機構３の伸縮動作に連動させる連動運転が成される。
【００２８】
制御装置２５には、第１と第２のウインチ１７，１８の上述のような連動運転を止めて、第１と第２のウインチ１７，１８を個々に独立させて運転するように独立運転と連動運転との運転モードの切替装置が備わる。その切替装置によって独立運転モードを選択すると、制御装置２５による両ウインチ１７，１８の連動運転が阻止され、昇降機構３とシールド９の伸縮動作を個々に各ウインチ１７，１８の運転によって制御できる。
【００２９】
このような燃料交換機の原子力発電所内での利用を以下に説明する。即ち、燃料交換機は、燃料交換作業時に燃料集合体１０を移動させたり燃料集合体１０を炉心から引き抜いたり挿入したりする際に用いられる。燃料交換作業時には、原子炉が停止され、原子炉圧力容器７の上蓋が外されて原子炉ウェル５に水が張られる。カナル１３と原子炉ウェル５の間の堰を撤去して原子炉ウェル５と使用済燃料プール１４とをカナル１３で連通する。更には、炉心に燃料交換機がアクセスできるように原子炉圧力容器７内から炉心が上方から見通せるように炉内構造物を撤去する。
【００３０】
その後に、燃料交換機を走行台車１の走行と横行台車２の走行とによってグラップル８を、炉心内の交換目的の燃料集合体１０の真上に位置させる。この状況下では、原子炉停止中に炉心から発生する崩壊熱を取るために、図２のように、原子炉圧力容器７内から原子炉停止時冷却材出口ノズル６を通して水を吸い込み、熱交換器を通して冷却した後、再び原子炉ウェル５へ散水管４から吐出して戻している。そのため、原子炉ウェル５や原子炉圧力容器７内の水に流れが生じ、その流れには水平方向の流れの成分が含まれている。
【００３１】
その水平方向の流れを受けて昇降機構３やグラップル８が揺れないように、以下のように第１のウインチ１７と第２のウインチ１８を運転する。即ち、図１（ａ）のように、当初はシールド９と昇降機構３は最も縮んでいる状態である。このような状態では原子炉ウェル５のプールの水面よりも上方にシールド９や昇降機構３やグラップル８が位置している。この状態から第１のウインチ１７を運転して第１のウインチ１７のドラム１５からワイヤー１９を繰り出すことで昇降機構３が下方へ伸長し、グラップル８も同時に降下してゆく。これと同時に第２のウインチ１８を運転して第２のウインチ１８のドラム１１からワイヤー１２を繰り出すことでシールド９が下方へ伸長する。その伸長過程においても、図１（ｂ）のようにシールド９が昇降機構３とグラップル８との水平方向周囲を包囲することができる位置となるように、第１と第２のウインチ１７，１８のドラム１１，１５の回転数を個々に調整してシールド９の下端がグラップル８の下端よりも常に低い位置に成るようにシールド９と昇降機構３の伸長量を調整する。このようにすることによって、散水管４から吐出された水の流れで生じた水平方向の流れの成分を含む水流（以下、水平な水流と称する。）がシールド９に当たってグラップル８や昇降機構３に到達しない。そのため、グラップル８や昇降機構３が揺れることが無い。
【００３２】
このように、グラップル８や昇降機構３が揺れないで交換目的の燃料集合体１０の直上に降下できる。その後に図１（ｃ）のように、グラップル８に燃料集合体１０を把持させる。その把持に際しても、グラップル８や昇降機構３が揺れないから揺れが収まるまで待つなどの過程を経ずに迅速且つ確実にグラップル８による燃料集合体１０の把持が成せる。グラップル８が燃料集合体１０を把持した後に、第１のウインチ１７を運転してドラム１５にワイヤー１９を巻き取ることによって、昇降機構３を縮める。このようにすると、グラップル８で把持された燃料集合体１０は、図１（ｄ）のように、シールド９の内側に収納されてゆき、ついには燃料集合体１０の全長にわたってシールド９によって水平方向周囲が包囲される状態となる。シールド９の伸長位置が過剰に低い位置になっている場合には、第２のウインチ１８を運転してドラム１１にワイヤー１２を巻き取ってシールド９を縮めて図１（ｄ）のように燃料集合体１０に水平な水流が直接当たらない必要最低限の伸長長さにする。その伸長長さを維持できるように、第２のウインチ１８のブレーキを作動させてドラム１１の回転の停止状態を維持する。
【００３３】
その後に、走行台車と横行台車２を走行させてカナル１３の入口まで燃料集合体１０を移動させる。この移動中においても、移動によって燃料集合体１０が受けようとする水の抵抗をシールド９が受け止めて燃料集合体１０にできるだけ移動による影響を与えないようにして、グラップル８で把持した燃料集合体１０に極力垂直な姿勢を保たせる。次に、カナル１３に燃料集合体１０を通過させる為に、第２のウインチ１８を運転して、図３のように、シールド９を最も縮ませた状態に縮小させ、その状態で走行台車１を走行させて燃料集合体１０を水面下に水没させた状態でカナル１３を通過させ、燃料集合体１０を使用済燃料プール１４内に移動させる。
【００３４】
使用済燃料プール１４内に到達した燃料集合体１０は、使用済燃料プール１４内の水中に配備された燃料貯蔵ラック内に収納されることになるが、その収納位置真上に至るまでに、水流や水の抵抗を受けて燃料集合体１０が傾斜したり揺れたりすることを嫌う場合には、使用済燃料プール１４内においても、シールド９を伸長させてグラップル８で把持した燃料集合体１０と昇降機構３の水平方向周囲を包囲する。このようにすることで、使用済燃料プール１４内の水流や移動中の水の抵抗によって把持した燃料集合体１０が揺れるという事象を阻止でき、燃料集合体１０が垂直な姿勢に維持される。燃料集合体１０が燃料貯蔵ラックの真上に到達したら、昇降機構３を伸長させて燃料集合体１０を燃料貯蔵ラック内に降ろし入れる。その後は、燃料集合体１０からグラップル８を外して昇降機構３とシールド９を最も上方へ縮める。このようにすると、燃料集合体１０を迅速且つ確実に燃料貯蔵ラック内に収納できる。
【００３５】
新燃料集合体１０を炉心に装荷する際には、グラップル８で新燃料集合体１０を把持し、把持した新燃料集合体１０をシールド９で囲って炉心の新燃料集合体１０装荷位置直上まで走行台車１と横行台車２の走行作用で新燃料集合体１０を移動させ、その後に昇降機構３を更に伸長させて新燃料集合体１０を炉心内に装荷する。その後はグラップル８を新燃料集合体１０から外して昇降機構３やシールド９を最も上方へ縮ませる。
【００３６】
新燃料集合体１０を炉心へ向けて降下させる際には、制御装置２５を切替装置によって連動運転モードに切り替える。そのようにすると、制御装置２５がシールド９の伸縮を司る第２のウインチ１８と昇降機構３の伸縮を司る第１のウインチ１７との連動運転状態に制御することになる。即ち、制御装置は、昇降機構３の伸縮を司る第１のウインチ１７のドラム１５の回転数から、昇降機構３の下端位置を把握し、グラップル８およびグラップル８で吊り下げられた新燃料集合体１０に、水平の水流の影響が極力及ばないように、グラップル８および吊り下げられた新燃料集合体１０の下端よりも、シールド９の下端が先行して降下するように、シールド９の伸縮を司る第２のウインチ１８のドラム１１の回転数を制御する。
【００３７】
又、炉心から燃料集合体１０をグラップル８で把持させて燃料集合体１０を炉心からシールド９内に引き上げた後に、制御装置を連動運転モードに切り替えると、燃料集合体
１０を炉心から燃料貯蔵プールに移動させる過程で生じる燃料集合体１０の上昇過程で、シールド９の伸縮を司る第２のウインチ１８のドラム１１と昇降機構３の伸縮を司る第１のウインチ１７のドラム１５の回転数を制御装置が制御することになる。即ち、制御装置は、昇降機構３の伸縮を司る第１のウインチ１７のドラム１５の回転数から、昇降機構３の下端位置を把握し、グラップル８およびグラップル８で吊り下げられた新燃料集合体
１０に、水平の水流の影響が極力及ばないように、グラップル８および吊り下げられた新燃料集合体１０の下端よりも、シールド９の下端が先行して上昇しないように、シールド９の伸縮を司る第２のウインチ１８のドラムの回転数１１を制御する。このような制御によって、燃料交換作業が容易且つ確実に成される。その結果、定期検査による原子炉の停止期間が短縮される。
【００３８】
炉心内の燃料集合体１０を同一炉心内の他の位置に装荷し換える場合には、昇降機構３やグラップル８やシールド９の下端を炉心の直上まで伸長させてその状態を保持させる。この場合には、制御装置は独立運転モードに切替えられている。次に、炉心から燃料集合体１０をグラップル８で把持させる。グラップル８で把持させた燃料集合体１０を昇降機構３を縮ませることで引き上げる。燃料集合体１０の下端が炉心の上方に引き上げられた状態では、その燃料集合体１０はシールド９に水平方向周囲が包囲されている。このような状態で、走行台車１と横行台車２を走行させてグラップル８で把持した燃料集合体１０を装荷し換える他の位置の直上に位置させる。その後に、昇降機構３を伸長させて燃料集合体１０を炉心内に降下させ、グラップル８から燃料集合体１０を外す。このようにして燃料集合体１０を装荷し換える場合には、燃料集合体１０の炉心からの引き上げから炉心内への降下に至るまで、シールド９の下端が炉心の直上に位置して維持されるので、燃料集合体１０が水流で或いは水の抵抗で傾いたり揺れたりすることがなく、迅速且つ確実に燃料集合体１０の装荷位置の位置換えが可能である。
【００３９】
シールド９の下端の位置を伸長しきらない途中の位置に維持したい場合には、その途中の位置にシールド９の下端が到達した時点で第２のウインチ１８のドラム１１に対するブレーキを作動させてドラム１１の回転を止めることによって成される。
【００４０】
また、上記の例は、燃料集合体１０を物品として扱う例としたが、物品として炉心の制御棒（制御棒集合体とも言う。）を扱うことであっても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明による燃料交換機は原子力発電所の原子炉用の燃料集合体を水中で取り扱う用途に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の燃料交換機による燃料交換時における原子炉用燃料集合体の取扱手順を（ａ）図から（ｅ）図にかけて示したシールド部を断面で示した燃料交換機の要部図である。
【図２】本発明の燃料交換機が設置された原子炉建屋の原子炉ウェル近傍の縦断面図である。
【図３】本発明の燃料交換機が燃料集合体を把持してカナルを通過する準備が出来た状態を示した燃料交換機の要部図であって、右図はカナルの出入り口正面から見た正面図を、左図はその正面図の側面から見た断面図である。
【図４】本発明による燃料交換機のシールド９の要部断面図である。
【図５】本発明による燃料交換機の昇降機構と把持装置との懸垂支持関係を示した昇降機構部分の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…走行台車、２…横行台車、３…昇降機構、４…散水管、５…原子炉ウェル、６…原子炉停止時冷却材出口ノズル、７…原子炉圧力容器、８…グラップル、９…シールド、
１０…燃料集合体、１１…第２のウインチのドラム、１２，１９，３１…ワイヤー、１３…カナル、１４…使用済燃料プール、１５…第１のウインチのドラム、１６…原子炉建屋、１７…第１のウインチ、１８…第２のウインチ、２０，２１…ガイド、２２，２３…ストッパー、２４…支持部材、２５…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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