(57)【要約】  加圧水形原子炉の炉心に装荷し、またはこれから取り出すための装置において、炉心の取り出すべきまたは装荷すべき燃料集合体位置（５２）に隣接した燃料集合体（５０）に対して、この燃料集合体（５０）の上側領域で、この燃料集合体（５０）の軸線方向（５７）に直角方向に作用する力（Ｆ）が加えられる。水中で自由に操縦可能な潜水体（２）が装置として利用され、この潜水体に少なくとも１つの張出し可能な支持腕（２２、２４）が配置されており、この支持腕が燃料集合体（５０）に向かって少なくとも間接的に当接可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧水形原子炉の炉心の装荷または取出しを支援するための装置であって、水中で自由に操縦可能な潜水体（２）を有し、この潜水体に少なくとも１つの張出し可能な支持腕（２２、２４）が配置されており、この支持腕が、炉心の取り出すべきまたは装荷すべき燃料集合体位置（５２）に隣接した燃料集合体（５０）に対して、上側領域で、この燃料集合体（５０）の軸線方向（５７）に直角方向に作用する力（Ｆ）の作用を受けて少なくとも間接的に当接可能である装置。
【請求項２】
支持腕（２２、２４）がその自由端に、上から燃料集合体（５０）のヘッドフレーム（５４）に挿入可能な棒材（３２もしくは３４）を有し、支持腕（２２、２４）の張出し時または進入時にこの棒材が力（Ｆ）の作用を受けてヘッドフレーム（５４）の内面に当接する請求項１記載の装置。
【請求項３】
潜水体（２）が、支持腕（２２、２４）から燃料集合体（５０）に加わる力（Ｆ）を受けて支持するための少なくとも１つの支持要素を含む請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
燃料集合体位置（５２）の隣接位置にあって相対向する燃料集合体（５０）に対して互いに逆向きに作用する力を加える少なくとも２つの張出し可能な支持腕（２２、２４）が設けられている請求項１、２または３記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの支持要素が１つのピン（３０）によって形成されており、このピンが、燃料集合体位置（５２）および１つまたは複数の燃料集合体（５０）に隣接する燃料集合体（５０）のヘッドフレーム（５４）に設けられた垂直なセンタリング穴（５６）に挿入可能であり、これらの燃料集合体に１つもしくは複数の支持腕（２２、２４）が当接可能である請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
潜水体（２）がｕ形浮揚体（４）を有する請求項１から５の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水形原子炉の炉心の装荷または取出しを支援するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水形原子炉の炉心の装荷または取出しに使用されるいわゆる燃料集合体取扱機は各燃料集合体位置に正確に接近させ、そこでセンタリングして燃料集合体に位置合せされねばならない。
【０００３】
数多くの点検結果から、加圧水形原子炉の燃料集合体はその利用期間の過程で炉心内でのそれらの位置に依存して塑性的に、すなわち永続的に歪みまたは捩れることが知られている。これらの曲がりはさまざまな原因を有することがあり、例えば熱膨張時の異方性、または燃料棒被覆管または制御棒引抜管の放射線で誘発される長さ増加に原因があることがある。しかしこの曲がりの主要な原因としてなかんずく流れる冷却水と燃料集合体との相互作用、そして冷却水の炉心への流入時および炉心からの流出時の不均一性が推測される。
【０００４】
燃料集合体が歪みまたは捩れることによって燃料集合体取扱機のセンタリング時に諸問題が生じる。今日一般的な燃料集合体取扱機ではそのセンタリングのために燃料集合体取扱機のセンタリングベルのセンタリング棒材が隣接燃料集合体のセンタリング穴に挿入される。燃料集合体がずれまたは捩れると、燃料集合体取扱機のセンタリングは不可能となる。さらにこれらの曲がりは、炉心の装荷時または取出し時に燃料集合体が交換できない程度に達することがある。というのも、強く曲がった燃料集合体は難なく炉心から抜き出し、また炉心に装荷することがもはやできないからである。
【０００５】
特許文献１により公知の燃料集合体取扱機はその下端に管状センタリング装置を有する。このセンタリング装置はその下縁が円錐状に成形され、装荷すべきまたは取り出すべき燃料集合体位置に隣接した複数の燃料集合体に沿って滑動し、燃料集合体を押し離し、こうして燃料集合体の中心に正確に位置決めされる。この公知の燃料集合体取扱機で確実なセンタリングが可能となるのは、燃料集合体位置を取り囲む複数の燃料集合体が燃料集合体位置の周りで対称に配置されているときだけである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許発明第１６１４４５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、加圧水形原子炉の炉心の装荷および取出しを支援するための、燃料集合体の交換を容易とする装置を明示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する装置で解決される。これらの特徴によれば、この装置は水中で自由に操縦可能な潜水体を含み、この潜水体に少なくとも１つの張出し可能な支持腕が配置されており、この支持腕が、炉心の取り出すべきまたは装荷すべき１つの燃料集合体位置に隣接した１つの燃料集合体に対して、上側領域で、この燃料集合体の軸線方向に直角方向に作用する力の作用を受けて少なくとも間接的に当接可能である。
【０００９】
この処置によってこの燃料集合体は装荷すべきまたは取り出すべき燃料集合体位置から押し離されまたは曲げ離されるか、またはこの燃料集合体位置へと一層引き寄せられる。しかし通常は、燃料集合体位置から離れる方を向く力で燃料集合体を曲げ離し、拡大された自由空間が生じるようにする必要がある。こうしてこの拡大された自由空間は、曲がった燃料集合体をこの位置から取り出し、またはこの位置に持ち込むことを可能とし、または曲がっていない燃料集合体を、曲がった複数の燃料集合体によって取り囲まれた燃料集合体位置に嵌挿することを可能とする。さらに、潜水体の使用によって費用のかかるマニプレータ設置は省かれ、燃料集合体取扱機を利用することの障害は殆どなくなる。
【００１０】
本発明においては、この支持腕は隣接する燃料集合体に直接に（押し離すとき）作用するか、またはこの燃料集合体に隣接した１つの燃料集合体に支持腕が当接され、この燃料集合体を介して力が隣接燃料集合体に伝達されるとき、この支持腕は間接的に隣接燃料集合体に作用する。
【００１１】
張出し可能な支持腕がその自由端に、上方から燃料集合体のヘッドフレームに挿入可能な棒材を有し、支持腕の張出し時または進入時にこの棒材が力の作用を受けてヘッドフレームの内面に当接するとき、特に装荷すべきまたは取り出すべき燃料集合体位置の方へ曲げられた燃料集合体の押し離しは容易となる。というのも、複数の燃料集合体が狭く相接している場合でもピンをヘッドフレームに挿入することが問題なく可能であるからである。
【００１２】
本発明の他の有利な１構成において、潜水体は支持腕から燃料集合体に加わる力を受けて支持するための少なくとも１つの支持要素を含む。こうして潜水体の確実な固定、従って燃料集合体への効果的な力伝達が保証されている。
【００１３】
少なくとも２つの張出し可能な支持腕が設けられており、これらが取出すべき、または装荷すべき燃料集合体位置の隣接位置にあって相対向する複数の燃料集合体に対して互いに逆向きに作用する力を加えると、両方の支持腕の張り出し時に潜水体に加わる合成力は著しく減少する。
【００１４】
好ましくは、前記少なくとも１つの支持要素がピンによって形成されており、このピンが、燃料集合体位置および１つまたは複数の燃料集合体に隣接した燃料集合体のヘッドフレームにおいて決められかつ燃料集合体組込み状態のとき垂直に延びるセンタリング穴、すなわち燃料集合体の長手方向に延びるセンタリング穴に挿入可能であり、これらの燃料集合体に１つもしくは複数の支持腕が当接可能である。これにより、殆ど遊隙なしに潜水体を固定することが可能となる。
【００１５】
本発明の他の特別有利な１構成において潜水体はｕ形浮揚体を有する。こうして、燃料集合体取扱機の接近を妨げることなく浮揚体の重心を潜水体の重心近傍に移すことが可能となる。というのもその場合燃料集合体取扱機は浮揚体の両脚部の間で下方に燃料集合体位置へと移動できるからである。
【００１６】
本発明をさらに説明するために図面の実施例を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る装置を略斜視図で示す。
【図２】一部を示しただけの装置を動作位置で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１によれば、水中で自由に操縦可能な潜水体２が装置として設けられている。この潜水体２がｕ形浮揚体４を含み、浮揚体の浮力は水中で潜水体２の重量を少なくともほぼ相殺する。潜水体２に複数の駆動ユニット６が配置されており、これらの駆動ユニットによって潜水体２はその位置および空間的方向に関して水中で自由に位置決め可能である。潜水体２の残りの構造ユニットとｕ形浮揚体４は、駆動ユニット６をオフ状態にして潜水体２が浮遊状態にあるとき、浮揚体の脚部１０、１２と基部１４とで構成される平面が少なくともほぼ水平を向くように設計されかつ配置されている。こうして正確に水平な位置合せのためにせいぜい僅かな補正が必要であるにすぎず、この補正は駆動ユニット６の制御によって行われる。換言するなら、押しのけ容積の重心と質量重心は浮揚体４に張られた平面に垂直に延びる直線上にある。
【００１９】
浮揚体４に把持板または固定板８が固定されており、この固定板が両方の脚部１０、１２を相互に、また基部１４と結合する。この固定板８からｕ形浮揚体４に張られた平面に垂直に支柱１６が延びており、この支柱の固定板８から離れた方の末端に支持板１８が配置されている。潜水体２の質量重心はｕ形浮動体４に張られた平面の外側で、支持板１８に向き合う側にあり、この重心は静止時、すなわち安定した浮遊状態（浮揚力≒重力）のとき浮揚体４の下方にある。この支持板１８に支柱１６の両側で油圧シリンダ２０が配置されており、そのうちこの斜視図に認めることができるのは支柱１６の片側にある油圧シリンダ２０のみである。この油圧シリンダ２０のピストン自由端にそれぞれ固定された支持腕２２、２４はこの油圧シリンダ２０によって両方向矢印２６の方向で支柱１６の長手軸線に垂直に、基部１４と平行に、もしくはｕ形浮揚体４に張られた平面と平行に、直線的に伸縮することができる。
【００２０】
支持腕２２、２４は浮揚体４の脚部１０、１２と平行に、すなわち張出し方向と直角に支持板１８から突き出しており、これにより支持腕２２、２４の自由端に向き合う支持板１８の正面は支持腕２２、２４と共に、組込み物のないｕ形横断面の中間空間２８を確定する。組込み物のないこの中間空間２８は潜水体２の構造高さ全体にわたって延び、すなわちｕ形浮揚体４によって確定された平面に垂直に潜水体の広がりにわたって延びている。
【００２１】
浮揚体４とは反対側の支持板１８の下面に２つのピン３０が固定され、これらのピンは支柱１６と平行に、すなわち浮揚体４に張られた平面に垂直に延びている。
【００２２】
支持腕２２、２４の自由端にそれぞれ１つまたは複数の棒材３２、３４が設けられている。これらの棒材３２、３４はピン３０と同じ方向に延び、浮揚体４から離れる方を向いている。
【００２３】
さらに、潜水体２の正しい位置決めおよび方向決めを可能とするために、浮揚体４に複数の光源４０と複数の水中カメラ４２が配置されている。
【００２４】
固定板８はさらに複数の穴８ａ、ｂを有し、これらの穴は、電子装置または個々の組立体が故障して潜水体２の救助が必要となるとき、燃料集合体取扱機の容易な把持を可能とする結合とセンタリングのためのものである。
【００２５】
図２によれば、一部のみを示した潜水体２が加圧水形原子炉の炉心上の動作位置にあり、炉心のうち３つの燃料集合体５０の上側領域のみが示してあり、本実施例では空の燃料集合体位置５２をこれらの燃料集合体が取り囲んでいる。この図では燃料集合体５０のヘッドフレーム５４のみを見ることができる。ヘッドフレーム５４はその上側正面の隅にそれぞれ複数のセンタリング穴５６を有する。潜水体２が動作位置のときこれらのセンタリング穴５６に複数のピン３０が挿入されており、こうしてこれらのピンは燃料集合体５０の軸線方向５７に直角に潜水体を固定する。これらのピン３０はこのために挿入傾斜面を有し、２つのセンタリング穴５６の間隔に一致した間隔で支持板１８に取付けられている。
【００２６】
動作位置のとき、２つのピストン６０にそれぞれ固定された支持腕２２、２４が張り出しており、これによりそこから取出すべき、または装荷すべき燃料集合体位置５２の隣接位置にあって相向き合う燃料集合体５０の内側に‐この実施例ではヘッドフレーム５４によって形成される内部空間内に‐突き出した棒材３２、３４がこのヘッドフレーム５４の内面に、すなわち燃料集合体５０の上側領域でそれぞれ当接している。ピストン６０の伸びによって、燃料集合体位置５２の両側で対向して配置されている燃料集合体５０にそれぞれ矢印の方向で、両燃料集合体５０を押し離す力Ｆが加わり、これら両方の燃料集合体５０の間の距離が拡大する。この距離拡大はヘッドフレーム５４の部分で最大である。
【００２７】
支持腕２２、２４の間にある自由空隙２８（図１）のゆえに、燃料集合体位置５２が上から自由に接近可能であることが保証されており、この燃料集合体位置５２へは問題なく装荷し、またそこから取出すことができる。
【００２８】
対向する両方の燃料集合体５０に加わる力Ｆは互いに逆向きでほぼ同じ大きさであり、これによりピン３０を挿入された燃料集合体５０によって吸収されるべき力が少なくともほぼ消滅し、こうして相対向する両方の燃料集合体５０のみが押し離されることが保証される。中央の燃料集合体５０に挿入されたピン３０は、力Ｆが値の点で同じでないとき、支持腕２２、２４に加わる正味の力を吸収する付加的な支持要素として役立つ。
【００２９】
力Ｆが加えられる方向、すなわち利用可能な中間空間が拡大されるべき方向は、取出し時には、燃料集合体位置５２にある燃料集合体５０の一般にｃ弧状の曲がりがどの方向に向いているかに合わせて方向付けられ、または装荷時には、使用済みの曲がった燃料集合体５０がどのような向きでこの燃料集合体位置５２に嵌挿されるべきかにも合わせて方向付けられる。
【００３０】
棒材３２、３４の図示した油圧直線変位の代わりに、油圧駆動式または電動駆動式旋回運動を設けておくこともできる。電動駆動式旋回運動の場合、油圧管路は不要となる。棒材３２、３４が固着した場合に旋回軸受内に付加的な支承ギャップを与える非常解放部が付加的に設けられており、こうして棒材３２、３４をヘッドフレーム５４から引き外すことができる。
【００３１】
稀ではあるが基本的に、センタリング穴５６への燃料集合体センタリングベルの嵌挿を可能とするために、空の燃料集合体位置５２の方を向いた力で両方の対向する燃料集合体５０を互いの方へ動かすことが必要となることもある。その場合、棒材３２、３４は例えば、燃料集合体５０に隣接する燃料集合体のヘッドフレーム５４に進入し、空の燃料集合体位置５２の方向で当接することができる。
【符号の説明】
【００３２】
２  潜水体
４  浮揚体
２２、２４  支持腕
３０  ピン
３２、３４  棒材
５０  燃料集合体
５２  装荷、または取出すべき燃料集合体位置
５４  ヘッドフレーム
５７  軸線方向
Ｆ  力
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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