(57)【要約】【課題】原子炉を停止した際に、圧力容器４内の放射線汚染水を排出せずに、制御棒駆動機構ハウジング１下部の開口部３を封鎖してシールする。【構成】開口部３をシールするシール治具１０は、細長い支持部材１１および基部１７に支持された長管１２および短管１３と、支持部材１１の先端に設けた係止部１４と、支持部材１１の後部に設けられた前記長管１２および短管１３が貫通する円形の弾性シール体１５と、弾性シール体１５を軸方向に圧縮してその外径を拡大させる圧縮手段１６とを備え、前記弾性シール体１５は非圧縮状態において制御棒駆動機構ハウジング１内に挿入可能とされ、圧縮状態においてその外周面と前記ハウジング１の内周面でシール性を確保する。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の圧力容器４から下方に延長する制御棒駆動機構ハウジング１下部の開口部３をシールして封鎖するためのシール治具１０であって、
基部１７から延長する細長い支持部材１１と、支持部材１１の先端に設けた係止部１４と、基部１７および支持部材１１に支持された長管１２と、基部１７に支持された短管１３と、基部１７に支持され且つ長管１２および短管１３が貫通する円形の弾性シール体１５と、弾性シール体１５を軸方向に圧縮してその外径を拡大させる圧縮手段１６とを備え、前記弾性シール体１５は非圧縮状態において前記ハウジング１内に挿入可能とされ、圧縮状態においてその外周面と前記ハウジング１の内周面とのシール性を確保できるように構成したことを特徴とする制御棒駆動機構ハウジングのシール治具。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧縮手段１６は、基部１７に固定した内筒体２７と、その内筒体２７に螺着する外筒体２８と、外筒体２８の先端に当接する押圧部材２９を備え、
前記外筒体２８を回転することにより押圧部材２９が前記弾性シール体１５を軸方向に圧縮するように構成したことを特徴とする制御棒駆動機構ハウジングのシール治具。
【請求項３】
原子炉の圧力容器４から下方に延長する制御棒駆動機構ハウジング１下部の開口部３をシールして封鎖する方法であって、
請求項１または請求項２に記載のシール治具１０を使用して、その支持部材１１を前記ハウジング１にその下部の開口部３から挿入し、支持部材１１の先端部に設けた係止部１４を制御棒案内管７の被係止部８に係止し、前記圧縮手段１６により弾性シール体１５を圧縮して前記ハウジング１下部の開口部３をシールし、次いで短管１３から封鎖水を供給しながら長管１２の先端から前記ハウジング１内の空気を外部に排出し、前記ハウジング１内を封鎖水で充填して封鎖することを特徴とする制御棒駆動機構ハウジングのシール方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記封鎖水が放射線で汚染されたとき、前記長管１２の先端より空気を取り入れながら、短管１３から前記ハウジング１内の封鎖水をドレンとして外部に排出することにより、汚染された封鎖水を排水することを特徴とする制御棒駆動機構ハウジングのシール方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、
前記長管１２より洗浄水を供給しながら短管１３から前記ハウジング内の封鎖水を供給した洗浄水と共にドレンとして外部に排出することにより、前記ハウジング１内を洗浄することを特徴とする制御棒駆動機構ハウジングのシール方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子炉の容器から下方に延長する制御棒駆動機構ハウジングの下部開口部をシールして封鎖するためのシール治具、および該シール具を使用した前記ハウジングのシール方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水形原子炉（ＢＷＲ）においては、原子炉の圧力容器内に多数の制御棒を装着し、それら制御棒を多数の制御棒駆動機構（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｒｏｄ  Ｄｒｉｖｅ  通称ＣＲＤ）により独立して駆動している。これら多数の制御棒駆動機構は４〜５ｍの長さを有し、圧力容器の底部から上方および下方に延長する多数の細長い制御棒駆動機構ハウジング内にそれぞれ収容される。
【０００３】
図１０は制御棒に連結した制御棒駆動機構を制御棒駆動機構ハウジングに収容した状態を示す断面略図である。筒状に形成された制御棒駆動機構ハウジング１の頂部は開口部２を有し、底部にはフランジつき開口部３を有する。そして制御棒駆動機構ハウジング１はその下部外周が圧力容器４に溶接により固定されて垂直に延長する。
【０００４】
原子炉の定期的点検作業のため、各制御棒駆動機構５は制御棒駆動機構ハウジング１から下方に引き抜かれる。制御棒駆動機構ハウジング１頂部の開口部２は制御棒および制御棒案内管７で封鎖されているので、圧力容器４内の放射性汚染水が制御棒駆動機構ハウジング１内に排水されることはない。
【０００５】
圧力容器４内からの放射線は僅かであるが制御棒駆動機構ハウジング１を通って下端の開口部３から外部に漏洩するおそれがある。また制御棒駆動機構ハウジング１の開口部２は制御棒および制御棒案内管７で封鎖されているが、圧力容器４内の放射性汚染水を完全にシールすることは困難であり、ごく僅かずつではあるが放射性汚染水が制御棒駆動機構ハウジング１内に漏洩することもある。そのため従来から、これらの問題を回避するために圧力容器４内の放射性汚染水を全部排出してから、圧力容器下方の保守点検作業を実施している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のように圧力容器４内の放射性汚染水を全部排出することは手間と時間がかかり、保守点検に要する時間、工数およびコストなどが膨大になり、さらに排出した放射性汚染水の処理も必要になる。そこで本発明はこのような問題を解決することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、制御棒駆動機構５を制御棒駆動機構ハウジング１の下端の開口部３から引き抜いた後、該開口部３をシールした上で内部を封鎖水で封鎖することにより、圧力容器４内に放射性汚染水が貯留された状態であっても、そこからの放射線漏洩や放射性汚染水の漏洩により、保守点検作業に支障を与えないということを見出し、その知見を基に本発明を完成した。
【０００８】
すなわち本発明に係る第１の発明は、原子炉の圧力容器から下方に延長する制御棒駆動機構ハウジングの下部開口部をシールして封鎖するためのシール治具である。本シール治具は、基部から延長する細長い支持部材と、支持部材の先端に設けた係止部と、基部および支持部材に支持された長管と、基部に支持された短管と、基部に支持され且つ長管および短管が貫通する円形の弾性シール体と、弾性シール体を軸方向に圧縮してその外径を拡大させる圧縮手段を備えている。そして、前記弾性シール体は非圧縮状態において前記ハウジング内に挿入可能とされ、圧縮状態においてその外周面と前記ハウジングの内周面のシール性を確保できるように構成したことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記シール治具において、前記圧縮手段は基部に固定した内筒体と、その内筒体に螺着する外筒体と、外筒体の先端に接触した押圧部材を備え、前記外筒体を回転することにより押圧部材が前記弾性シール体を軸方向に圧縮するように構成できる（請求項２）。
【００１０】
また、前記課題を解決する発明に係る第２の発明は、原子炉の容器から下方に延長する制御棒駆動機構ハウジングの下部開口部をシールして封鎖する方法である。本シール方法は、前記のシール治具を使用してその支持部材を前記ハウジングの下部開口部に挿入し、支持部材の先端部に設けた係止部を制御棒案内管の被係止部に係止する。そして、前記圧縮手段により弾性シール体を軸方向に圧縮して前記ハウジング下部の開口部をシールし、次いで短管から封鎖水を供給しながら長管の先端から前記ハウジング内の空気を外部に排出し、前記ハウジング内部を封鎖水で充填して封鎖することを特徴とする（請求項３）。
【００１１】
上記シール方法において、前記封鎖水が放射線で汚染されたとき、前記長管の先端より空気を取り入れながら、短管から前記ハウジング内の封鎖水をドレンとして外部に排出することにより、汚染された封鎖水を排水することを特徴とするものである（請求項４）。
【００１２】
上記いずれかのシール方法において、前記長管より洗浄水を供給しながら短管から前記ハウジング内の封鎖水を供給した洗浄水と共にドレンとして外部に排出することにより、前記ハウジング内を洗浄することができる（請求項５）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明に係るシール治具１０の正面図、図２は底面図１、図３は平面図１、図４は図１のＢ−Ｂ断面図、図５は図１のＣ−Ｃ断面図、図６は図１の下部縦断面図、図７は図６におけるＥ部の拡大図である。
【００１４】
これらの図において、シール治具１０は基部１７に後端を支持した細長い支持部材１１と、支持部材１１の先端に設けた係止部１４と、基部１７および支持部材１１に支持した長管１２と、基部１７に支持した短管１３と、基部１７に取り付けた圧肉円板状の弾性シール体１５と、弾性シール体１５を軸方向に圧縮してその外径を拡大させる圧縮手段１６を備えている。
【００１５】
基部１７は図６に示すように、軸断面の上面が略傘型とされた短い円柱ブロックからなり、中心部および、その中心部から半径方向に偏った位置に、軸方向へ貫通穴が２つ形成されている。
支持部材１１は後端を基部１７に固定した２本の細長い中空の棒材１８と、２本の棒材１８の途中を数箇所で互いに連結する複数の連結部材１９を備えている。
【００１６】
長管１２はその中間部を基部１７の中心部に形成した貫通孔に固定され、後端にシールキャップ２１が螺着される。そしてその上端は支持部材１１の先端部付近まで延長し、その途中の数個所が固定具２２により前記連結部材１９に固定される。短管１３はその先端部が基部１７の中心の貫通孔に固定され、下端にシールキャップ２０が螺着される。
【００１７】
長管１２と短管１３は基部１７の後側において弾性シール体１５を貫通している。弾性シール体１５は２つのシール体２３，２３を有し、各シール体２３は図６に示すように中空のゴムリングからなり、二つのシール体２３，２３の間にはステンレス鋼の押圧部材２５が介装され、圧縮手段１６により軸方向に圧縮される。
【００１８】
図６および図７に示すように圧縮手段１６は、先端を基部１７にボルト２６で固定した内筒体２７と、内筒体２７の外ネジ部に螺着する外筒体２８と、内筒体に挿通されたりカラー２８ａおよび円板状の押圧部材２５，２９と、外筒体２８の後端に装着した回転操作部３０を備えている。そして押圧部２９は複数本（図示の例では３本）のピン３１の根元が溶接固定されている。前記弾性シール体１５を貫通構成する後側のシール体２３に固定される。なお本実施形態では圧縮手段１６を短管１３に装着しているが、長管１２に装着することもできる。
【００１９】
さらに圧縮手段１６にはストッパ機構３２を設けることができる。ストッパ機構３２は圧縮手段１６による圧縮量を制限して弾性シール体１５に過大な締付力が加わることを防止するもので、一例として図７に示すように、内筒体２７の外周面と外筒体２８の内周面の間に設けたリング状の隙間３３をリング状のスリット３３設けと、外筒体２８の側壁にストッパ３４を固定しされてその先端をが前記隙間スリット３３の空間内に突出させることができる。それにより、リング状の隙間３３の軸方向長さ分、外筒体を移動することができるしたストッパ３４を備えている。
【００２０】
図８は、図図１〜図７に示すシール治具１０をハウジング１に装着して、その下部の開口部３をシールした状態を示す断面図、図９は制御棒案内管７の被係止部８とシール治具１０における支持部材１１の先端部に設けた係止具１４の関係を示す部分的な斜視図である。
次にシール治具１０を図８のように装着する手順を説明する。
【００２１】
先ず、図１０の状態の制御棒駆動機構５をハウジング１の下端の開口部３から引き抜いた後、図１に示すシール治具１０の先端部を下方から開口部３に垂直に挿入する。その際、弾性シール体１５は非圧縮状態としておく。次に、図８のように支持部材１１の先端部に設けた係止部１４を制御棒案内管７の被係止部８に図９の矢印（イ）のように接近して挿入し、次いで（ロ）のようにシール治具１０を回転して係止部１４を被係止部８に係止する。この操作によりシール治具１０は制御棒案内管７の底部に確実に連結される。
【００２２】
次に圧縮手段１６を構成する回転操作部３０を一方向に回転して外筒体２８を内筒体２７に対して軸方向にスライドさせると、外筒体２８の先端に固定した押圧部材２９が弾性シール体１５を押圧していくので、２つのシール体２３，２３は次第に圧縮される。シール体２３，２３はその圧縮量に比例して外周面が半径方向に拡大する。
【００２３】
さらに回転操作部３０の回転を続けると、外筒体２８にストッパ３４がスリット３３の先端で停止し、それ以上の回転操作部３０の回転を阻止する。この状態でシール体２３，２３の外周面はハウジング１の内周面に強く密着され、ハウジング１の開口部３はシール治具１０で確実にシールされる。
【００２４】
上記と逆にシール治具１０をハウジング１から離脱させるには、先ず圧縮手段１６の回転操作部３０を上記と逆方向に回転し、外筒体２８を元の位置にスライドさせて戻すことにより、シール体２３，２３の外周面が半径方向に縮小し、次に係止部１４と制御棒案内管７の被係止部の係止を外して、シール治具１０を開口部３から下方に引き降ろせばよい。
次にハウジング１に装着したシール治具１０を利用して、ハウジング１内への封鎖水の充填、封鎖水の置換、ハウジング１内部の洗浄を行う方法について説明する。
【００２５】
（ハウジング１内への封鎖水の充填）
短管１３の後端部に封鎖水供給ホースの先端に設けたワンタッチ接続具を接続し、長管１２の後端部にドレンホースの先端に設けたワンタッチ接続具を接続する。
【００２６】
次に封鎖水供給ホースの元栓を開けて封鎖水（通常は純粋又は脱塩水）を短管１３からハウジング１内に注水する。封鎖水の注入によりハウジング１内の空気は長管１２の先端から外部に排出（いわゆる空気抜き）される。そしてハウジング１の上部まで封鎖水が充填すると封鎖水が長管１２の先端から内部にオーバフローする。そのオーバフローした封鎖水が長管１２の後端部に接続したドレンホースに流れ込んだことを確認したら、封鎖水供給ホースの元栓を閉じて封鎖水の充填操作を終了する。
【００２７】
ハウジング１内への封鎖水の充填が終了したら、圧力容器４の下方での保守点検作業を実施できる状態になる。なお短管１３の後端部に接続した封鎖水供給ホースや長管１２の後端部に接続したドレンホースは取り外す。
【００２８】
ハウジング１の下端の開口部３は前記のようにシール治具の弾性シール体１５によりシールされるので、内部に注入した封鎖水が該部分から漏洩することはない。また、４〜５ｍの封鎖水の水頭圧がシール治具１０を下方に押圧するが、シール治具１０は支持部材１１の先端部の係止部１４で確実に制御棒案内管７の底部に連結されているので、その押圧力によって落下することはない。
【００２９】
（封鎖水の置換）
ハウジング１内を封鎖水で封鎖した後、保守点検作業の期間が長期化するような場合、圧力容器４内の放射性汚染水からの放射線の漏洩や放射性汚染水自体の漏洩が僅かであっても、それが累積するとハウジング１内の封鎖水は次第に放射線に汚染されていく。そこで適当な時期または間隔でにハウジング１の封鎖水を新しい汚染されていない封鎖水と置換することが望ましい。ハウジング１内の封鎖水を新しい封鎖水と置換するには、ハウジング１内を上から下に向かって置換する。
【００３０】
（ハウジング１内の洗浄）
保守点検作業が終了すると、ハウジング１内の封鎖水を抜き出し、シール治具を取り外して制御棒駆動機構５を装着する。しかしハウジング１の内壁が放射線で汚染されていることも多いので、制御棒駆動機構５を装着する前にハウジング１内を洗浄水で洗浄することが望ましい。
【００３１】
保守点検作業が終了すると、先ずハウジング１内の封鎖水を外部に抜き出す。封鎖水抜き出し操作は、先ず短管１３の下端部にドレンホースをワンタッチで接続し、長管１２の下端部は空気吸引用のホースをワンタッチで接続する。次にドレンホースに設けた開閉コックを開けると、ハウジング１内の封鎖水が短管１３を経てドレンホースから外部に排出する。その際、長管１２の下端部から外部空気がハウジング１内に吸引されるので、ハウジング１は負圧にならず封鎖水はスムーズに排水される。
【００３２】
ハウジング１内にあった封鎖水の排水が終了したら、次に長管１２の下端部に洗浄水ホース（前記封鎖水ホースを兼用してもよい）をワンタッチで接続し、短管１３の後端部にドレンホースをワンタッチで接続する。次に洗浄水ホースに設けた水洗を開けて長管１２に洗浄水（通常は地下水や水道水）を供給し、その上端先端からハウジング１の上部に洗浄水を散布する。洗浄水はハウジング１の内壁を流下しながら洗浄し、短管１３を経てドレンホースから外部に排出される。
【００３３】
洗浄操作が完了したら長管１２の下端部から洗浄水ホースを外すと共に、短管１３の後端部からドレンホースを外し、さらにシール治具１０を回転してその係止部１４を制御棒案内管７の被係止部８から離脱し、最後にシール治具１０をハウジング１から下方に引き出す。次いで制御棒駆動機構５をハウジング１に装着する。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明のシール治具は、基部から延長する細長い支持部材と、支持部材の先端に設けた係止部と、基部および支持部材に支持された長管と、基部に支持された短管と、基部に支持され且つ長管および短管が貫通する円形の弾性シール体と、弾性シール体を軸方向に圧縮してその外径を拡大させる圧縮手段とを備え、前記弾性シール体は非圧縮状態において前記ハウジング内に挿入可能とされ、圧縮状態においてその外周面と前記ハウジングの内周面のシール性を確保できるように構成したことを特徴とする。
【００３５】
このように構成したシール治具を使用することにより、原子炉を停止して圧力容器の下方で保守点検等の作業を行う際に、原子炉の圧力容器から下方に延長する制御棒駆動機構ハウジング下部の開口部をシールすると共に、圧力容器側から前記ハウジング内に漏洩する放射線を封鎖水で封鎖することができる。そのため従来のように保守点検作業に先だって圧力容器内の大量の放射性汚染水を外部に排出して処理する必要がないので、保守点検作業に要する時間を短縮し、工数およびコストを削減することができる。
【００３６】
上記シール治具において、前記圧縮手段は基部に固定した内筒体と、その内筒体に螺着する外筒体と、外筒体に固定した押圧部材を備え、前記外筒体を回転することにより押圧部材が前記弾性シール体を軸方向に圧縮するように構成できる。このようにするとシール治具の構造が簡単化し、シールの操作性が向上する。
【００３７】
また、本発明のシール方法は、前記のシール治具を使用してその支持部材を前記ハウジング下部の開口部に挿入し、支持部材の先端部に設けた係止部を制御棒案内管の被係止部に係止し、前記圧縮手段により弾性シール体を軸方向に圧縮して前記ハウジングの下部の開口部をシールし、次いで短管から封鎖水を供給しながら長管の先端から前記ハウジング内の空気を外部に排出し、前記ハウジング内部を封鎖水で充填して封鎖することを特徴とする。
【００３８】
上記シール方法によれば、原子炉を停止して圧力容器の下方で保守点検等の作業を行う際に、原子炉の圧力容器から下方に延長する制御棒駆動機構ハウジング下部の開口部をシール治具でシールし、圧力容器側から前記ハウジング内に漏洩する放射線を封鎖水で封鎖することができる。そのため従来のように保守点検作業に先立って圧力容器内の大量の放射性汚染水を外部に排出して処理する必要がないので、保守点検に要する時間を短縮し、工数およびコストを削減することができる。
【００３９】
上記のシール方法において、封鎖水が放射線で汚染されたとき、長管１２の先端より空気を入れながら、短管１３からハウジング１内の封鎖水をドレンとして外部に排出することができる。それにより、迅速にハウジング１内を洗浄できる。
【００４０】
上記いずれかのシール方法において、前記長管より洗浄水を供給しながら短管から前記ハウジング内の封鎖水を供給した洗浄水と共にドレンとして外部に排出することによって、前記ハウジングの内部を洗浄することができる。
かかるシール方法によれば、保守点検作業等が終了して再び制御棒駆動機構ハウジングに制御棒駆動機構を装着する前に、放射線に汚染されたハウジング内壁を容易に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシール治具１０の正面図。
【図２】同底面図。
【図３】同平面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図１のＣ−Ｃ断面図。
【図６】図１の下部断面略図。
【図７】図６におけるＥ部の拡大図。
【図８】本発明のシール治具１０を制御棒駆動機構ハウジング１に装着した状態の略図。
【図９】本発明のシール治具１０の先端に設けた係止部と制御棒との係止構造を示す斜視図。
【図１０】制御棒に連結した制御棒駆動機構を制御棒駆動機構ハウジングに収容した状態を示す説明図。
【符号の説明】
１  制御棒駆動機構ハウジング
２，３  開口部
４  圧力容器
５  制御棒駆動機構
６  係止部
７  制御棒案内管
８  被係止部
９  フランジ
１０  シール治具
１１  支持部材
１２  長管
１３  短管
１４  係止部
１５  弾性シール体
１６  圧縮手段
１７  基部
１８  棒材
１９  連結部材
２０，２１  シールキャップ
２２  固定具
２３  シール体
２５  押圧部材
２６  ボルト
２７  内筒体
２８  外筒体
２８ａ  カラー
２９  押圧部材
３０  回転操作部
３１  ピンボルト
３２  ストッパ機構
３３  隙間スリット
３４  ストッパ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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