原子力発電プラントの燃料取替え工法

【課題】原子力発電プラントの設備利用率を向上するためには、定期検査の期間を短縮することが望まれている。本発明の目的は、原子力発電プラントの定期検査にてクリティカル工事となる燃料取替え作業を短縮する工法を提供することにある。
【解決手段】原子力発電プラントの燃料集合体や制御棒の取替え作業にて、原子炉側と使用済み燃料プール側の２台の燃料取扱い機と原子炉と使用済み燃料プール間のカナル部に設置する燃料移動装置を用い、燃料集合体や制御棒の取替え作業の一部を同時に並行作業とすることで作業時間を短縮する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントの燃料取替え作業に係り、特に、燃料取替え作業工程を短縮する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の大気温暖化防止策として、発電時に温室効果ガスである二酸化炭素の放出量が少ない原子力発電の重要性が高まっており、その設備利用率を向上させることが望まれている。設備利用率は（１）式で定義され、設備利用率を向上するためには、発電電力量を増やす必要がある。そのためには、運転期間を長くする、プラントの停止期間を短くする、出力を向上する方法がある。プラントの停止期間を短くするには、原子力プラントで定期的に実施している燃料集合体の取替えを含む定期検査期間や想定外停止期間を短縮する方法がある。
【０００３】
【数１】

【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８１０９０９号公報
【特許文献２】特開２００９−２７６１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記で述べたように、プラントの設備利用率を向上する手法の一つに定期検査期間を短縮する方法がある。通常の定期検査では、プラント停止後、原子炉圧力容器を開放し、燃料集合体等を取替え、その後原子炉圧力容器を復旧する作業がクリティカル工程となる。原子炉から取り出した燃料集合体は、原子炉に隣接した使用済み燃料プールに保管される。また新しい燃料集合体も、使用済み燃料プールに仮置きし、使用済み燃料プールから原子炉内に移送する。
【０００６】
「発電用軽水型原子炉施設の安全評価に関する審査指針」においては、「取り扱い中の燃料集合体１体が、取扱い装置の故障，破損等により、操作上の最高位置から落下するもの」と記載されており、安全評価上、１体の燃料落下しか想定していないと解釈される。そのため、複数の燃料集合体を同時に取り扱うことはできないと解釈されている。そこで、従来は１台の燃料集合体取扱い装置で、燃料集合体の取り扱いを実施し、燃料移動距離の最短化や燃料集合体取扱い装置の動作の高速化に取り組んできた。
【０００７】
本発明の目的は、定期検査のクリティカル工程となる燃料集合体の取替え工程を短縮するための工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の特徴は、原子炉と使用済み燃料プールの間に、燃料集合体を移動させる装置を設置し、原子炉側と使用済み燃料プール側それぞれに、燃料集合体取扱い装置を用いることで、原子炉と使用済み燃料プールでの燃料集合体の取扱い作業を短縮する工法にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原子炉と使用済み燃料プールでの燃料取扱い作業を一部同時に並行作業することで燃料取替え作業を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の燃料取り出し時における原子炉と使用済み燃料プールでの燃料取扱い作業を一部同時に並行に作業することが適用される作業フローである。
【図２】本発明の好適な一実施例である実施例１の燃料装荷時における原子炉と使用済み燃料プールでの燃料取扱い作業を一部同時に並行に作業することが適用される作業フローである。
【図３】原子炉と使用済み燃料プールの間の燃料集合体を仮置きするラック、原子炉側と使用済み燃料プール側それぞれに設置した燃料集合体取扱い装置を用いて燃料集合体を取り出す作業を示す。
【図４】原子炉と使用済み燃料プールの間の燃料集合体を移動させる装置、原子炉側と使用済み燃料プール側それぞれに設置した燃料集合体取扱い装置を用いて燃料集合体を取り出す作業を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記に記載のように、燃料集合体は同時に複数の取り扱いができない。そこで、燃料集合体取扱い装置を原子炉側と使用済み燃料プール側にそれぞれ設置し、また原子炉と使用済み燃料プール間に燃料集合体を仮置きするラックを配置した。これにより、燃料集合体取り出しは、図１に示すフローで、燃料集合体の装荷は、図２に示すフローで作業することが可能となる。図１と図２に示すように、燃料集合体の取り出しでは、使用済み燃料プールで燃料集合体をラックに保管している間に、次の燃料集合体のハンドリング作業まで完了させることができる。一方、燃料集合体の装荷では、新燃料集合体を原子炉に装荷している間に、使用済み燃料プール側で次の新燃料集合体のハンドリング作業まで完了することができる。このように、原子炉側と使用済み燃料プール側の作業を一部同時に平行作業することで、作業時間を短縮できる。
【００１２】
〔実施例〕
以下に、本発明の好適な一実施形態である原子力発電プラントの燃料集合体の取替え工法について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図３に、原子炉１と使用済み燃料プール２間のカナル部３の燃料集合体を仮置きするラック４、原子炉側の燃料集合体取扱い装置５と使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置６を用いて燃料集合体７を取り出す作業を示す。この図３に示すように、原子炉側の燃料集合体取扱い装置５を用いて、原子炉１内から燃料集合体７を取り出し、カナル部の燃料集合体を仮置きラック４まで移送し、当該仮置きラック４に設置する。その後、使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置５を用いて、仮置きされた当該燃料集合体７を使用済み燃料プール２の燃料保管ラック８に収納する。原子炉側の燃料集合体取扱い装置５は、カナル部の燃料集合体仮置きラック４に燃料集合体７を設置後、次に取り出す燃料集合体のエリアに移動し、次の燃料集合体をハンドリングする。但し、複数の燃料を同時に取り扱うことができないため、仮置きラック４，原子炉側の燃料集合体取扱い装置５と使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置６には、それぞれ燃料集合体７の荷重を検出する機能を有し、仮置きラック４，原子炉側の燃料集合体取扱い機５と使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い機６のいずれかに燃料集合体の荷重が負荷されている場合、それ以外の装置には加重が付加できないインターロック機能を設ける。
【００１４】
本実施例の当該装置を用いることによって、制御棒の取替え作業も短縮することができる。
【実施例２】
【００１５】
以下に、本発明の他の実施形態である原子力発電プラントの燃料集合体の取替え工法について、図面を用いて説明する。
【００１６】
図４に、原子炉１と使用済み燃料プール２間のカナル部３の燃料集合体を移動する装置９，原子炉側の燃料集合体取扱い装置５と使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置６を用いて燃料集合体７を取り出す作業を示す。この図４に示すように、原子炉１側の燃料集合体取扱い装置５を用いて、原子炉１内から燃料集合体７を取り出し、カナル部の燃料集合体を移動する装置９まで移送し、当該燃料集合体７を移動する装置９に設置する。その後、燃料集合体７を移動する装置９は、燃料集合体７を原子炉１側から使用済み燃料プール２側に移動する。移動された燃料集合体７は、使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置５を用いて、使用済み燃料プール２の燃料保管ラック８に収納する。原子炉側の燃料集合体取扱い装置５は、カナル部の燃料集合体を移動する装置９に燃料集合体７を設置後、次に取り出す燃料集合体のエリアに移動し、次の燃料集合体７をハンドリングする。但し、複数の燃料を同時に取り扱うことができないため、燃料集合体を移動する装置９，原子炉側の燃料集合体取扱い装置５と使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置６には、それぞれ燃料集合体７の荷重を検出する機能を有し、燃料集合体を移動する装置９，原子炉側の燃料集合体取扱い装置５と使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置６のいずれかに燃料集合体の荷重が負荷されている場合、それ以外の装置には加重が付加できないインターロック機能を設ける。
【００１７】
当該装置を用いて制御棒の取替え作業も短縮することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１原子炉
２使用済み燃料プール
３カナル部
４燃料集合体仮置きラック
５原子炉側の燃料集合体取扱い装置
６使用済み燃料プール側の燃料集合体取扱い装置
７燃料集合体
８燃料保管ラック
９燃料集合体を移動する装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントの燃料集合体の取替え工法であって、
原子炉側と使用済み燃料プール側の２台の燃料取扱い機と前記原子炉と前記使用済み燃料プール間のカナル部に設置する燃料仮置きラックを用いて前記燃料集合体を取替えることを特徴とする原子力発電プラントの燃料集合体の取替え工法。
【請求項２】
請求項１において、
前記燃料仮置きラックに、原子炉側から使用済み燃料プール側に燃料を移動する機能を有した燃料移動装置を用いて制御棒を取替えることを特徴とする原子力プラントの燃料集合体の取替え工法。

【図１】