專利名稱:燃料抓取裝置以及燃料更換機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種核電廠設備，特別是涉及用于抓取核反應堆內的燃料以及葉片導向裝置并對其進行操作的燃料抓取裝置、以及對所抓取的燃料和葉片導向裝置進行轉移的燃料更換機。
背景技術：
在核電廠即核力發(fā)電廠中，作為核電廠設備裝備有沿著核反應堆井池和使用后燃料貯存池行進的燃料更換機。
該燃料更換機備有沿著核反應堆井池和使用后燃料貯存池行進的行進臺車、在該行進臺車上以橫切所述各池的方式行進的橫行臺車、以及設置在該橫行臺車上的燃料抓取裝置。
這種燃料更換機，利用燃料抓取裝置抓取核反應堆用的燃料集合體或葉片導向裝置，并借助各臺車的移動而使該燃料集合體或葉片導向裝置在核反應堆井池與使用后燃料貯存池之間移動，以進行燃料集合體的更換或配置調換作業(yè)。
該燃料抓取裝置具備伸縮管，伸縮動作自如地組合了多個管狀部件；燃料抓取工具，設置在該伸縮管的下端，抓取核反應堆用的燃料集合體；和驅動裝置，通過繩索的卷繞及送出使前述管狀部件在上下方向上進行伸縮動作。
伸縮管組合了多個直徑不同的圓筒狀的管狀部件，使它們相互伸縮移動自如，并且在管狀部件上裝備有止動件，以便不會從相鄰的管狀部件脫落，并使得下級的管狀部件將上級的管狀部件掛起。
盡管在去抓取燃料集合體時或使抓取到的燃料集合體下降時，需要借助驅動裝置使伸縮管伸縮，但是如果其伸縮動作太快的話，則會在止動件上作用沖擊而造成損傷。鑒于此，伸縮管的伸縮動作較為緩慢。
為了消除該緩慢的問題而迅速操作燃料集合體，公開了一種在不經由止動件的情況下使伸縮管伸縮的結構。該結構如下所述在伸縮管的各管狀部件上連接繩索，通過驅動裝置使卷繞筒對各繩索進行卷繞或送出。根據該結構，伸縮管的各管狀部件的伸縮速度不同，所以準備了直徑對應于各繩索而有所不同的多個卷繞筒(例如參照專利文獻1)。
作為其他公知例，已知的有下述方案。即，在構成伸縮管的各管狀部件的上端和下端裝備滑輪，將從驅動裝置的卷繞筒送出的共用的繩索，以在各管狀部件的上下端沿上下方向U形彎轉的方式連續(xù)地掛設到各伸縮管的管狀部件的上下各滑輪上。
進而，將從同一驅動裝置的同一卷繞筒送出的繩索固定在最下級的伸縮管的管狀部件上，當對該繩索進行卷繞或送出時，則與其同步地，掛設在滑輪上的繩索相反地被送出或被卷繞，從而使伸縮管伸縮(例如參照專利文獻2)。

專利文獻1
日本特開平7-181288號公報
專利文獻2
日本特開平10-132986號公報為了防止構成伸縮管的多個管狀部件彼此間的脫離，在防脫突起(止動件)彼此在伸縮管的管狀部件的上下級接縫位置上接觸的現有結構中，為了防止由于該防脫突起的破損而導致伸縮管的管狀部件落下，在通過接縫位置時(防脫突起彼此接觸期間)，需要降低伸縮管的管狀部件的升降速度，從而燃料更換作業(yè)速度減緩。
另外，在用直徑不同的多個筒將卷繞筒多級化了的結構中，沒有突起(止動件)彼此的接觸從而無需降低升降速度，但是繩索的上卷量需要有從卷曲筒到下降最多時的燃料抓取裝置的長度，從而該上卷時間也會成為高速化的障礙。而且，由于繩索的上卷量大，導致卷繞筒的直徑也增大，從而會有構成部件的重量增加、并且伸縮管的設置空間增加的問題。
另外，在利用設置于伸縮管的管狀部件上下端的滑輪并借助一根繩索的操作使伸縮管的上下所有級的管狀部件同時伸縮的結構中，繩索的上卷量也需要有從卷繞筒到下降最多時的燃料抓取裝置的長度，該上卷時間也會成為高速化的障礙。進而，在伸縮管的管狀部件上下端使用滑輪的結構中，相對于伸縮管的管狀部件的下降，在所有管狀部件上作用有重力和來自驅動機構的纜線的送出力，從而同時伸長。但是，在伸縮管的管狀部件上升的情況下，借助繩索將燃料抓取裝置拉起時，由于重力的作用，伸縮管的管狀部件不能立刻上升，可能會由于燃料抓取裝置與直徑最小的伸縮管的防脫突起(止動件)的接觸，將直徑最小的伸縮管的管狀部件提起，以后的伸縮管的管狀部件也同樣可能因為防脫突起的接觸而上升，所以，在運用燃料更換機時，考慮在通過接縫位置時(防脫突起彼此接觸期間)降低上升速度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于縮短燃料抓取裝置的伸縮管的伸縮時間，實現燃料更換作業(yè)的高速化。
解決本發(fā)明的課題的第一技術方案是一種燃料抓取裝置，其具備伸縮管，以相互伸縮移動自如的方式組合了多個管狀部件；燃料抓取工具，設置在所述伸縮管的下端，抓取核反應堆用的燃料集合體；旋轉體，旋轉自如地設置于所述管狀部件；第一拉伸部件，在某一所述管狀部件的內側鄰接的第一所述管狀部件、和在所述某一管狀部件的外側鄰接的第二所述管狀部件這兩個管狀部件之間，經由設置在所述某一管狀部件上的所述旋轉體而掛設，且具有撓性；第二拉伸部件，掛設在進行伸縮動作的所述管狀部件中的任一個上，且具有撓性；和驅動裝置，卷繞所述第二拉伸部件。
另外，第二技術方案是一種燃料更換機，其具備行進臺車，沿著核力發(fā)電廠的核反應堆井池和使用后燃料貯藏池行進；橫行臺車，以橫切前述各池的方式在前述行進臺車上行進；和權利要求
1至3中任一項所述的燃料抓取裝置，設置在前述橫行臺車上。
根據本發(fā)明，不必對伸縮管的管狀部件間的接縫位置上的防脫突起彼此的碰撞產生憂慮，也不必對應伸縮管的各管狀部件采用直徑不同的多個卷繞筒和繩索，因而能夠縮短伸縮管的伸縮時間。



圖1是核力發(fā)電廠內的燃料更換機的正視圖。
圖2是核力發(fā)電廠內的燃料更換機的俯視圖。
圖3是表示本發(fā)明實施例的燃料抓取裝置的在縮小時的狀態(tài)的剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例的第一變型例的燃料抓取裝置的在縮小時的狀態(tài)的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明實施例的第二變型例的燃料抓取裝置的在縮小時的狀態(tài)的剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明實施例的第三變型例的燃料抓取裝置的在縮小時的狀態(tài)的圖，(a)圖是以伸縮管的管軸為界的剖開一半進行表示的圖，圖(b)是伸縮管的整體圖。
圖7是表示本發(fā)明實施例的第三變型例的燃料抓取裝置的各滑輪配置的、伸縮管的橫剖視圖。
具體實施方式
下面利用圖1及圖2進行燃料更換機的整體說明。圖1是表示本發(fā)明的燃料更換機的整體結構的正視圖，圖2是表示本發(fā)明的燃料更換機的整體結構以及使用環(huán)境的俯視圖。
在設置于核力發(fā)電廠的核反應堆中，在核反應堆停止期間進行定期檢查時，使用燃料更換機100對核反應堆壓力容器105內的燃料集合體110進行更換。該燃料更換作業(yè)，是將使用后燃料集合體110取出到核反應堆壓力容器105的外部，移動到使用后燃料貯存池120一側，并且將新的燃料集合體110裝到核反應堆壓力容器105內，與該作業(yè)相配合地，在反應堆心部內對存在燃燒程度偏差的燃料集合體110進行調換配置。
燃料更換機100以跨在使用后燃料貯存池120、核反應堆井池130、核反應堆壓力容器105上方的方式設置，具有行進臺車160和橫行臺車180，所述行進臺車160能在沿各池鋪設于作業(yè)地板140上的行進軌150上自如地行進，所述橫行臺車180能在設置于行進臺車160上的橫行軌170上自如地橫行，該燃料更換機100以下述方式動作利用在從該橫行臺車180懸垂支承的伸縮管1的下端處設置的燃料抓取工具5抓取燃料集合體110，并向反應堆心部之外取出，放入到使用后燃料貯存池120的使用后燃料貯藏架內，然后使燃料從該燃料抓取工具5離開，其中所述燃料集合體110配置在核反應堆壓力容器105的反應堆心部，所述核反應堆壓力容器105位于核反應堆井池130的下方。
另一方面，伸縮管1前端的燃料抓取工具5通過遙控操作而裝卸自如地夾持燃料集合體110上端的柄部，與伸縮管1相配合地設置在燃料更換機100的橫行臺車180上，所述伸縮管1將多個直徑不同的圓筒狀管狀部件1a～1f設置成套筒式而伸縮自如地組合起來。在橫行臺車180上，作為使伸縮管1上下伸縮的驅動裝置，設置有提升用電動機2、和由該提升用電動機2旋轉驅動的作為繩索卷繞筒的卷筒3。在該卷筒上，卷掛有纜繩6作為傳遞使伸縮管1上下伸縮的力的撓性拉伸部件。
在將燃料集合體110從反應堆心部取出并轉移到使用后燃料貯存池120內的情況下、或將燃料集合體110從使用后燃料貯存池120內轉移到反應堆心部的情況下、以及在反應堆心部內對燃料集合體110進行配置調換的情況下，需要使安裝在伸縮管1的下端的燃料抓取工具5上下升降動作，以便轉移燃料集合體110。
另外，這樣實施的燃料更換作業(yè)是通過燃料更換機100的遙控自動運轉而進行的，所以，燃料更換機100的各臺車結構體具有足夠的剛性，行進軌150的設置需要有足夠的精度。而且，利用具有足夠的檢測精度的坐標檢測裝置，能夠實現向操作對象即燃料集合體的自動定位、以及借助伸縮管1的伸縮而進行的燃料抓取工具5的自動把持。
下面參照圖3對伸縮管1的結構及功能進行說明。即，包括燃料抓取工具5；構成伸縮管1的伸縮管的各管狀部件1a、1b、1c、1d、1e、1f；提升電動機2；由該電動機旋轉驅動的卷筒3，即各卷筒3g、3h；連接在各卷筒3g、3h和管狀部件1b上的纜繩6a、6b；設置在管狀部件1b的上部的滑輪9a、9b；中途部分經過滑輪9a、9b并且端部固定連接在管狀部件1a的下端以及管狀部件1c的下端的纜繩6c、6d；同樣地設置在管狀部件1c的上部的滑輪9c、9d；設置在管狀部件1d的上部的滑輪9e、9f；設置在管狀部件1e的上部的滑輪9g、9h；設置在管狀部件1f的上部的滑輪9i、9j；中途部分經過這些滑輪并且端部連接在管狀部件1b的下端以及管狀部件1d的下端的纜繩6e、6f；同樣地連接在管狀部件1c的下端以及管狀部件1e的下端的纜繩6g、6h；同樣地連接在管狀部件1d的下端以及管狀部件1f的下端的纜繩6i、6j；以及同樣地連接在管狀部件1e的下端以及燃料抓取工具5上的纜繩6k、6l。
該燃料抓取工具5在上部具有圓柱狀的部件，該圓柱狀的部件在管狀部件1f內安裝成向上下方向移動自如的形式，利用伸縮管1抑制向水平方向的擺動。
現在，假定為了從反應堆心部或者使用后燃料貯藏池120移動燃料集合體8，而進行燃料抓取工具5的上升下降的情況。首先，在下降時，使卷筒3g、3h向送出纜繩6a、6b的方向旋轉，從而纜繩6a、6b被從卷筒3g、3h送出而松弛。
如圖4所示，在纜繩6a、6b被送出了長度L的情況下，連接在纜繩6a、6b上的管狀部件1b也隨之下降長度L。由于纜繩6a、6b的一端固定連接在管狀部件1a的下端，所以隨著管狀部件1b下降長度L，經過滑輪9a、9b而連接在管狀部件1c上的纜繩6c、6d基于動滑輪原理而移動，從管狀部件1a到滑輪9a、9b之間的纜繩減少長度L，從滑輪9a、9b到管狀部件1c之間的纜繩增加長度L。
因此，管狀部件1c相對于管狀部件1b下降長度L。結果，通過將纜繩6a、6b下放長度L，可以使管狀部件1c從原來的位置下降長度2L。
同樣地，管狀部件1c與管狀部件1d之間的纜繩6e、6f也基于動滑輪原理而移動，管狀部件1d相對于管狀部件1c下降長度L。即，在下放纜繩6a、6b的同時，與大徑管狀部件相鄰的小徑管狀部件(與直徑最小的管狀部件相鄰的是燃料抓取工具5)較大直徑管狀部件的位置下降纜繩6a、6b被送出的長度L，燃料抓取工具5本身從初始位置下降由管狀部件的數量與纜繩下放量L相乘所得的長度。
通過該動作，各管狀部件不是一個管一個管地順次移動，而是可以使它們同時移動。而且，對于燃料集合體的上升，也能夠以與上述動作相反的順序實現管狀部件的同時上升，而不需要在伸縮管升降時借助與防脫突起的接觸進行各管狀部件的送出與收納。
另外，對于進行伸縮管的下降所需的纜繩6a、6b，以往需要有從卷筒到燃料抓取工具5的長度，但在本實施例中，只要有從卷筒3g、3h到上下多級的各管狀部件中的上級起第二根管狀部件1b的長度即可，可以削減纜繩6a、6b的卷繞量。
在圖3及圖4的實施例中，卷筒3g、3h以及從該卷筒送出的纜繩6a、6b通過多重化而安裝有兩根，從而即使在單根纜繩斷裂了的情況下，也可以用另一根纜繩承受懸吊載荷，而不會使燃料集合體掉落。
另外，由控制裝置10進行提升用電動機2的速度控制，通過賦予伸縮管的升降開始及停止時的S曲線速度，可以緩和對向上下方向轉移過程中的燃料集合體賦予的加速度。
下面，基于圖5對已述的本發(fā)明實施例的第一變型例進行說明。即，在圖5中，相對于卷筒3g、3h分別設置有提升用電動機2a、2b，通過同步驅動各提升用電動機2a、2b而進行管狀部件1a-1f的升降動作。
通過在管的周圍以機組的形式配備多組卷筒和提升用電動機，并將從各卷筒送出的纜繩連接到從伸縮管的最上級起第二級管狀部件1b上，驅動裝置和纜繩6a、6b均多重化從而能夠實現安全化，以及實現纜繩直徑的縮小化。其他結構與作用和圖1-圖4的實施例相同。
下面，基于圖6、圖7對已述的圖1-圖4所示本發(fā)明實施例的第二變型例進行說明。
在以往的管狀部件彼此之間，為了防止以管軸為中心進行的旋轉，沿管狀部件內側的管軸方向固定有軌道，設置于管狀部件外側的兩根軌道導向件在其間的圓周方向上夾持軌道。通過用該軌道導向件夾持軌道，限制各管狀部件相互旋轉。
相對于此，在本變型例中，如圖6所示，將安裝在管狀部件1b的上部的滑輪9a、9b的直徑增大到下述程度，即，在內側和外側到達或超過相鄰的各管狀部件1a、1c的程度，在相鄰的管狀部件1a、1c中與滑輪干涉的部分上設置狹縫70a、70b，將滑輪9a、9b和狹縫70a、70b用作軌道以及軌道導向件。
關于以后的滑輪9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i、9j與各伸縮管之間的關系，也同樣在與滑輪相鄰的管狀部件上設置狹縫，用作軌道以及軌道導向件。這里，為了避免各滑輪與相鄰滑輪之間的干涉，如圖7所示那樣在管狀部件的圓周方向上分散配置。
由此，能夠削減以往為了防止管狀部件相互之間的旋轉而采用的軌道以及軌道導向件的構成要素，從而能夠防止結構的復雜化。另外，即使在由于纜繩6c～6l的彎曲半徑的限制而需要增大滑輪直徑的情況下，也可以通過采用本實施例來加以應對。其他結構和作用與圖1～圖4所示實施例相同。
根據本發(fā)明的實施例，能夠取得下述效果。不需要在管狀部件接縫位置降低升降速度，從而能夠縮短升降時間。而且，即使在采用了管狀部件接縫位置上的防脫突起的情況下，也能防止由于該突起彼此的接觸引起的防脫突起破損的問題。另外，能夠通過使追加要素兼具某些功能而抑制構成要素的復雜化。
工業(yè)實用性本發(fā)明能夠用于例如核力發(fā)電廠的處理燃料集合體的燃料更換機。
權利要求
1.一種燃料抓取裝置，具備伸縮管，以相互伸縮移動自如的方式組合有多個管狀部件；燃料抓取工具，設置在所述伸縮管的下端，抓取核反應堆用的燃料集合體；旋轉體，旋轉自如地設置于所述管狀部件；第一拉伸部件，在某一所述管狀部件的內側鄰接的第一所述管狀部件、和在該某一管狀部件的外側鄰接的第二所述管狀部件這兩個管狀部件之間，經由設置在所述某一管狀部件上的所述旋轉體地掛設著，且具有撓性；第二拉伸部件，掛設在進行伸縮動作的所述管狀部件中的任一個上，且具有撓性；和驅動裝置，卷繞所述第二拉伸部件。
2.如權利要求
1所述的燃料抓取裝置，其特征在于，在所述第一和第二各所述管狀部件中具備所述旋轉體能夠沿上下方向移動的狹縫。
3.如權利要求
1或2所述的燃料抓取裝置，其特征在于，具備多個所述第二拉伸部件。
4.一種燃料更換機，具備行進臺車，沿著核力發(fā)電廠的核反應堆井池和使用后燃料貯藏池行進；橫行臺車，以橫切所述各池的方式在所述行進臺車上行進；和權利要求
1至3中任一項所述的燃料抓取裝置，設置在所述橫行臺車上。
專利摘要
本發(fā)明的課題在于實現設置于核力發(fā)電廠的燃料更換機的高速化。將從與提升用電動機(2)連接的卷筒(3g、3h)被送出的纜繩(6a、6b)連接在下述管狀部件上，所述管狀部件是指相互伸縮自如地組合的各管狀部件(1a～1f)中的、從外側起第二個管狀部件(1b)或者其以后的任一個管狀部件，在該第二個管狀部件(1b)的上端部設置滑輪(9a、9b)，使被連接在最外側的管狀部件(1a)下端的纜繩(6c、6d)通過該滑輪(9a、9b)與從外側起第三個管狀部件(1c)的下端連接。對于以后的管狀部件，也以與第二個管狀部件相同的方式在設置于各管狀部件的滑輪(9c～9j)上掛設各纜繩(6e～6l)，纜繩(6l)的一端連接在燃料抓取工具(5)上。
文檔編號G21C19/00GKCN1892924SQ200610099767
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月30日
發(fā)明者長野真士, 巖間國彥, 東石良治, 米谷豐, 大森信哉 申請人:株式會社日立制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan