(57)【要約】【課題】制御棒案内管の脱着を可能とし、かつ作業を円滑に行える制御棒案内管脱着用ガイド装置を提供する。【解決手段】沸騰水型原子炉の点検等に際し、制御棒駆動機構ハウジング８の上端に挿入支持されている制御棒案内管６の脱着時に使用する制御棒案内管脱着用ガイド装置１１であって、制御棒駆動機構ハウジングに下端から挿入し得る縦長な支持棒１３，１５と、この支持棒の上端に設けられ、制御棒駆動機構ハウジングの上端部内に挿入されている制御棒案内管の下端のカップリング部１０の位置まで昇降可能で、その内周面にカップリング部１０の外周面を摺動可能にガイドし得る円筒状のガイド部材１２とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉の点検等に際し、制御棒駆動機構ハウジングの上端に挿入支持されている制御棒案内管の脱着時に使用する制御棒案内管脱着用ガイド装置であって、前記制御棒駆動機構ハウジングに下端から挿入し得る縦長な支持棒と、この支持棒の上端に設けられ、前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部内に挿入されている制御棒案内管の下端のカップリング部の位置まで昇降可能で、その内周面に前記カップリング部の外周面を摺動可能にガイドし得る円筒状のガイド部材とを備えたことを特徴とする制御棒案内管脱着用ガイド装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記支持棒の上端に対して上下動可能に支持されており、その支持高さがネジ具により調整可能とされ、もしくはスプリングにより上向きに付勢されて上端当接位置までの挿入高さが自在に設定されている請求項１記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置。
【請求項３】
前記支持棒は、前記制御棒駆動機構ハウジングの下端位置に当接し得る制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジを有するとともに、この制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジの下方に延在して前記制御棒駆動機構ハウジング内からの水抜きが可能なドレン孔を有する請求項１記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置。
【請求項４】
前記制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジの上面には、前記ドレン孔に連通する漏斗状のドレンガイド面が形成されている請求項３記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置。
【請求項５】
沸騰水型原子炉の点検等に際し、制御棒駆動機構ハウジングの下端を開口させた状態で、当該制御棒駆動機構ハウジング内にその下端側から請求項１から４までのいずれかに記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置を挿入し、前記円筒状のガイド部材を前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部内に挿入して制御棒案内管の下端のカップリング部の外周側を垂直方向に摺動支持して前記カップリングの上下方向に沿う脱着を行うことを特徴とする制御棒案内管脱着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉における点検時等に適用される制御棒案内管脱着用ガイド装置および同制御棒案内管脱着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、改良型沸騰水型原子炉等においては、定期点検等の際に、制御棒案内管を脱着する際、この制御棒案内管が制御棒駆動機構ハウジングと干渉し、取外しに手間がかかる場合があった。
【０００３】
すなわち、制御棒案内管は、その下端にカップリングとして一体的に設けられた下向き尖鋭の楔状の挿入ガイド部を有しており、この挿入ガイド部が制御棒駆動機構ハウジングの上端開口部に形成されている凸部と干渉する場合があった。
【０００４】
また、制御棒駆動機構ハウジング内からのドレン作業も含め、全体的に制御棒案内管の脱着等の取扱いに手間がかかっていた。
【０００５】
なお、従来技術としては、制御棒案内管シール装置として、チューブを用いたもの（特許文献１参照）、またターンテーブルを利用するようにしたもの（特許文献２参照）、あるいは閉止フランジおよびチューブを利用するもの（特許文献３参照）等がある。
【０００６】
しかし、制御棒案内管が制御棒駆動機構ハウジングと干渉し、取外しに手間がかかる場合を想定したものは、知られていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３２４１７４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−３２９８９２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平９−２４３７８３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来、沸騰水型原子炉等の制御棒案内管を脱着する際、この制御棒案内管が制御棒駆動機構ハウジングと干渉し、取外しに手間がかかる場合があった。
【００１１】
また、制御棒駆動機構ハウジング内からのドレン作業も含め、全体的に制御棒案内管の脱着等の取扱いに手間がかかっていた。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、制御棒案内管の脱着を可能とし、かつ作業を円滑に行える制御棒案内管脱着用ガイド装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に係る発明では、沸騰水型原子炉の点検等に際し、制御棒駆動機構ハウジングの上端に挿入支持されている制御棒案内管の脱着時に使用する制御棒案内管脱着用ガイド装置であって、前記制御棒駆動機構ハウジングに下端から挿入し得る縦長な支持棒と、この支持棒の上端に設けられ、前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部内に挿入されている制御棒案内管の下端のカップリング部の位置まで昇降可能で、その内周面に前記カップリング部の外周面を摺動可能にガイドし得る円筒状のガイド部材とを備えたことを特徴とする制御棒案内管脱着用ガイド装置を提供する。
【００１４】
請求項２に係る発明では、前記ガイド部材は、前記支持棒の上端に対して上下動可能に支持されており、その支持高さがネジ具により調整可能とされ、もしくはスプリングにより上向きに付勢されて上端当接位置までの挿入高さが自在に設定されている請求項１記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置を提供する。
【００１５】
請求項３に係る発明では、前記支持棒は、前記制御棒駆動機構ハウジングの下端位置に当接し得る制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジを有するとともに、この制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジの下方に延在して前記制御棒駆動機構ハウジング内からの水抜きが可能なドレン孔を有する請求項１記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置を提供する。
【００１６】
請求項４に係る発明では、前記制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジの上面には、前記ドレン孔に連通する漏斗状のドレンガイド面が形成されている請求項３記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置を提供する。
【００１７】
請求項５に係る発明では、沸騰水型原子炉の点検等に際し、制御棒駆動機構ハウジングの下端を開口させた状態で、当該制御棒駆動機構ハウジング内にその下端側から請求項１から４までのいずれかに記載の制御棒案内管脱着用ガイド装置を挿入し、前記円筒状のガイド部材を前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部内に挿入して制御棒案内管の下端のカップリング部の外周側を垂直方向に摺動支持して前記カップリングの上下方向に沿う脱着を行うことを特徴とする制御棒案内管脱着方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５および図７を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態による制御棒案内管脱着用ガイド装置を一部断面として示す構成図であり、図２は、同制御棒案内管脱着用ガイド装置の脱着時の状態を示す説明図である。図３は、同制御棒案内管脱着用ガイド装置のガイド部材を拡大して示す断面図である。図４は、図１のＡ矢視図であり、図５は、図１のＢ矢視図である。図７は、本発明が適用される沸騰水型原子炉を示す全体構成図である。
【００１９】
図７に示すように、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１内に炉心シュラウド２が配置され、炉心シュラウド２内には燃料棒３および制御棒４等が装荷されて炉心５が形成されている。制御棒４は、炉心５の下方から制御棒案内管６によりガイドされ、制御棒案内管６は原子炉圧力容器１の底部に設けられた制御棒駆動機構ハウジング８により支持されている。制御棒駆動機構ハウジング８の下端には制御棒駆動用モータ９が設けられている。制御棒案内管６の下端部は、炉内に突出している制御棒駆動機構ハウジング８の上端部に、後述する制御棒案内管カップリング１０を介して接続されており、原子炉点検時等における制御棒案内管６の脱着に際しては、この制御棒案内管カップリング１０を離脱させて制御棒案内管６を上方に引上げるようになっている。
【００２０】
図１は、制御棒案内管カップリング１０の部位を拡大して示すとともに、本実施形態による制御棒案内管脱着用ガイド装置１１を制御棒駆動機構ハウジング８に装着した状態を示している。
【００２１】
この図１に示すように、制御棒案内管カップリング１０は、制御棒案内管６の下端に一体的に設けられた下向き尖鋭の楔状の挿入ガイド部１０ａを有しており、この挿入ガイド部１０ａが制御棒駆動機構ハウジング８の上端開口部における下方拡大の凸部としての段差部８ａに挿入されている。詳細には、挿入ガイド部１０ａの上側にはリング状の凹部１０ｂが形成されており、この凹部１０ｂの上側に位置する基部１０ｃが制御棒駆動機構ハウジング８の上端開口部の内周面に接合した状態となっている。上述した従来技術における上方への抜き外しが困難となる可能性は、この制御棒案内管カップリング１０の挿入ガイド部１０ａが、制御棒駆動機構ハウジング８の上端開口部における下方拡大の段差部８ａに引掛り、すなわち凹部と凸部とが干渉し、抜き外しに手間が掛かることを想定している。
【００２２】
本実施形態の制御棒案内管脱着用ガイド装置１１は、この制御棒案内管カップリング１０における挿入ガイド部１０ａの抜き外しを容易に行えるようにするとともに、制御棒駆動機構ハウジング８内からのドレン作業を容易かつ確実に行えるようにし、かつ制御棒案内管脱着用ガイド装置１１全体の脱着等の取扱いを容易に行なえるようにするものである。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の制御棒案内管脱着用ガイド装置１１は、制御棒駆動機構ハウジング８内に下方から挿入されるロッド状のものであり、上端部に、制御棒案内管６における挿入ガイド部１０ａの抜き外しを容易に行うためのガイド部材１２を有する。このガイド部材１２は、支持棒としての中空なスタンドパイプ１３の上端に連結されている。スタンドパイプ１３の下端には、制御棒駆動機構ハウジング８の下端フランジ部８ｂに当接して閉止する制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４が設けられている。制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４の下方には、スタンドパイプ１３の下端に同軸的に連通接続されたドレンパイプ１５が設けられている。すなわち、本実施形態の制御棒案内管脱着用ガイド装置１１は概略的に、下方から上方に向ってドレンパイプ１５、制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４、スタンドパイプ１３およびガイド部材１２が順次に連結された構成となっている。
【００２４】
図３は、制御棒案内管６における挿入ガイド部１０ａの抜き外しを容易に行うためのガイド部材１２を拡大して示している。この図３に示すように、ガイド部材１２は上端が開口した円筒状のもので、その円筒状周壁１２ａの外周面が制御棒駆動機構ハウジング８の上端部直下の大径な内周面に密接状態で嵌合する外径を有するものとされ、かつその円筒状周壁１２ａの内周面は制御棒駆動機構ハウジング８の最上端部の小径な内周面と一致する内径を有するものとされている。
【００２５】
したがって、制御棒駆動機構ハウジング８内に制御棒案内管カップリング１０が挿入されている状態で、この制御棒駆動機構ハウジング８内の上端位置までガイド部材１２が下方から挿入された場合には、ガイド部材１２の内周面が制御棒案内管６の下端の楔状の挿入ガイド部１０ａの外周面と接する状態となり、制御棒案内管６の軸心を垂直方向に維持し、軸心の傾斜を防止することが可能となる。
【００２６】
すなわち、制御棒駆動機構ハウジング８の内径部をガイドとして制御棒案内管カップリング１０の芯出しを行い、制御棒案内管カップリング１０の凹部が制御棒駆動機構ハウジング８の先端凸部に嵌り込まないようにする機能が得られる。
【００２７】
これにより、検査時等において制御棒案内管６を上方に引き抜く際、あるいは下方に挿入する際に、制御棒案内管カップリング１０が制御棒駆動機構ハウジング８の上端開口部における下方拡大の段差部８ａに引掛ることが防止され、脱着操作が極めて円滑に行えるようになる。
【００２８】
このガイド部材１２は、スタンドパイプ１３の上端に、スリーブ１６を介して摺動可能に嵌合されている。そして、スリーブ１６は、スタンドパイプ１３の上端に設けた雄ネジ１７に螺合する調整用ナット１８の上に載置されている。そして、この調整用ナット１８をスタンドパイプ１３に対して回転させることにより、スリーブ１６を介してガイド部材１２が昇降し得るようになっている。したがって、この調整用ナット１８の回転による昇降動作により、ガイド部材１２を高さ方向に予め位置調整することができ、これにより、制御棒駆動機構ハウジング８と制御棒案内管６との干渉が回避され、ガイド部材１２を制御棒駆動機構ハウジング８の長さに容易かつ的確に対応することができる。
【００２９】
なお、スタンドパイプ１３は上下方向に通孔する中空状のものであり、上端に設けられたガイド部材１２の底面部１２ｂから、制御棒案内管６内に溜まった炉水を下方に抜くためのドレン機能も兼ねている。このスタンドパイプ１３内を流下する炉水は、下記のドレンパイプ１５にその上端から流入し、ドレンパイプ１５の下端に接続される下記のホース等により排出される。すなわち、ガイド部材１２が挿入される制御棒駆動機構ハウジング８内には炉水が流下することはない。これにより、被曝低減が十分に考慮され、作業の安全性も確保される。
【００３０】
また、図１に示すように、本実施形態では、スタンドパイプ１３とドレンパイプ１５とが着脱可能な連結構造とされている。すなわち、ドレンパイプ１５の上端には大径なスリーブ１９が設けられ、このスリーブ１９にスタンドパイプ１３の下端部が同軸上にて着脱可能に挿入し得るようになっている。そして、これらスリーブ１９とスタンドパイプ１３の各周壁には相互に連通する取付孔が穿設されており、これらの取付孔に把手付きのインサートピン２０が挿脱可能に挿入できるようになっている。スタンドパイプ１３およびドレンパイプ１５の長さを合計した支持棒全体としての長さは、約６ｍ５０ｃｍ程度となり、全体を１本構造とした場合には、取扱いが不自由であるのに対し、支持棒をスタンドパイプ１３およびドレンパイプ１５とからなる連結可能な分割構造を採用することにより、支持棒としての短縮化が図られ、取扱いが容易となる一方、インサートピン２０で連結して長尺化することにより制御棒案内管６の脱着作業時には十分な長さに設定することができる。
【００３１】
ドレンパイプ１５は、中空管として構成されており、下端にはホース接続用の接続部２１が設けられ、この接続部に図示省略の排水用ホースを接続してドレン抜きが行えるようになっている。ドレンパイプ１５の下端における接続部の上側部内には、図示省略のボール弁が設けられ、必要時の弁開操作によってドレン抜きを行えるようになっている。なお、ドレンパイプ１５の下端を直接把持して制御棒駆動機構ハウジング８への挿脱操作を行うことが可能であるが、ドレンパイプ１５の下端部には、側部下方に向って突出する手持ち操作用のハンドル２２が設けられ、さらに操作が行い易い構成となっている。
【００３２】
このような構成により、制御棒案内管６の脱着時において、ドレンパイプ１５下端部およびハンドル２２を取扱いガイドとして使用するとともに、制御棒駆動機構ハウジング８中に溜まった原子炉水のドレンを行うことができる。特に、制御棒駆動機構ハウジング８は、原子炉圧力容器１の下方に多数本隣接して設けられており、従来では既存のガイドロッド２３のみを器具挿入用として適用していたが、これらガイドロッド２３自体も多数本存在し、作業が必ずしも容易に行えない場合があった。これに対し本実施形態においては、制御棒駆動機構ハウジング８の軸心と同一軸心位置に支持棒としてのドレンパイプ１５が配置され、このドレンパイプ１５自体を直接制御棒ハウジング内に向けて挿入し、また下降取り外しを行うことができるため、作業が極めて容易に行えるようになる。
【００３３】
また、図１および図４に示すように、スタンドパイプ１３の下端は、ドレンパイプ１５の上端に着脱可能に連結されている。このドレンパイプ１５の上端には、制御棒駆動機構ハウジング８の下端ハウジング部８ｂに当接し得る制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジが１４設けられている。この制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４は、制御棒駆動機構ハウジング８の下端ハウジング部８ｂに複数のボルト２４により連結されている。このような制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４にて原子炉水の外部下方への漏洩が防止される。
【００３４】
この制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４の上面中央部には、漏斗状の窪みからなるドレンガイド面２５が形成されている。このドレンガイド面２５には、炉水中に含まれるクラッドが流れ込み易くなし、クラッド等は制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４の中央部に集められるようになる。このドレンガイド面２５の底部位置には、ドレンパイプ１５の周壁に穿設したドレンガイド孔２６が連通し、このドレンガイド孔２６はドレンパイプ１５内のドレン孔に連通している。したがって、制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４の中央部に集められたクラッド等は、炉水とともにドレンパイプ１５内を経て排出することができる。
【００３５】
図２は、制御棒案内管脱着用ガイド装置１１の脱着時の状態を示している。この図２に示すように、本実施形態においては、制御棒案内管脱着用ガイド装置を搭載し得るジャッキ部２７、および支持台２８を有する作業台車２９を適用して脱着作業を行うことができる。
【００３６】
すなわち、沸騰水型原子炉の点検等に際し、制御棒駆動機構ハウジング８の下端を開口させた状態で、当該制御棒駆動機構ハウジング８内にその下端側から制御棒案内管脱着用ガイド装置１１を挿入し、円筒状のガイド部材１２を制御棒駆動機構ハウジング８の上端部内に挿入して制御棒案内管カップリング１０の外周側を垂直方向に摺動支持して、カップリングの上下方向に沿う脱着を行うものである。
【００３７】
なお、図６は本発明の他の実施形態を示している。この他の実施形態では、図６に示すように、スタンドパイプ１３の上端に支持フランジ３０が設けられ、この支持フランジ３０の上面とガイド部材１２との間にはスプリング、例えば圧縮コイルスプリング３１が設けられ、これによりガイド部材１２が上方に向って付勢されている。なお、スタンドパイプ１３とガイド部材１２とは連結軸３２によって上下方向に移動自在であり、図示しないストッパによりガイド部材１２の上方への抜け止めが施されている。
【００３８】
このような構成によると、当初はスプリング３１によってガイド部材１２が上方に突出した状態にあり、制御棒駆動機構ハウジング８への挿入した場合にはガイド部材１２が当接位置で停止するので、スプリング３１の収縮により移動距離が自由に吸収され、これにより上下方向の摺動可能な範囲内において、ガイド部材１２の先端を制御棒駆動機構ハウジング８の先端に自由な挿入高さにおいて接触させることができ、全長調整を不要とすることができる。
【００３９】
以上の実施形態によれば、制御棒案内管６の軸心を垂直方向に維持し、軸心の傾斜を防止することが可能となるので、制御棒駆動機構ハウジング８内径部をガイドとして制御棒案内管カップリング部の芯出しを行い、制御棒案内管カップリング部凹部が制御棒駆動機構ハウジング８の先端凸部に嵌り込まないようにする機能が得られ、制御棒案内管カップリング１０が制御棒駆動機構ハウジング８の上端開口部における下方拡大の段差部８ａに引掛ることが防止され、脱着操作が極めて円滑に行えるようになる。
【００４０】
また、ガイド部材１２が挿入される制御棒駆動機構ハウジング８内には炉水が流下することはないため、被曝低減が十分に考慮され、作業の安全性も確保され、さらに、支持棒をスタンドパイプ１３およびドレンパイプ１５とからなる連結可能な分割構造を採用することにより、支持棒としての短縮化が図れ、取扱いが容易となる一方、インサートピン２０で連結して長尺化することにより制御棒案内管６の脱着作業時には十分な長さに設定することができる。
【００４１】
また、制御棒案内管６の脱着時において、ドレンパイプ１５下端部およびハンドル２２を取扱いガイドとして使用するとともに、制御棒駆動機構ハウジング８中に溜まった原子炉水のドレンを行うことができる。さらに、制御棒駆動機構ハウジング８の軸心と同一軸心位置に支持棒としてのドレンパイプ１５が配置され、このドレンパイプ１５自体を直接制御棒ハウジング内に向けて挿入し、また下降取り外しを行うことができるため、作業が極めて容易に行えるようになる。
【００４２】
また、このドレンパイプ１５自体を直接制御棒ハウジング内に向けて挿入し、また下降取り外しを行うことができるため、作業が極めて容易に行えるようになる。さらにまた、制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ１４は、制御棒駆動機構ハウジング８の下端ハウジング部８ｂに複数のボルト２４により連結されており、この点においても原子炉水の外部下方への漏洩が防止される等の利点が得られる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、制御棒案内管カップリングが制御棒駆動機構ハウジングの上端開口部における下方拡大の段差部に引掛ることが防止され、脱着操作が極めて円滑に行えるようになり、制御棒案内管の脱着作業が円滑かつ確実に行える等の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による制御棒案内管脱着用ガイド装置を一部断面として示す構成図。
【図２】本発明の一実施形態による制御棒案内管脱着用ガイド装置の装着時の状態を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態による制御棒案内管脱着用ガイド装置のガイド部材を拡大して示す断面図。
【図４】図１のＡ矢視図。
【図５】図１のＢ矢視図。
【図６】本発明の他の実施形態による制御棒案内管脱着用ガイド装置のガイド部材を拡大して示す断面図。
【図７】本発明が適用される沸騰水型原子炉を示す全体構成図。
【符号の説明】
１  原子炉圧力容器
２  炉心シュラウド
３  燃料棒
４  制御棒
５  炉心
６  制御棒案内管
８  制御棒駆動機構ハウジング
８ａ  段差部
８ｂ  下端フランジ部
９  制御棒駆動用モータ
１０  制御棒案内管カップリング
１１  制御棒案内管脱着用ガイド装置
１０ａ  挿入ガイド部
１０ｂ  凹部
１０ｃ  基部
１２  ガイド部材
１２ａ  円筒状周壁
１２ｂ  底面部
１３  スタンドパイプ
１４  制御棒駆動機構ハウジング閉止フランジ
１５  ドレンパイプ
１６  スリーブ
１７  雄ネジ
１８  調整用ナット
１９  スリーブ
２０  インサートピン
２１  接続部
２２  ハンドル
２３  ガイドロッド
２４  ボルト
２５  ドレンガイド面
２６  ドレンガイド孔
２７  ジャッキ部
２８  支持台
２９  作業台車
３０  支持フランジ
３１  圧縮コイルスプリング
３２  連結軸
【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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