制御棒取扱装置
【課題】上部格子板の交差部の直下における制御棒の取り扱いを簡単な構成で行うことができ、取り扱いの途中で故障が発生しても制御棒の取り外しを可能とする。
【解決手段】本体フレーム２１のアーム２２のハンドル２３に設けられ、空気圧により制御棒５０を把持し、かつ空気源喪失時には解除ロッドにより退避する位置に揺動可能とされたフック２４と、ワイヤーロープ接続用の中心スタッド２１ａと、ワイヤーロープ接続用の偏芯スタッド２１ｂと、を備え、本体フレーム２１は、中心スタッド２１ａに接続されたワイヤーロープにより上部格子板６０を通じて昇降可能であり、上部格子板６０の下方において、偏芯スタッド２１ｂに接続されたワイヤーロープにより本体フレーム２１の中心から偏芯した位置で、フック２４が制御棒５０を把持した状態で昇降可能に構成されている。
【解決手段】本体フレーム２１のアーム２２のハンドル２３に設けられ、空気圧により制御棒５０を把持し、かつ空気源喪失時には解除ロッドにより退避する位置に揺動可能とされたフック２４と、ワイヤーロープ接続用の中心スタッド２１ａと、ワイヤーロープ接続用の偏芯スタッド２１ｂと、を備え、本体フレーム２１は、中心スタッド２１ａに接続されたワイヤーロープにより上部格子板６０を通じて昇降可能であり、上部格子板６０の下方において、偏芯スタッド２１ｂに接続されたワイヤーロープにより本体フレーム２１の中心から偏芯した位置で、フック２４が制御棒５０を把持した状態で昇降可能に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば新型沸騰水型原子炉（以下、ＡＢＷＲIIという）において、水中操作で制御棒の取り出し、取り付け、昇降、移動等の操作を行うために使用する制御棒取扱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＡＢＷＲIIにおける制御棒５０と上部格子板６０との配置関係を図７により説明する。制御棒５０は十字形状に形成され、中性子吸収材はＢ４Ｃまたはハフニウムである。制御棒５０と制御棒駆動機構（不図示）の結合はカップリングスタッド構造である。制御棒案内管５１は、相互干渉を避けるために十字型を呈しており、制御棒５０をガイドする。
燃料集合体７０（図８参照）は、一つの燃料支持金具（不図示）に二体支持されており、制御棒案内管５１でその燃料支持金具の重量を受けている。ＡＢＷＲIIでは、燃料格子幅を従来の１．５倍とし、燃料集合体７０の二つのコーナーに制御棒５０を配置した構成となっている。このような構成とすることによって、出力増加や高燃焼度化、さらには、炉心高度化を図り、加えて燃料体数や制御棒、制御棒駆動機構の員数削減を図っている。
【０００３】
ＡＢＷＲIIでは、上部格子板６０の交差部の直下にも制御棒５０が配置されている。この位置に配置される制御棒５０の交換時には、上部格子板６０の格子６１ａで囲まれる開放部Ｓを通じて制御棒取扱装置の本体フレームを挿入した後、上部格子板６０の交差部６１ｂの下側に移動させることにより行っていた。このため、制御棒５０の取扱作業は、複雑な手順を要するだけでなく、時間を要する作業でもあった。
【０００４】
特許文献１には、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０の取り付けおよび取り外しを、遠隔で行うことができる制御棒取扱装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４３８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の制御棒取扱装置では、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０を交差部６１ｂの直下から格子６１ａで囲まれる開放部Ｓへ移動するために、昇降用駆動モータ、ケーブルベア、移動台など、複雑なメカニズムを必要としている。
特に、交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０の昇降を、制御棒取扱装置に内蔵したモータおよびローラねじで行っているため、交差部６１ｂの直下で制御棒５０を把持した状態で、モータまたはロータねじが故障してしまうと、制御棒５０の取り外しが中断してしまう。
【０００７】
この場合、水中での故障復帰、または制御棒５０の取り外しが継続できないと、制御棒５０の取扱作業が継続できないため、工程に重大な影響を与えてしまう。したがって、制御棒取扱装置には高い信頼性と保守性が必要とされている。
【０００８】
本発明の目的は、上部格子板の交差部の直下における制御棒の取り扱いを簡単な構成で行うことができ、取り扱いの途中で故障が発生しても制御棒の取り外しを可能とし、高い信頼性および保守性を期待できる制御棒取扱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、本体フレームと、前記本体フレームに設けられ、空気圧により回転するアームと、前記アームに空気圧を付与する第１のシリンダと、前記アームに設けられ、重力により旋回するハンドルと、前記ハンドルに設けられ、空気圧により制御棒を把持する位置または把持する位置から退避する位置に揺動可能に、かつ空気源喪失時には解除ロッドにより前記退避する位置に揺動可能とされたフックと、前記フックに空気圧を付与する第２のシリンダと、前記本体フレームの直下で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の中心スタッドと、前記本体フレームの直下から偏芯した位置で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の偏芯スタッドと、を備え、前記本体フレームは、前記中心スタッドに接続されたワイヤーロープにより上部格子板を通じて昇降可能であり、前記上部格子板の下方において、前記偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープにより前記本体フレームの中心から偏芯した位置で、前記フックが制御棒を把持した状態で昇降可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、上部格子板の交差部の直下に位置する制御棒を、中心スタッドに接続されたワイヤーロープと偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープとを吊り代えながら、アームを旋回することで、上部格子板の交差部の直下から交差していない開放部に移動することができる。
空気源からの空気圧により制御棒の把持および移動が可能であり、また、気中から吊り下げたワイヤーロープを用いているので、構成や構造が簡単である。したがって、信頼性を向上することができる。また、上部格子板の直下で制御棒を吊り上げた状態で、仮に、空気系統に異常（空気源喪失）が発生したとしても、ワイヤーロープを下降して制御棒を制御棒案内管に戻し、解除ロッドによりフックを退避する位置に揺動させることで制御棒の把持を容易に解除し、本体フレームを気中へ回収して修理または交換が可能である。したがって、定期点検を中断させることがない。
これにより、特許文献１に示されるものに懸念されるような、上部格子板の交差部の直下で制御棒を水中遠隔操作で把持している場合に、故障が発生しても制御棒を取り外せなくなる懸念がなく、定期点検を長期中断させる心配がない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上部格子板の交差部の直下における制御棒の取り扱いを簡単な構成で行うことができ、取り扱いの途中で故障が発生しても制御棒の取り外しを可能とし、高い信頼性および保守性を期待できる制御棒取扱装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御棒取扱装置を示す構成図である。
【図２】要部の拡大図である。
【図３】退避手段を示す構成図である。
【図４】制御棒の取り外し手順を示す図であり、（ａ）は上部格子板に対する位置関係を示した模式上面図、（ｂ）〜（ｅ）は模式正面図である。
【図５】制御棒の取り外し手順を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）は模式正面図である。
【図６】（ａ）はハンドルの変形例を示す模式正面図、（ｂ）は模式側面図である。
【図７】上部格子板の交差部の直下における制御棒の位置関係を示す斜視図である。
【図８】原子炉内配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の制御棒取扱装置を適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、「上」「下」は、図１に示す方向を基準とする。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態での制御棒取扱装置は、取扱装置２０と、燃料取替機３０とを有している。取扱装置２０は、長尺の本体フレーム２１と、本体フレーム２１に設けられたアーム２２と、アーム２２に支持されたハンドル２３と、ハンドル２３に設けられたフック２４とを主として有している。
【００１５】
本体フレーム２１の上部には、天板２７が設けられている。天板２７の上部中央には、中心スタッド２１ａが設けられ、また、天板２７の端部寄りとなる位置には偏芯スタッド２１ｂが設けられている。中心スタッド２１ａには、ワイヤーロープ３１ａの一端が接続されており、偏芯スタッド２１ｂには、ワイヤーロープ３１ｂの一端が接続されている。また、ワイヤーロープ３１ａの他端は、燃料取替機３０の中央ホイスト３２に接続され、ワイヤーロープ３１ｂの他端は、燃料取替機３０の偏芯ホイスト３３に接続されている。これにより、取扱装置２０は、ワイヤーロープ３１ａ，３１ｂの巻き取り、送り出しにより昇降可能に設けられている。
天板２７には、偏芯スタッド２１ｂを取り付けるための図示しない取付部が複数箇所設けられている。各取付部は、中心スタッド２１ａから異なる距離に配置されており、後記するように、交差部６１ｂ（図４（ｅ）、図７参照）の直下にある制御棒５０を吊り上げた状態で、重心線上に位置する取付部が選択されて、ワイヤーロープ３１ｂが接続されている。
【００１６】
中央ホイスト３２は、ワイヤーロープ３１ａを介して取扱装置２０（本体フレーム２１）を昇降する装置である。中央ホイスト３２は、ハンドル２３が制御棒５０に着座したことを検出する図示しない荷重検出器（荷重計）を有している。
偏芯ホイスト３３は、ワイヤーロープ３１ｂを介して取扱装置２０（本体フレーム２１）を昇降する装置である。偏芯ホイスト３３は、制御棒５０の吊り上げを検出する図示しない吊り上げ検出器（荷重検出器、荷重計）を有している。また、偏芯ホイスト３３は、ワイヤーロープ３１ｂの巻き取り量を検出して、制御棒５０の吊り上げ高さを検知する図示しない昇降位置検出器を有している。
【００１７】
アーム２２は、本体フレーム２１の下部に支持部２２ａを中心として回転可能に設けられている。アーム２２には、本体フレーム２１に取り付けられたアーム回転シリンダ２５（第１のシリンダ）、アーム回転機構２５ａが接続されており、アーム２２は、これらによって回転駆動されるようになっている。アーム回転シリンダ２５は、図示しない空気源から供給される空気圧によって駆動されるようになっている。アーム回転機構２５ａは、アーム回転シリンダ２５の直線運動を図示しない歯車によって回転運動に変換して、これをアーム２２に伝達する。なお、アーム回転シリンダ２５には、図示しないスプリングが介設されている。このスプリングは、フック２４に把持された制御棒５０が取扱装置２０の直下にゆっくり移動するように作用する。
【００１８】
アーム２２はその回転により、長手方向が水平方向に向けられた姿勢と、長手方向が鉛直方向に向けられた姿勢とにそれぞれ保持されるようになっている。
本体フレーム２１には、図２に示すように、リミットスイッチなどからなる２つの回転位置検出器２１ｃ，２１ｄが設けられている。回転位置検出器２１ｃは、アーム２２が水平方向の姿勢とされたことをアーム２２の当接により検出するものである。また、回転位置検出器２１ｄは、アーム２２が鉛直方向の姿勢とされたことをアーム２２の当接により検出するものである。なお、図２ではアーム回転シリンダ２５などを省略している。
【００１９】
ハンドル２３は、アーム２２の一端に回転軸２３ａを介して重力により回転自由に支持されている。つまり、フック２４が配置される下部側を常に下方向に向けて支持されている。したがって、アーム２２が水平方向の姿勢とされると、ハンドル２３は、本体フレーム２１の側方に突出した位置で下部側を下方向へ向けて支持される。また、アーム２２が鉛直方向の姿勢とされると、ハンドル２３は、本体フレーム２１の中央（中心部、支持部２２ａ）の直下において、下部側を下方向へ向けて支持される。
【００２０】
フック２４は、図１に示すように、ハンドル２３の下部の自由端に支持部２４ａを中心として揺動可能（回動可能）に設けられている。フック２４には、本体フレーム２１に取り付けられたフック開閉シリンダ２６（第２のシリンダ）、フック開閉機構２６ａが接続されており、フック２４は、これらによって回転駆動され、制御棒５０を把持する位置と把持を解除する位置（退避位置）とに回動するようになっている（図１，２では退避位置を図示）。フック開閉シリンダ２６は、図示しない空気源から供給される空気圧によって駆動されるようになっている。フック開閉機構２６ａは、フック開閉シリンダ２６の直線運動を図示しない歯車によって回転運動に変換して、これをフック２４に伝達する。
図２に示すように、フック２４の先端部２４ｂは、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａに係止される鈎形状とされている。
【００２１】
ハンドル２３には、図２に示すように、リミットスイッチなどからなる検出器としての２つのフック位置検出器２３ｃ，２３ｄが設けられている。フック位置検出器２３ｃは、フック２４が制御棒５０を把持する位置に回動されたことをフック２４の上端の当接により検出するものである。また、フック位置検出器２３ｄは、フック２４が退避位置に回動されたことをフック２４の上端の当接により検出するものである。
【００２２】
また、ハンドル２３の下端部には、図２に示すように、リミットスイッチなどからなる着座検出器２３ｅが設けられている。この着座検出器２３ｅは、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａの上端に当接可能であり、当接によって取扱装置２０のフック２４が制御棒５０を把持可能な着座位置まで下降したことを検出するようになっている。
また、ハンドル２３の上端部には、リミットスイッチなどからなる上昇位置検出器２３ｆが設けられている。この上昇位置検出器２３ｆは、上部格子板６０（図７参照）の下面に当接可能であり、当接によって取扱装置２０が上昇可能な位置まで上昇したことを検出するようになっている。上昇位置検出器２３ｆは、緩衝用スプリング２３ｇを介してハンドル２３に支持されている。
【００２３】
図３に示すように、フック２４には、空気源喪失時にフック２４を退避位置に回動させるための退避手段が設けられている。退避手段は、本体フレーム２１の天板２７に上方から挿入される解除ロッド２８と、解除ロッド２８の下端部が挿入される挿入管２８ａと、本体フレーム２１内に配置され（図３では透視した状態を図示、アーム回転シリンダ２５等は不図示）、上端が挿入管２８ａに接続された連結ロッド２９と、連結ロッド２９の下端部に接続された操作ワイヤー２９ａと、を含んで構成されている。操作ワイヤー２９ａの先端部は、フック２４に接続されている。
【００２４】
このような退避手段は、解除ロッド２８を下方へ押し込み操作すると、挿入管２８ａを介して連結ロッド２９が下方へ押し込まれ、連結ロッド２９の押し込みに連動して操作ワイヤー２９ａが本体フレーム２１側に引っ張られる。そうすると、複数のプーリ２９ｂを介して操作ワイヤー２９ａがフック２４を引き上げ、フック２４が支持部２４ａを中心として退避位置に回動するように作用する。
【００２５】
次に、図４、図５を参照して制御棒５０の取出手順を説明する。
なお、水張りされた原子炉内における制御棒５０の位置関係は、図７、８に示したものと同様となっている。すなわち、取り扱う制御棒５０は、制御棒案内管５１に設置されており、また上部格子板６０の交差部６１ｂの直下にも制御棒５０が位置している。交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０の取出手順は、制御棒ハンドル５０ａを掴んでこれを制御棒案内管５１から引き抜く移動工程と、交差部６１ｂの直下から上部格子板６０の格子６１ａで囲われる開放部Ｓに移動させる移動工程と、開放部Ｓを通じて上に引き上げる移動工程となる。また、制御棒５０を制御棒案内管５１に収納する（設置する）場合の手順は、前記と逆の手順となる。
【００２６】
まず、図４（ａ）に示すように、取扱装置２０を上部格子板６０の格子６１ａ内に形成された開放部Ｓの上方に移動する。そして、燃料取替機３０（図１参照）の中央ホイスト３２を駆動してワイヤーロープ３１ａを送り出し、図４（ｂ）に示すように、上部格子板６０の格子６１ａ内を通過させる。アーム２２は、上部格子板６０の格子６１ａ内を通過することができるように初期回転位置（回転角度０度、直下に垂下された状態）に設定されている。
【００２７】
次に、アーム回転シリンダ２５に空気を供給し、図４（ｃ）に示すように、空気圧によりアーム２２を左回りに９０度回転させる。そうすると、アーム２２に支持されたハンドル２３が自重によりフック２４を下方へ向けた状態で、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａの上方に位置する。なお、上部格子板６０をハンドル２３が通過したか否かは、中央ホイスト３２に設けた図示しない高さ検出器の検出値で判断することができる。なお、アーム２２は、回転方向に図示しないダンパーを有し、着座時の衝撃を緩和している。
【００２８】
その後、図４（ｄ）に示すように、取扱装置２０を下降し、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａにハンドル２３を着座させる。着座したことは、ハンドル２３の着座検出器２３ｅ（図２参照）で検出し、取扱装置２０の下降を停止する。
また、着座検出器２３ｅで着座を検出した状態で、燃料取替機３０の中央ホイスト３２の図示しない荷重検出器の指示値により荷重が減少したことを確認する。
【００２９】
その後、着座検出器２３ｅが着座を検出している状態で、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値が元の荷重値に戻る高さまでワイヤーロープ３１ａを巻き取り、取扱装置２０を上昇させる。このとき、図４（ｅ）に示すように、フック２４を把持する位置に回動させ、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａをフック２４で把持する。制御棒ハンドル５０ａをフック２４が把持していることは、着座検出器２３ｅ（図２参照）が着座を検出している状態が継続していることで確認することができる。
【００３０】
次に、中央ホイスト３２によりワイヤーロープ３１ａをゆっくり巻き取り、着座検出器２３ｅが離座を検出するまで取扱装置２０を上昇させ、さらに中央ホイスト３２の荷重検出器（図示せず）の指示値が増加した時点、すなわち、取扱装置２０が制御棒５０を吊り上げた状態を検出したらワイヤーロープ３１ａの巻き取りを停止する。
そして、図５（ａ）に示すように、中央ホイスト３２から偏芯ホイスト３３へ駆動を切り替え、ワイヤーロープ３１ｂにて取扱装置２０をゆっくり上昇させる。中央ホイスト３２から偏芯ホイスト３３への切り替えは、荷重がワイヤーロープ３１ａからワイヤーロープ３１ｂへ移行することを検出することで確認でき、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値（図示せず）と偏芯ホイスト３３の吊り上げ検出器の検出値とから容易に確認することができる。
【００３１】
中央ホイスト３２から偏芯ホイスト３３への切り替えが終了したら、図５（ａ）に示すように、偏芯ホイスト３３によりワイヤーロープ３１ｂを巻き上げて取扱装置２０をゆっくり上昇させる。このとき、また、制御棒５０の吊り上げ高さが偏芯ホイスト３３の昇降位置検出器により検出される。規定の高さまで取扱装置２０が上昇されると、図５（ｂ）に示すように、ハンドル２３の上昇位置検出器２３ｆ（図２参照）が上部格子板６０の下面に当接し、取扱装置２０の上昇が停止される。
【００３２】
この状態でアーム回転シリンダ２５への供給空気を排気し、図５（ｃ）に示すように、アーム２２を初期位置（回転角度０度）まで回転させ、制御棒５０を取扱装置２０の直下に位置させる。ここで、アーム回転シリンダ２５の供給空気の排気は徐々に行われ、また、アーム回転シリンダ２５に設けたスプリング（図示せず）の付勢力により、フック２４に把持された制御棒５０が取扱装置２０の直下にゆっくり移動する。これにより、取扱装置２０の初期位置で停止する。
アーム２２が初期位置となったことは、本体フレーム２１の回転位置検出器２１ｄ（図２参照）で確認することができる。
なお、アーム２２を回転させる前に、ワイヤーロープ３１ａに少し吊り上げ荷重が加わる程度、取扱装置２０を上昇させておく。取扱装置２０の直下に制御棒５０が位置していることは、偏芯ホイスト３３の荷重検出器（図示せず）の検出値が減少し、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値が増加することで確認することができる。
【００３３】
その後、偏芯ホイスト３３から中央ホイスト３２へ駆動を切り替え、ワイヤーロープ３１ａにて取扱装置２０を上昇させる。偏芯ホイスト３３から中央ホイスト３２への切り替えは、荷重がワイヤーロープ３１ｂからワイヤーロープ３１ａへ移行することを検出することで確認でき、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値と偏芯ホイスト３３の吊り上げ検出器の検出値とから容易に確認することができる。
そして、制御棒５０を所定の移動先へ移動する。
【００３４】
なお、制御棒５０の取付手順は前記した取出手順と逆の手順、すなわち、図５（ｄ）から図５（ａ）の順番、さらに図４（ｅ）から図４（ｂ）の順番で行うことができる。
【００３５】
ここで、図５（ａ）のように、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下で制御棒５０を上昇している途中で、万一、取扱装置２０へ供給される空気圧の空気源が喪失する事態が生じると、フック２４の回動はできなくなるが、制御棒５０の把持は維持される。また、アーム回転シリンダ２５は、空気源喪失により制御棒５０を支えることができなくなるが、スプリング（図示せず）によってゆっくり初期位置方向へアーム２２が回転し、制御棒５０と制御棒案内管５１との接触抵抗が吊り合った位置で停止する。
空気源喪失は、空気供給元の圧力計、または、水中での気泡有無で確認できるため、空気源喪失を確認したらワイヤーロープ３１ｂによる上昇を停止し、水中テレビカメラにて制御棒５０の状態を確認してワイヤーロープ３１ｂを下降し、制御棒５０を制御棒案内管５１の収納位置である図４（ｅ）の状態に戻す。
【００３６】
そして、このように戻された状態で、図３に示した退避手段の解除ロッド２８を操作し、フック２４を退避位置に回動させる。これにより、フック２４が制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａから外され、取扱装置２０から制御棒５０を切り離すことができる。
そして、中央ホイスト３２を駆動させてワイヤーロープ３１ａを巻き取り、取扱装置２０を上昇させて回収する。その後、故障箇所の修理や交換を行い、制御棒５０の取り扱い作業を再開する。
【００３７】
以上説明した本実施形態の制御棒取扱装置によれば、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０を、中心スタッド２１ａに接続されたワイヤーロープ３１ａと偏芯スタッド２１ｂに接続されたワイヤーロープ３１ｂとを吊り代えながら、アーム２２を旋回することで、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下から交差していない開放部Ｓに移動することができる。したがって、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下における制御棒５０の取り扱いを簡単な構成で行うことができる。
【００３８】
また、空気源からの空気圧により制御棒５０の把持および移動が可能であり、吊り上げには、気中から吊り下げたワイヤーロープ３１ａ，３１ｂを用いているので、構成や構造が簡単である。したがって、信頼性を向上することができる。また、上部格子板６０の直下で制御棒５０を吊り上げた状態で、仮に、空気系統に異常（空気源喪失）が発生したとしても、ワイヤーロープ３１ｂを下降して制御棒５０を制御棒案内管５１に戻し、解除ロッド２８によりフック２４を退避位置に揺動させることで制御棒５０の把持を容易に解除することができ、本体フレーム２１を気中へ回収して修理または交換が可能である。したがって、定期点検を長期的に中断させる心配がなく、高い信頼性および保守性を期待できる。
【００３９】
本体フレーム２１は、偏芯スタッド２１ｂの取付位置を調整可能な天板２７を有しているので、取扱装置２０の製作精度によるバランスへの影響を緩和し、制御棒５０の取り扱い性に優れる。
【００４０】
中央ホイスト３２は、ハンドル２３が制御棒５０に着座したことを検出する荷重検出器（図示せず）を有しているので、荷重を確認することで、制御棒５０の把持操作を行うためのワイヤーロープ３１ａの送り出しによる降下操作や停止操作が容易である。
【００４１】
ハンドル２３は、フック２４が制御棒５０を把持したことを検出するフック位置検出器２３ｄ、および把持を解除したことを検出するフック位置検出器２３ｃを有しているので、制御棒５０の把持や把持の解除を容易に確認することができ、信頼性の高い制御棒５０の取り扱いを実現することができる。
【００４２】
偏芯ホイスト３３は、制御棒５０の吊り上げを検出する吊り上げ検出器（図示せず）を有しているので、荷重を確認することで、制御棒５０の吊り上げを確認することができ、信頼性の高い制御棒５０の取り扱いを実現することができる。
【００４３】
また、偏芯ホイスト３３は、ワイヤーロープ３１ｂの巻き取り量を検出して、制御棒５０の吊り上げ高さを検知する昇降位置検出器（図示せず）を有しているので、制御棒５０の吊り上げ高さを検出することができ、取扱装置２０の上昇位置を所定の位置で停止することができる。
【００４４】
ハンドル２３には上昇位置検出器２３ｆが設けられているので、上昇位置検出器２３ｆの検出を確認することで、取扱装置２０を所定の上昇位置で停止することができる。
【００４５】
以上本実施形態について説明したが、本発明の制御棒取扱装置は前記実施形態に示したものに限られることはなく、適宜、変更して実施可能である。
例えば、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ハンドル２３の下端部において、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａに対向する部位に、テーパ状の凹部２３ｈを設けてもよい（図においてフック２４は省略している）。
このような凹部２３ｈを設けることによって、ハンドル２３の下端部が制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａにスムーズに着座するようになり、制御棒５０の把持が確実となる。
【００４６】
また、アーム２２には、バランス部材（図示せず）を設けてもよい。バランス部材は、回転軸２３ａを基準としてハンドル２３が設けられる側と反対側に設けられる。このようなバランス部材を設けることにより、制御棒５０の把持を行う場合に、アーム２２を水平に維持することが容易となり、制御棒５０の把持が行い易くなる。
【符号の説明】
【００４７】
２０ 取扱装置
２１ 本体フレーム
２１ａ 中心スタッド
２１ｂ 偏芯スタッド
２２ アーム
２３ ハンドル
２３ｃ，２３ｄ フック位置検出器
２３ｆ 上昇位置検出器
２３ｈ 凹部
２３ｅ 着座検出器
２４ フック
２５ アーム回転シリンダ（第１のシリンダ）
２６ フック開閉シリンダ（第２のシリンダ）
２７ 天板
２８ 解除ロッド
３０ 燃料取替機
３１ａ，３１ｂ ワイヤーロープ
３２ 中央ホイスト
３３ 偏芯ホイスト
５０ 制御棒
６０ 上部格子板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば新型沸騰水型原子炉（以下、ＡＢＷＲIIという）において、水中操作で制御棒の取り出し、取り付け、昇降、移動等の操作を行うために使用する制御棒取扱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＡＢＷＲIIにおける制御棒５０と上部格子板６０との配置関係を図７により説明する。制御棒５０は十字形状に形成され、中性子吸収材はＢ４Ｃまたはハフニウムである。制御棒５０と制御棒駆動機構（不図示）の結合はカップリングスタッド構造である。制御棒案内管５１は、相互干渉を避けるために十字型を呈しており、制御棒５０をガイドする。
燃料集合体７０（図８参照）は、一つの燃料支持金具（不図示）に二体支持されており、制御棒案内管５１でその燃料支持金具の重量を受けている。ＡＢＷＲIIでは、燃料格子幅を従来の１．５倍とし、燃料集合体７０の二つのコーナーに制御棒５０を配置した構成となっている。このような構成とすることによって、出力増加や高燃焼度化、さらには、炉心高度化を図り、加えて燃料体数や制御棒、制御棒駆動機構の員数削減を図っている。
【０００３】
ＡＢＷＲIIでは、上部格子板６０の交差部の直下にも制御棒５０が配置されている。この位置に配置される制御棒５０の交換時には、上部格子板６０の格子６１ａで囲まれる開放部Ｓを通じて制御棒取扱装置の本体フレームを挿入した後、上部格子板６０の交差部６１ｂの下側に移動させることにより行っていた。このため、制御棒５０の取扱作業は、複雑な手順を要するだけでなく、時間を要する作業でもあった。
【０００４】
特許文献１には、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０の取り付けおよび取り外しを、遠隔で行うことができる制御棒取扱装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４３８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の制御棒取扱装置では、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０を交差部６１ｂの直下から格子６１ａで囲まれる開放部Ｓへ移動するために、昇降用駆動モータ、ケーブルベア、移動台など、複雑なメカニズムを必要としている。
特に、交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０の昇降を、制御棒取扱装置に内蔵したモータおよびローラねじで行っているため、交差部６１ｂの直下で制御棒５０を把持した状態で、モータまたはロータねじが故障してしまうと、制御棒５０の取り外しが中断してしまう。
【０００７】
この場合、水中での故障復帰、または制御棒５０の取り外しが継続できないと、制御棒５０の取扱作業が継続できないため、工程に重大な影響を与えてしまう。したがって、制御棒取扱装置には高い信頼性と保守性が必要とされている。
【０００８】
本発明の目的は、上部格子板の交差部の直下における制御棒の取り扱いを簡単な構成で行うことができ、取り扱いの途中で故障が発生しても制御棒の取り外しを可能とし、高い信頼性および保守性を期待できる制御棒取扱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、本体フレームと、前記本体フレームに設けられ、空気圧により回転するアームと、前記アームに空気圧を付与する第１のシリンダと、前記アームに設けられ、重力により旋回するハンドルと、前記ハンドルに設けられ、空気圧により制御棒を把持する位置または把持する位置から退避する位置に揺動可能に、かつ空気源喪失時には解除ロッドにより前記退避する位置に揺動可能とされたフックと、前記フックに空気圧を付与する第２のシリンダと、前記本体フレームの直下で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の中心スタッドと、前記本体フレームの直下から偏芯した位置で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の偏芯スタッドと、を備え、前記本体フレームは、前記中心スタッドに接続されたワイヤーロープにより上部格子板を通じて昇降可能であり、前記上部格子板の下方において、前記偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープにより前記本体フレームの中心から偏芯した位置で、前記フックが制御棒を把持した状態で昇降可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、上部格子板の交差部の直下に位置する制御棒を、中心スタッドに接続されたワイヤーロープと偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープとを吊り代えながら、アームを旋回することで、上部格子板の交差部の直下から交差していない開放部に移動することができる。
空気源からの空気圧により制御棒の把持および移動が可能であり、また、気中から吊り下げたワイヤーロープを用いているので、構成や構造が簡単である。したがって、信頼性を向上することができる。また、上部格子板の直下で制御棒を吊り上げた状態で、仮に、空気系統に異常（空気源喪失）が発生したとしても、ワイヤーロープを下降して制御棒を制御棒案内管に戻し、解除ロッドによりフックを退避する位置に揺動させることで制御棒の把持を容易に解除し、本体フレームを気中へ回収して修理または交換が可能である。したがって、定期点検を中断させることがない。
これにより、特許文献１に示されるものに懸念されるような、上部格子板の交差部の直下で制御棒を水中遠隔操作で把持している場合に、故障が発生しても制御棒を取り外せなくなる懸念がなく、定期点検を長期中断させる心配がない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上部格子板の交差部の直下における制御棒の取り扱いを簡単な構成で行うことができ、取り扱いの途中で故障が発生しても制御棒の取り外しを可能とし、高い信頼性および保守性を期待できる制御棒取扱装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御棒取扱装置を示す構成図である。
【図２】要部の拡大図である。
【図３】退避手段を示す構成図である。
【図４】制御棒の取り外し手順を示す図であり、（ａ）は上部格子板に対する位置関係を示した模式上面図、（ｂ）〜（ｅ）は模式正面図である。
【図５】制御棒の取り外し手順を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）は模式正面図である。
【図６】（ａ）はハンドルの変形例を示す模式正面図、（ｂ）は模式側面図である。
【図７】上部格子板の交差部の直下における制御棒の位置関係を示す斜視図である。
【図８】原子炉内配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の制御棒取扱装置を適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、「上」「下」は、図１に示す方向を基準とする。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態での制御棒取扱装置は、取扱装置２０と、燃料取替機３０とを有している。取扱装置２０は、長尺の本体フレーム２１と、本体フレーム２１に設けられたアーム２２と、アーム２２に支持されたハンドル２３と、ハンドル２３に設けられたフック２４とを主として有している。
【００１５】
本体フレーム２１の上部には、天板２７が設けられている。天板２７の上部中央には、中心スタッド２１ａが設けられ、また、天板２７の端部寄りとなる位置には偏芯スタッド２１ｂが設けられている。中心スタッド２１ａには、ワイヤーロープ３１ａの一端が接続されており、偏芯スタッド２１ｂには、ワイヤーロープ３１ｂの一端が接続されている。また、ワイヤーロープ３１ａの他端は、燃料取替機３０の中央ホイスト３２に接続され、ワイヤーロープ３１ｂの他端は、燃料取替機３０の偏芯ホイスト３３に接続されている。これにより、取扱装置２０は、ワイヤーロープ３１ａ，３１ｂの巻き取り、送り出しにより昇降可能に設けられている。
天板２７には、偏芯スタッド２１ｂを取り付けるための図示しない取付部が複数箇所設けられている。各取付部は、中心スタッド２１ａから異なる距離に配置されており、後記するように、交差部６１ｂ（図４（ｅ）、図７参照）の直下にある制御棒５０を吊り上げた状態で、重心線上に位置する取付部が選択されて、ワイヤーロープ３１ｂが接続されている。
【００１６】
中央ホイスト３２は、ワイヤーロープ３１ａを介して取扱装置２０（本体フレーム２１）を昇降する装置である。中央ホイスト３２は、ハンドル２３が制御棒５０に着座したことを検出する図示しない荷重検出器（荷重計）を有している。
偏芯ホイスト３３は、ワイヤーロープ３１ｂを介して取扱装置２０（本体フレーム２１）を昇降する装置である。偏芯ホイスト３３は、制御棒５０の吊り上げを検出する図示しない吊り上げ検出器（荷重検出器、荷重計）を有している。また、偏芯ホイスト３３は、ワイヤーロープ３１ｂの巻き取り量を検出して、制御棒５０の吊り上げ高さを検知する図示しない昇降位置検出器を有している。
【００１７】
アーム２２は、本体フレーム２１の下部に支持部２２ａを中心として回転可能に設けられている。アーム２２には、本体フレーム２１に取り付けられたアーム回転シリンダ２５（第１のシリンダ）、アーム回転機構２５ａが接続されており、アーム２２は、これらによって回転駆動されるようになっている。アーム回転シリンダ２５は、図示しない空気源から供給される空気圧によって駆動されるようになっている。アーム回転機構２５ａは、アーム回転シリンダ２５の直線運動を図示しない歯車によって回転運動に変換して、これをアーム２２に伝達する。なお、アーム回転シリンダ２５には、図示しないスプリングが介設されている。このスプリングは、フック２４に把持された制御棒５０が取扱装置２０の直下にゆっくり移動するように作用する。
【００１８】
アーム２２はその回転により、長手方向が水平方向に向けられた姿勢と、長手方向が鉛直方向に向けられた姿勢とにそれぞれ保持されるようになっている。
本体フレーム２１には、図２に示すように、リミットスイッチなどからなる２つの回転位置検出器２１ｃ，２１ｄが設けられている。回転位置検出器２１ｃは、アーム２２が水平方向の姿勢とされたことをアーム２２の当接により検出するものである。また、回転位置検出器２１ｄは、アーム２２が鉛直方向の姿勢とされたことをアーム２２の当接により検出するものである。なお、図２ではアーム回転シリンダ２５などを省略している。
【００１９】
ハンドル２３は、アーム２２の一端に回転軸２３ａを介して重力により回転自由に支持されている。つまり、フック２４が配置される下部側を常に下方向に向けて支持されている。したがって、アーム２２が水平方向の姿勢とされると、ハンドル２３は、本体フレーム２１の側方に突出した位置で下部側を下方向へ向けて支持される。また、アーム２２が鉛直方向の姿勢とされると、ハンドル２３は、本体フレーム２１の中央（中心部、支持部２２ａ）の直下において、下部側を下方向へ向けて支持される。
【００２０】
フック２４は、図１に示すように、ハンドル２３の下部の自由端に支持部２４ａを中心として揺動可能（回動可能）に設けられている。フック２４には、本体フレーム２１に取り付けられたフック開閉シリンダ２６（第２のシリンダ）、フック開閉機構２６ａが接続されており、フック２４は、これらによって回転駆動され、制御棒５０を把持する位置と把持を解除する位置（退避位置）とに回動するようになっている（図１，２では退避位置を図示）。フック開閉シリンダ２６は、図示しない空気源から供給される空気圧によって駆動されるようになっている。フック開閉機構２６ａは、フック開閉シリンダ２６の直線運動を図示しない歯車によって回転運動に変換して、これをフック２４に伝達する。
図２に示すように、フック２４の先端部２４ｂは、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａに係止される鈎形状とされている。
【００２１】
ハンドル２３には、図２に示すように、リミットスイッチなどからなる検出器としての２つのフック位置検出器２３ｃ，２３ｄが設けられている。フック位置検出器２３ｃは、フック２４が制御棒５０を把持する位置に回動されたことをフック２４の上端の当接により検出するものである。また、フック位置検出器２３ｄは、フック２４が退避位置に回動されたことをフック２４の上端の当接により検出するものである。
【００２２】
また、ハンドル２３の下端部には、図２に示すように、リミットスイッチなどからなる着座検出器２３ｅが設けられている。この着座検出器２３ｅは、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａの上端に当接可能であり、当接によって取扱装置２０のフック２４が制御棒５０を把持可能な着座位置まで下降したことを検出するようになっている。
また、ハンドル２３の上端部には、リミットスイッチなどからなる上昇位置検出器２３ｆが設けられている。この上昇位置検出器２３ｆは、上部格子板６０（図７参照）の下面に当接可能であり、当接によって取扱装置２０が上昇可能な位置まで上昇したことを検出するようになっている。上昇位置検出器２３ｆは、緩衝用スプリング２３ｇを介してハンドル２３に支持されている。
【００２３】
図３に示すように、フック２４には、空気源喪失時にフック２４を退避位置に回動させるための退避手段が設けられている。退避手段は、本体フレーム２１の天板２７に上方から挿入される解除ロッド２８と、解除ロッド２８の下端部が挿入される挿入管２８ａと、本体フレーム２１内に配置され（図３では透視した状態を図示、アーム回転シリンダ２５等は不図示）、上端が挿入管２８ａに接続された連結ロッド２９と、連結ロッド２９の下端部に接続された操作ワイヤー２９ａと、を含んで構成されている。操作ワイヤー２９ａの先端部は、フック２４に接続されている。
【００２４】
このような退避手段は、解除ロッド２８を下方へ押し込み操作すると、挿入管２８ａを介して連結ロッド２９が下方へ押し込まれ、連結ロッド２９の押し込みに連動して操作ワイヤー２９ａが本体フレーム２１側に引っ張られる。そうすると、複数のプーリ２９ｂを介して操作ワイヤー２９ａがフック２４を引き上げ、フック２４が支持部２４ａを中心として退避位置に回動するように作用する。
【００２５】
次に、図４、図５を参照して制御棒５０の取出手順を説明する。
なお、水張りされた原子炉内における制御棒５０の位置関係は、図７、８に示したものと同様となっている。すなわち、取り扱う制御棒５０は、制御棒案内管５１に設置されており、また上部格子板６０の交差部６１ｂの直下にも制御棒５０が位置している。交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０の取出手順は、制御棒ハンドル５０ａを掴んでこれを制御棒案内管５１から引き抜く移動工程と、交差部６１ｂの直下から上部格子板６０の格子６１ａで囲われる開放部Ｓに移動させる移動工程と、開放部Ｓを通じて上に引き上げる移動工程となる。また、制御棒５０を制御棒案内管５１に収納する（設置する）場合の手順は、前記と逆の手順となる。
【００２６】
まず、図４（ａ）に示すように、取扱装置２０を上部格子板６０の格子６１ａ内に形成された開放部Ｓの上方に移動する。そして、燃料取替機３０（図１参照）の中央ホイスト３２を駆動してワイヤーロープ３１ａを送り出し、図４（ｂ）に示すように、上部格子板６０の格子６１ａ内を通過させる。アーム２２は、上部格子板６０の格子６１ａ内を通過することができるように初期回転位置（回転角度０度、直下に垂下された状態）に設定されている。
【００２７】
次に、アーム回転シリンダ２５に空気を供給し、図４（ｃ）に示すように、空気圧によりアーム２２を左回りに９０度回転させる。そうすると、アーム２２に支持されたハンドル２３が自重によりフック２４を下方へ向けた状態で、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａの上方に位置する。なお、上部格子板６０をハンドル２３が通過したか否かは、中央ホイスト３２に設けた図示しない高さ検出器の検出値で判断することができる。なお、アーム２２は、回転方向に図示しないダンパーを有し、着座時の衝撃を緩和している。
【００２８】
その後、図４（ｄ）に示すように、取扱装置２０を下降し、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａにハンドル２３を着座させる。着座したことは、ハンドル２３の着座検出器２３ｅ（図２参照）で検出し、取扱装置２０の下降を停止する。
また、着座検出器２３ｅで着座を検出した状態で、燃料取替機３０の中央ホイスト３２の図示しない荷重検出器の指示値により荷重が減少したことを確認する。
【００２９】
その後、着座検出器２３ｅが着座を検出している状態で、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値が元の荷重値に戻る高さまでワイヤーロープ３１ａを巻き取り、取扱装置２０を上昇させる。このとき、図４（ｅ）に示すように、フック２４を把持する位置に回動させ、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａをフック２４で把持する。制御棒ハンドル５０ａをフック２４が把持していることは、着座検出器２３ｅ（図２参照）が着座を検出している状態が継続していることで確認することができる。
【００３０】
次に、中央ホイスト３２によりワイヤーロープ３１ａをゆっくり巻き取り、着座検出器２３ｅが離座を検出するまで取扱装置２０を上昇させ、さらに中央ホイスト３２の荷重検出器（図示せず）の指示値が増加した時点、すなわち、取扱装置２０が制御棒５０を吊り上げた状態を検出したらワイヤーロープ３１ａの巻き取りを停止する。
そして、図５（ａ）に示すように、中央ホイスト３２から偏芯ホイスト３３へ駆動を切り替え、ワイヤーロープ３１ｂにて取扱装置２０をゆっくり上昇させる。中央ホイスト３２から偏芯ホイスト３３への切り替えは、荷重がワイヤーロープ３１ａからワイヤーロープ３１ｂへ移行することを検出することで確認でき、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値（図示せず）と偏芯ホイスト３３の吊り上げ検出器の検出値とから容易に確認することができる。
【００３１】
中央ホイスト３２から偏芯ホイスト３３への切り替えが終了したら、図５（ａ）に示すように、偏芯ホイスト３３によりワイヤーロープ３１ｂを巻き上げて取扱装置２０をゆっくり上昇させる。このとき、また、制御棒５０の吊り上げ高さが偏芯ホイスト３３の昇降位置検出器により検出される。規定の高さまで取扱装置２０が上昇されると、図５（ｂ）に示すように、ハンドル２３の上昇位置検出器２３ｆ（図２参照）が上部格子板６０の下面に当接し、取扱装置２０の上昇が停止される。
【００３２】
この状態でアーム回転シリンダ２５への供給空気を排気し、図５（ｃ）に示すように、アーム２２を初期位置（回転角度０度）まで回転させ、制御棒５０を取扱装置２０の直下に位置させる。ここで、アーム回転シリンダ２５の供給空気の排気は徐々に行われ、また、アーム回転シリンダ２５に設けたスプリング（図示せず）の付勢力により、フック２４に把持された制御棒５０が取扱装置２０の直下にゆっくり移動する。これにより、取扱装置２０の初期位置で停止する。
アーム２２が初期位置となったことは、本体フレーム２１の回転位置検出器２１ｄ（図２参照）で確認することができる。
なお、アーム２２を回転させる前に、ワイヤーロープ３１ａに少し吊り上げ荷重が加わる程度、取扱装置２０を上昇させておく。取扱装置２０の直下に制御棒５０が位置していることは、偏芯ホイスト３３の荷重検出器（図示せず）の検出値が減少し、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値が増加することで確認することができる。
【００３３】
その後、偏芯ホイスト３３から中央ホイスト３２へ駆動を切り替え、ワイヤーロープ３１ａにて取扱装置２０を上昇させる。偏芯ホイスト３３から中央ホイスト３２への切り替えは、荷重がワイヤーロープ３１ｂからワイヤーロープ３１ａへ移行することを検出することで確認でき、中央ホイスト３２の荷重検出器の検出値と偏芯ホイスト３３の吊り上げ検出器の検出値とから容易に確認することができる。
そして、制御棒５０を所定の移動先へ移動する。
【００３４】
なお、制御棒５０の取付手順は前記した取出手順と逆の手順、すなわち、図５（ｄ）から図５（ａ）の順番、さらに図４（ｅ）から図４（ｂ）の順番で行うことができる。
【００３５】
ここで、図５（ａ）のように、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下で制御棒５０を上昇している途中で、万一、取扱装置２０へ供給される空気圧の空気源が喪失する事態が生じると、フック２４の回動はできなくなるが、制御棒５０の把持は維持される。また、アーム回転シリンダ２５は、空気源喪失により制御棒５０を支えることができなくなるが、スプリング（図示せず）によってゆっくり初期位置方向へアーム２２が回転し、制御棒５０と制御棒案内管５１との接触抵抗が吊り合った位置で停止する。
空気源喪失は、空気供給元の圧力計、または、水中での気泡有無で確認できるため、空気源喪失を確認したらワイヤーロープ３１ｂによる上昇を停止し、水中テレビカメラにて制御棒５０の状態を確認してワイヤーロープ３１ｂを下降し、制御棒５０を制御棒案内管５１の収納位置である図４（ｅ）の状態に戻す。
【００３６】
そして、このように戻された状態で、図３に示した退避手段の解除ロッド２８を操作し、フック２４を退避位置に回動させる。これにより、フック２４が制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａから外され、取扱装置２０から制御棒５０を切り離すことができる。
そして、中央ホイスト３２を駆動させてワイヤーロープ３１ａを巻き取り、取扱装置２０を上昇させて回収する。その後、故障箇所の修理や交換を行い、制御棒５０の取り扱い作業を再開する。
【００３７】
以上説明した本実施形態の制御棒取扱装置によれば、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下に位置する制御棒５０を、中心スタッド２１ａに接続されたワイヤーロープ３１ａと偏芯スタッド２１ｂに接続されたワイヤーロープ３１ｂとを吊り代えながら、アーム２２を旋回することで、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下から交差していない開放部Ｓに移動することができる。したがって、上部格子板６０の交差部６１ｂの直下における制御棒５０の取り扱いを簡単な構成で行うことができる。
【００３８】
また、空気源からの空気圧により制御棒５０の把持および移動が可能であり、吊り上げには、気中から吊り下げたワイヤーロープ３１ａ，３１ｂを用いているので、構成や構造が簡単である。したがって、信頼性を向上することができる。また、上部格子板６０の直下で制御棒５０を吊り上げた状態で、仮に、空気系統に異常（空気源喪失）が発生したとしても、ワイヤーロープ３１ｂを下降して制御棒５０を制御棒案内管５１に戻し、解除ロッド２８によりフック２４を退避位置に揺動させることで制御棒５０の把持を容易に解除することができ、本体フレーム２１を気中へ回収して修理または交換が可能である。したがって、定期点検を長期的に中断させる心配がなく、高い信頼性および保守性を期待できる。
【００３９】
本体フレーム２１は、偏芯スタッド２１ｂの取付位置を調整可能な天板２７を有しているので、取扱装置２０の製作精度によるバランスへの影響を緩和し、制御棒５０の取り扱い性に優れる。
【００４０】
中央ホイスト３２は、ハンドル２３が制御棒５０に着座したことを検出する荷重検出器（図示せず）を有しているので、荷重を確認することで、制御棒５０の把持操作を行うためのワイヤーロープ３１ａの送り出しによる降下操作や停止操作が容易である。
【００４１】
ハンドル２３は、フック２４が制御棒５０を把持したことを検出するフック位置検出器２３ｄ、および把持を解除したことを検出するフック位置検出器２３ｃを有しているので、制御棒５０の把持や把持の解除を容易に確認することができ、信頼性の高い制御棒５０の取り扱いを実現することができる。
【００４２】
偏芯ホイスト３３は、制御棒５０の吊り上げを検出する吊り上げ検出器（図示せず）を有しているので、荷重を確認することで、制御棒５０の吊り上げを確認することができ、信頼性の高い制御棒５０の取り扱いを実現することができる。
【００４３】
また、偏芯ホイスト３３は、ワイヤーロープ３１ｂの巻き取り量を検出して、制御棒５０の吊り上げ高さを検知する昇降位置検出器（図示せず）を有しているので、制御棒５０の吊り上げ高さを検出することができ、取扱装置２０の上昇位置を所定の位置で停止することができる。
【００４４】
ハンドル２３には上昇位置検出器２３ｆが設けられているので、上昇位置検出器２３ｆの検出を確認することで、取扱装置２０を所定の上昇位置で停止することができる。
【００４５】
以上本実施形態について説明したが、本発明の制御棒取扱装置は前記実施形態に示したものに限られることはなく、適宜、変更して実施可能である。
例えば、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ハンドル２３の下端部において、制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａに対向する部位に、テーパ状の凹部２３ｈを設けてもよい（図においてフック２４は省略している）。
このような凹部２３ｈを設けることによって、ハンドル２３の下端部が制御棒５０の制御棒ハンドル５０ａにスムーズに着座するようになり、制御棒５０の把持が確実となる。
【００４６】
また、アーム２２には、バランス部材（図示せず）を設けてもよい。バランス部材は、回転軸２３ａを基準としてハンドル２３が設けられる側と反対側に設けられる。このようなバランス部材を設けることにより、制御棒５０の把持を行う場合に、アーム２２を水平に維持することが容易となり、制御棒５０の把持が行い易くなる。
【符号の説明】
【００４７】
２０ 取扱装置
２１ 本体フレーム
２１ａ 中心スタッド
２１ｂ 偏芯スタッド
２２ アーム
２３ ハンドル
２３ｃ，２３ｄ フック位置検出器
２３ｆ 上昇位置検出器
２３ｈ 凹部
２３ｅ 着座検出器
２４ フック
２５ アーム回転シリンダ（第１のシリンダ）
２６ フック開閉シリンダ（第２のシリンダ）
２７ 天板
２８ 解除ロッド
３０ 燃料取替機
３１ａ，３１ｂ ワイヤーロープ
３２ 中央ホイスト
３３ 偏芯ホイスト
５０ 制御棒
６０ 上部格子板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームと、前記本体フレームに設けられ、空気圧により回転するアームと、前記アームに空気圧を付与する第１のシリンダと、前記アームに設けられ、重力により旋回するハンドルと、前記ハンドルに設けられ、空気圧により制御棒を把持する位置または把持する位置から退避する位置に揺動可能に、かつ空気源喪失時には解除ロッドにより前記退避する位置に揺動可能とされたフックと、前記フックに空気圧を付与する第２のシリンダと、前記本体フレームの直下で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の中心スタッドと、前記本体フレームの直下から偏芯した位置で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の偏芯スタッドと、を備え、
前記本体フレームは、前記中心スタッドに接続されたワイヤーロープにより上部格子板を通じて昇降可能であり、前記上部格子板の下方において、前記偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープにより前記本体フレームの中心から偏芯した位置で、前記フックが制御棒を把持した状態で昇降可能に構成されていることを特徴とする制御棒取扱装置。
【請求項２】
前記本体フレームは、前記偏芯スタッドの取付位置を調整可能な天板を有することを特徴とする請求項１に記載の制御棒取扱装置。
【請求項３】
前記アームには、回動支点を基準として前記ハンドルが設けられる側と反対側にバランス部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御棒取扱装置。
【請求項４】
前記ハンドルには、制御棒に対向する部位にテーパ状の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項５】
前記中心スタッドに接続されたワイヤーロープを介して前記本体フレームを昇降する中央ホイストを備え、
前記中央ホイストは、前記ハンドルが制御棒に着座したことを検出する荷重検出器を有すること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項６】
前記ハンドルは、当該ハンドルが制御棒に着座したことを検出する着座検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項７】
前記ハンドルは、前記フックが制御棒を把持したこと、および把持を解除したことを検出するフック位置検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項８】
前記偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープを介して前記本体フレームを昇降する偏芯ホイストを備え、
前記偏芯ホイストは、制御棒の吊り上げを検出する吊り上げ検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項９】
前記本体フレームの吊り上げ高さを検出する昇降位置検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項１０】
前記本体フレームが前記上部格子板に接触したことを検出する上昇位置検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項１】
本体フレームと、前記本体フレームに設けられ、空気圧により回転するアームと、前記アームに空気圧を付与する第１のシリンダと、前記アームに設けられ、重力により旋回するハンドルと、前記ハンドルに設けられ、空気圧により制御棒を把持する位置または把持する位置から退避する位置に揺動可能に、かつ空気源喪失時には解除ロッドにより前記退避する位置に揺動可能とされたフックと、前記フックに空気圧を付与する第２のシリンダと、前記本体フレームの直下で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の中心スタッドと、前記本体フレームの直下から偏芯した位置で前記フックにより把持した制御棒の昇降を行うための、ワイヤーロープ接続用の偏芯スタッドと、を備え、
前記本体フレームは、前記中心スタッドに接続されたワイヤーロープにより上部格子板を通じて昇降可能であり、前記上部格子板の下方において、前記偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープにより前記本体フレームの中心から偏芯した位置で、前記フックが制御棒を把持した状態で昇降可能に構成されていることを特徴とする制御棒取扱装置。
【請求項２】
前記本体フレームは、前記偏芯スタッドの取付位置を調整可能な天板を有することを特徴とする請求項１に記載の制御棒取扱装置。
【請求項３】
前記アームには、回動支点を基準として前記ハンドルが設けられる側と反対側にバランス部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御棒取扱装置。
【請求項４】
前記ハンドルには、制御棒に対向する部位にテーパ状の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項５】
前記中心スタッドに接続されたワイヤーロープを介して前記本体フレームを昇降する中央ホイストを備え、
前記中央ホイストは、前記ハンドルが制御棒に着座したことを検出する荷重検出器を有すること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項６】
前記ハンドルは、当該ハンドルが制御棒に着座したことを検出する着座検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項７】
前記ハンドルは、前記フックが制御棒を把持したこと、および把持を解除したことを検出するフック位置検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項８】
前記偏芯スタッドに接続されたワイヤーロープを介して前記本体フレームを昇降する偏芯ホイストを備え、
前記偏芯ホイストは、制御棒の吊り上げを検出する吊り上げ検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項９】
前記本体フレームの吊り上げ高さを検出する昇降位置検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【請求項１０】
前記本体フレームが前記上部格子板に接触したことを検出する上昇位置検出器を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の制御棒取扱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３３７５９（Ｐ２０１２−２３３７５９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１７０１（Ｐ２０１１−１０１７０１）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
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