(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要長さのＵ字状部材からなり、開口部両側面の一方の側面に先端側より長さ方向に沿い奥部を円弧形状とするハードストップディンプル逃げ用切込孔を有し、他方の側面及び底面に先端側より長さ方向に奥部を円弧形状とするソフトストツプディンプル逃げ用切込孔と、該切込孔両側にソフトストップ押し上げ部を有する開放治具を用い、該治具を開口部を燃料集合体の燃料棒に向け先端側を支持格子下部側より燃料棒の上を滑らせるように支持格子セル内に挿入して前記ソフトストップディンプル逃げ用切込孔でソフトストップディンプルを避けつつ、両側の押し上げ部でソフトストップを燃料棒を開放させる方向に押し上げて燃料棒を引き抜き、または挿入することを特徴とする燃料集合体の解体及び組立方法。
【請求項２】
請求項１に記載の開放治具を横方向に連結し、燃料集合体の燃料棒を１列ずつ夫々の押し上げ部でソフトストップを押し上げ、セル内を広げて燃料棒を１列ずつ一度に引き抜き又は挿入する燃料集合体の解体および組立方法。
【請求項３】
請求項１に記載の開放治具を燃料集合体軸方向に平行に棒部材を介して連結し、該棒部材の上下両端を把み、集合体下部または上部側からの操作・作業により該治具を支持格子セル内に挿入する燃料集合体の解体および組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料集合体、とりわけ線量の高いＭＯＸ燃料集合体にも適用され、該燃料集合体から燃料棒を損傷を与えることなく効率的に引き抜き、出来るだけ多数の燃料棒の再利用を可能ならしめることができる燃料集合体の解体及び組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子燃料集合体には、多数の燃料棒同志を所定の間隔を隔て、上部ノズルと、下部ノズル間で確実に保持し、原子炉運転中、何ら支障なく充分に性能を発揮できるように、支持格子が燃料棒長手方向に複数個、通常、７〜９段設けられている。
【０００３】
この支持格子は通常、格子によって仕切られた多数のセル内に、夫々多数の燃料棒および一部所要位置に制御棒案内シンブル管などを平行に整列させ、発熱する燃料棒表面から除熱するため燃料棒間に必要なギャップを保持して冷却材の流れを保障する働きをするものであり、一般にインコネルの薄板をプレス加工で所定形状に成型すると共に、燃料棒をセル内で弾性的に保持するソフトストップやハードストップを設け、スリットを付した格子板を縦横格子状に組み立ててその交わる部分の上下を各種溶接やロー付等の冶金的接合手段で結合一体化することによって製作されている。
【０００４】
ところで、上述の如く支持格子の各セル内で多数の燃料棒は向かい合う２組のソフトストップとハードストップとにより４方向から弾性的に保持されているが、何らかの理由で燃料集合体が不良となったとき、燃料棒をできるだけ多く取り出して再利用するため支持格子にソフトストップを広げることのできるキー治具を挿入することで燃料棒表面に傷をつけないようにして燃料棒を引き抜き、又、交換の時は、挿入することが望ましい。
【０００５】
通常、上記キーの支持格子への挿入は、新燃料集合体の組立時は、フィンガーブロックと呼ばれるバネ押し拡げ装置を用い、支持格子を単体でセットしてこのフィンガーブロックの各フィンガーに支持格子の前記ソフトストップを係合せしめ、上記フィンガーにより上記ソフトストップを押し拡げた後、支持格子の各スリット孔にソフトストップ押圧・固定用キーを夫々挿入し、回転させることが行われていた。（特開平８−２０１５７７号公報参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の如き一旦、組立てられた燃料集合体での支持格子へのキー挿入作業は全て手作業により行われており、多数のキーを前記ソフトストップの上・下部という定められた位置へ挿入すると共に、その長さを決定し、かつその位置を保持しながら回転させるためには大変な時間と労力が求められる。
【０００７】
しかも、キー挿入の際、キーは長尺又は短尺のものを支持格子スリット内に途中で引掛かることのないよう慎重に挿入する必要があるのみならず、挿入後、キーを回転させることで始めてソフトストップを広げることが可能となるが、キーのねじれ剛性強度の問題から多数個のソフトストップのバネ力に抗して全長にわたってキーを回転させることは頗る困難であった。
【０００８】
そのため、従来においては熟練が必要であり、また熟練した作業者でも１集合体に必要なキーをすべてセットするには困難か、長時間を要する欠点があった。
殊に線量の高いＭＯＸ燃料においては被曝の観点から出来るだけ短時間で解体作業を終える必要があるため集合体へのキー挿入作業を行なうことは実質上、出来ないものと推定されていた。
【０００９】
本発明は上述の如き実状に対処し、特に上記支持格子ソフトストップ部を拡げることの出来る前記キー治具と同等の性能をもち、かつそのセット時間を大幅に短縮する治具を見出すことにより燃料集合体から全ての燃料棒を短時間に回収することを可能とすると共に、とりわけ線量の高いＭＯＸ燃料集合体にも適用が可能で集合体が不良になっても表面に損傷を与えず引き抜くことで多数の燃料棒の再利用を可能とし、コストダメージを最小限に抑えることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、上記目的に適合する本発明は請求項１に記載するように、所要長さのＵ字状部材からなり、開口部両側面の一方の側面に先端側より長さ方向に沿い奥部を円弧形状とするハードストップディンプル逃げ用切込孔を有し、他方の側面および底面に先端側より長さ方向に奥部を円弧形状とするソフトストップディンプル逃げ用切込孔と、該切込孔両側にソフトストップ押し上げ部を有する開放治具を用い、該治具を開口部を燃料集合体の燃料棒に向けて、その先端部を支持格子下部側より燃料棒の上を滑らせるように支持格子セル内に挿入して前記ハードストップディンプル逃げ用切込孔でハードストップを避け、かつ前記ソフトストップディンプル逃げ用切込孔でソフトストップディンプルを避けつつ、両側押し上げ部でソフトストップを燃料棒を開放させる方向に押し上げセル内を広げて燃料棒を引き抜き、または挿入することを特徴とする。
なお、上記開放治具は１個に限らず、横方向に連結して用いることも可能であり、また、燃料集合体軸方向に平行に連結して用いることも可能である。
【００１１】
請求項２の発明は前者であり、横方向に連結して燃料集合体の燃料棒を１列ずつ夫々の押し上げ部でソフトストップを押し上げ、燃料棒を１列ずつ１度に引き抜き又は挿入する。
請求項３の発明は後者であり、燃料集合体軸方向に平行に棒部材を介して連結し、該棒部材の上下両端を把み、集合体下部または上部側からの操作・作業により該治具を支持格子セル内に挿入するものである。
これは特に線量の高いＭＯＸ燃料集合体に適用して有効である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、更に添付図面を参照し、本発明の具体的な実施態様を説明する。
【００１３】
図１は本発明解体および組立方法を実施する態様として、多数の燃料棒Ｒが並列して支持格子Ｂに挿通支持されている燃料集合体において、本発明の要部を形成する開放治具Ａがその１つの列の燃料棒に対し支持格子Ｂ下側より燃料棒の引き抜き，挿入を行うべく差し込む状態で配置されている態様を示している。
【００１４】
図２は上記図１において開放治具Ａを使用して支持格子Ｂ下部側より支持格子セル内に差し込み燃料棒の引き抜き、又は挿入を容易とするため支持格子のセル内を広げる使用態様の詳細を示しており、（イ）においては同時に開放治具Ａの基本的構成が図示されている。
本発明はかかる開放治具Ａを従来のキー治具に代え用いることに特徴を有している。
【００１５】
上記開放治具Ａは図２（イ）に示すように所要長さの工具用鋼などよりなるＵ字状部材１からなっており、上方に開口部２を存して該開口部２の両側面に先端より長さ方向に沿い奥部を円弧形状とするハードストップディンプル逃げ用切込孔３及びソフトストップディンプル逃げ用切込孔４が所要の長さと幅で設けられ、一方、底面には同じく先端より長さ方向に沿って所要の長さと幅で奥部を円弧形状とするソフトストップディンプル逃げ用の切込孔４と、該ソフトストップディンプル逃げ用切込孔４両側にソフトストップ押し上げ部５が設けられていて、上方のＵ字状開口部２を燃料棒側に向け治具先端を支持格子下部側より燃料棒の上を滑らせるような態様で支持格子セル内に挿入し得るようになっている。
【００１６】
ここで、上記Ｕ字状部材両側面のハードストップディンプル逃げ用切込孔３は支持格子セル内への挿入時の上，下２箇所のハードストップディンプル回避状況に対応するような幅と長さの切込孔としている。そして、奥部を円弧形状とすることによりディンプルが接触したとき、傷着かず所定の位置に誘導されるようになっている。
なお、シンブル管に隣接するセルには若干の突起があるので、該突起の逃げのために開放治具の該当部分においては肉厚を薄くするのが有効である。
【００１７】
また、上記図２は上記開放治具Ａを用いて燃料棒を引く抜き、あるいは挿入するためソフトストップ部を開放させる作用状態をも順次（イ）（ロ）（ハ）をもって示しており、図中のＲは支持格子Ｂに並列された燃料棒であり、上記開放治具Ａは図１に示したように支持格子の下部側より支持格子セル内に差し込まれる。
【００１８】
これら、図２において（イ）は前記開放治具Ａが支持格子Ｂのセル６内へ燃料棒Ｒの上を滑らせるように挿入される状態、（ロ）は該開放治具Ａが支持格子セル内に完全に挿入された状態である。
【００１９】
また図２（ハ）は上記開放治具Ａが挿入された状態を一部を省略して内部構造を示しており、これら各図において側面ではハードストップディンプル７の逃げ用切込孔３によりハードストップディンプル７が避けられ、底面ではソフトストップディンプル８がその切込孔４により避けられている状態となっている。
なお、一方の側面および底面では切込孔４によりソフトストップディンプル８を避けながら徐々に側部のソフトストップ押し上げ部５でソフトストップを燃料棒を開放させる方向に押し上げるようになっている。
【００２０】
このように本発明では唯、開放治具Ａを支持格子セル中に差し込むだけでよく、
しかも燃料棒の上を軽く滑らせるだけで所定の位置に誘導されることから位置決めも非常に容易であり、従来のキー挿入が位置決めを正確にした後でないと差し込めなかったのに対して大幅な作業効率の向上をもたらす。
【００２１】
図３（イ）（ロ）（ハ）は本発明方法に使用する前記開放治具Ａの他の構成例であり、開放治具Ａの後端側は柄部９として延設され、支持格子セル内への挿入などのため装置，治具などを取り付け、種々な用途に対応し得るようタップ貫通孔１０が設けられている。
即ち、上記開放治具Ａは単独では治具挿入位置のみのソフトストップが開放方向に押し上げられるだけとなるが、作業時間をより短縮させるためには複数の開放治具Ａを一括して使用することが有利である。
そのため、上記治具Ａを支持格子に対して横方向に連結し、これを全段の支持格子に挿入後、燃料棒を１列ずつ１度に引き抜くようにしたり、また、治具Ａを集合体軸方向に平行に長尺の棒部材に７〜９段連結することで棒部材の両端をつかみ、ＭＯＸ燃料集合体の如く線量の高い場合でも、比較的線量の低い集合体下部又は上部側からの操作，作業により支持格子への挿入を容易ならしめることができる。
これらの場合、前記図３における開放治具の後端に延設された柄部９のタップ貫通孔１０はそれら連結用部材の取り付けに有効である。
【００２２】
以上のように本発明は開放治具を支持格子下部側より燃料棒の上を滑るように挿入することだけでソフトストップを開放させる方向に押し上げ、燃料棒を引き抜き、又は挿入する方法であり、基本的に上記開放治具を１個ずつ上下方向に配置される７〜９段の各支持格子の同一セルに取り付けることにより長尺の燃料棒を１本ずつ引き抜くことができる。
このとき、ソフトストップは広がっているため燃料棒引き抜き中に燃料棒表面に傷を与える恐れはない。そのため、多数の燃料棒の再利用が可能となる。
更に上記作業時間短縮のための横連結と被曝低減のための長尺の棒部材連結を互いに組み合わせることによって一層の作業効率の向上、被曝低減の応用例が考えられる。
【００２３】
以上のような本発明における開放治具の利用は燃料集合体からの燃料棒引き抜きだけでなく、従来のキー治具と同様に燃料棒の挿入にも当然使用することができる。
また、例えば燃料集合体組立後、最外周，内周を問わず燃料棒に仕様外の傷が観察された場合も上記開放治具を使用することにより容易に交換することができる。
この場合、特に最外周なら上記開放治具をそのままセットして交換すればよく、内周の場合にはその位置の外周の燃料棒を抜いた後、目的とする燃料棒を交換すればよい。
【００２４】
かくして、本発明は開放治具を単に差し込み、燃料棒の上を軽く滑らせるだけで燃料棒に損傷を与えずに燃料集合体から引き抜きあるいは挿入して解体，組立を行うことが出来る有利さを有している。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のようにＵ字状部材の両側面の一方の側面に先端側より長さ方向に沿い奥部を円弧形状としたハードストップディンプル逃げ用切込孔を有し、他方の側面および底面に先端より長さ方向に沿い奥部を円弧形状としたソフトストップディンプル逃げ用切込孔と、ソフトストップ押し上げ部を有する開放治具を用いて該治具を先端で支持格子下部側より燃料集合体の燃料棒の上を滑らせるように支持格子セル内に挿入することによって燃料棒を引き抜き、または挿入するものであり、Ｕ字状であるため位置が少々ずれても切込孔に誘導されて素早く差し込みができるため、前記開放治具を支持格子下側より差し込むだけの作業で済むから、従来のキー挿入，回転取外し作業に比し作業にかかる時間が著しく短縮され、集合体から全ての燃料棒を短時間に回収することができて、集合体組立時間の短縮も可能となり、製造効率が上昇すると共に、奥部を円弧形状とする切込孔によりディンプルが接触した際、傷つかず、所定の位置に誘導される顕著な効果を有している。
【００２６】
特に本発明による方法はＭＯＸ燃料集合体にも応用が可能で、集合体が不良となっても燃料棒を集合体から損傷を与えず引き抜くことができることから多数の燃料棒の再利用を可能とし、最小限のコストダメージに抑えることが可能である利点を有している。
なお、本発明方法は燃料集合体の解体，組立と共に集合体組立後、最外周あるいは内部の燃料棒に仕様外の傷が観察された場合にも、短時間で容易に燃料棒を交換することが可能であり、しかも本発明における開放治具を支持格子に対して横方向に連結して使用し、また、上記開放治具を集合体軸方向に対して平行に長尺の棒部材により連結して使用するときはより一層、作業時間の短縮と共に比較的線量の低い集合体下部又は上部側からの操作，作業により被曝を低減する効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における開放治具を燃料集合体の解体，組立に使用するときの配置状況説明図である。
【図２】上記開放治具の使用状態説明図で、（イ）は同治具挿入前、（ロ）は挿入時、（ハ）は挿入特の一部破断説明図である。
【図３】上記開放治具の応用例を示し、（イ）は側面図、（ロ）は平面図、（ハ）は正面図である。
【符号の説明】
Ａ  開放治具
Ｂ  支持格子
１  Ｕ字状部材
２  開口部
３  ハードストップディンプル逃げ用切込孔
４  ソフトストップディンプル逃げ用切込孔
５  ソフトストップ押し上げ部
６  支持格子のセル
７  ハードストップディンプル
８  ソフトストップディンプル
９  柄部
１０  タップ貫通孔
【図１】
0004212261.tif 000002
【図２】
0004212261.tif 000003
【図３】
0004212261.tif 000004