原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法

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【発明の名称】	原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法
【発明者】	【氏名】大貫義弘
【要約】	【課題】原子燃料集合体の組み立てに際し燃料棒を横向動してスペーサのセルに挿入する方法で、スペーサに前置の燃料棒挿入ガイド治具における横装縦向規制ガイドを回動可能とし、燃料棒の先行端部が垂下して隣装のセルへ進入し、燃料棒等が損傷するのを防止する。【解決手段】先行端部４Ａの曲成垂下した燃料棒４が、燃料棒挿入ガイド治具１３の横装縦向規制ガイド１３ｂ間に開口した燃料棒案内通過口１３Ｃに進入した際、回動軸ピン１３ｇを中心に横装縦向規制ガイド１３ｂを矢印Ｘ１の如く回動して、先行端部４Ａを受承載装して下側の燃料棒案内通過口１３Ｃへの導入を回避する。次に回動軸ピン１３ｇにて矢印Ｘ２に横装縦向規制ガイド１３ｂを逆回転し、燃料棒４のレベルをスペーサ５のセルレベルに整合して円滑なセルへの進入を保証する。さらに回動軸ピン１３ｇでＸ２方向へ回動して離間空隙ｇを形成し、横装縦向規制ガイド１３ｂにより燃料棒４に擦過傷を生じさせない。

【特許請求の範囲】
【請求項１】水平架台上に所定間隔だけ離間して所要数設置したスペーサ保持具にスペーサを保持させ、これらスペーサ保持具の手前側にあって燃料棒挿入ガイド治具を、上記の水平架台上に固定しておき、燃料棒を順次手前側の燃料棒挿入ガイド治具から、これに隣装のスペーサにおける所定セルに順次挿入させて行くようにした原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法において、上記燃料棒挿入ガイド治具の縦装横向規制ガイド群と、これに併装立設された横装縦向規制ガイド群とにより格子状態に区画形成された燃料棒案内通過口にあって、手動または動力によって押動された燃料棒の先行端部が、上記の横装縦向規制ガイド群における導入口に進入する際には、当該横装縦向規制ガイド群を構成している横装縦向規制ガイドを、手動または動力によってその導入側横端部が下降するように回動させることで、当該燃料棒の先行端部を、この横装縦向規制ガイド上に導入受承して載置させ、次いで燃料棒が進入して燃料棒挿入ガイド治具の燃料棒案内通過口を通り、背後に保持の前記スペーサにおける臨装のセルに進入するときは、前記の横装縦向規制ガイドを手動または動力により回動することで、燃料棒の被覆管をスペーサにおける当該セルのレベルと整合させるようにし、さらに当該燃料棒が上記のセルにより位置決めされた状態で進入して行く際には、これまた手動または動力によって前記横装縦向規制ガイドを回動することにより、燃料棒の被覆管と当該横装縦向規制ガイドとの間に離間空隙が形成されるようにしたことを特徴とする原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。
【請求項２】水平架台上に所定間隔だけ離間して所要数設置したスペーサ保持具にスペーサを保持させ、これらスペーサ保持具の手前側にあって燃料棒挿入ガイド治具を、上記の水平架台上に固定しておき、燃料棒を順次手前側の燃料棒挿入ガイド治具から、これに隣装のスペーサにおける所定セルに順次挿入させて行くようにした原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法において、上記燃料棒挿入ガイド治具の縦装横向規制ガイド群と、これに併装立設された横装縦向規制ガイド群とにより格子状態に区画形成された燃料棒案内通過口にあって、手動または動力によって押動された燃料棒の先行端部が、上記の横装縦向規制ガイド群における導入口に進入する際には、当該横装縦向規制ガイド群を構成している横装縦向規制ガイドを、手動または動力によってその導入側横端部が下降するように回動させることで、当該燃料棒の先行端部を、この横装縦向規制ガイド上に導入受承して載置させ、次いで燃料棒が進入して燃料棒挿入ガイド治具の燃料棒案内通過口を通り、背後に保持の前記スペーサにおける臨装のセルに進入するときは、前記の横装縦向規制ガイドを手動または動力により回動することで、燃料棒の被覆管をスペーサにおける当該セルのレベルと整合させるようにし、さらに当該燃料棒がスペーサのセルにより位置決めされた状態で進入して行く際には、これまた手動または動力によって前記横装縦向規制ガイドを回動することにより、燃料棒の被覆管と当該横装縦向規制ガイドとの間に離間空隙が形成され、さらに前記した燃料棒挿入ガイド治具の縦装横向規制ガイド群における縦装横向規制ガイドは、何れも手動または動力により、その導入側縦端部を左右方向へ回動させることによって、相隣の一対である縦装横向規制ガイドにおける導入側縦端部間を拡開することで、燃料棒の導入を許容し易くさせた後、当該両縦装横向規制ガイドを手動または動力により復動させることで、当該燃料棒の導入通過が矯正されるようにしたことを特徴とする原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。
【請求項３】横装縦向規制ガイドが、その幅長方向中央部における回動軸ピンを中心に回動自在であり、かつその導入側横端部を頂点として底辺と上斜面とからなるくさび形状に形成されている請求項１または請求項２に記載されている原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。
【請求項４】横装縦向規制ガイドが、その幅長方向中央部における回動軸ピンを中心に回動自在であり、かつその端面形状が楕円状に形成されている請求項１または請求項２に記載されている原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。
【請求項５】縦装横向規制ガイド群と、これに併装立設された横装縦向規制ガイド群とにより格子状態に区画形成された燃料棒案内通過口を具有する燃料棒挿入ガイド治具にあって、上記縦装横向規制ガイド群と横装縦向規制ガイド群を夫々構成する縦装横向規制ガイドと横装縦向規制ガイドとが二分断状態であり、当該分断離間箇所が全体として千鳥状配置に配在されていると共に、上記の分断離間箇所が、燃料棒案内通過口におけるコーナ寄りに設定されている請求項１ないし請求項２に記載されている原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。
【請求項６】手動または自動によって押動された燃料棒の先行端部が、横装縦向規制ガイド群における導入口に進入する際には、当該進入を検知した前置センサからの検知信号をシーケンサに入力し、これによるシーケンサの出力信号によりサーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御すると共に、当該燃料棒の先行端部がスペーサのセルに進入する際には、当該進入を検知した後置センサからの検知信号をシーケンサに入力し、これによるシーケンサの出力信号によりサーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御するようにした請求項１ないし請求項２に記載されている原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。
【請求項７】燃料棒押し込み装置により自動的に押動された燃料棒の先行端部が、横装縦向規制ガイド群における導入口に進入する際には、当該進入距離が所定位置に達したことを確認した押し込み側サーボドライバからの信号がシーケンサに入力され、これによるシーケンサの出力信号により組立側サーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御すると共に、当該燃料棒の先行端部がスペーサのセルに進入する際には、当該進入距離が所定位置に達したことを確認した押し込み側サーボドライバからの信号がシーケンサに入力され、これによるシーケンサの出力信号により組立側サーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御するようにした請求項１ないし請求項２に記載されている原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。
【請求項８】燃料棒挿入ガイド治具における横装縦向規制ガイド群の回動軸ピンにより回動自在な横装縦向規制ガイドと、縦装横向規制ガイド群の回動軸ピンにより回動自在な縦装横向規制ガイドとが、燃料棒挿入ガイド治具に設けたサーボモータの軸回転ロールを、上記の各回動軸ピンに外接することにより回転が伝達されるようにした請求項１ないし請求項２に記載されている原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子燃料集合体の組立作業において、水平架台上に構成部材としての水管、スペーサ、下部タイプレートなどを保持具等によって立設しておき、保持状態の当該スペーサにおける正方行列の多数の各セルに対して、夫々の燃料棒を手動または自動により挿入保持させるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】既知の通り原子燃料集合体１は図１１（Ａ）に略示の如く上部タイプレート２と下部タイプレート３との間に、多数本の図１１（Ｂ）に示す如き燃料棒４を、複数のスペーサ５に形成された格子状またはリング状のセルに挿入保持して構成されたものである。ここで、図１１（Ｂ）の燃料棒４にあって、４ａは上部端栓、４ｂは被覆管、４ｃは下部端栓、４ｄはプレナムスプリング、４ｅは燃料ペレットを示している。さてこのような原子燃料集合体１を組み立てるためには、燃料棒４をスペーサ５のセル挿入しなければならないが、従来における当該挿入方法は図１２によって理解される通り、水平架台６上に複数のスペーサ保持具７を所定間隔だけ離間立設して、これにスペーサ５を保持させる。そしてスペーサ保持具７の手前側近傍にあって水平架台６上に燃料棒ガイド治具８を立設するようにし、水平架台６の右端側には下部タイプレート保持具９を立設して、これに下部タイプレート３を保持し、その手前側近傍にも燃料棒ガイド治具８を立設しておき、このような状態にあって燃料棒４の上部端栓４ａを先行端部として矢印Ｘ方向へ当該燃料棒４を挿入することで、各核燃料棒４をスペーサ５の所定セルに対して挿入して行くことになる。なお図１２にあって１０は上部タイプレート保持具を示している。
【０００３】ここで上記した従来における燃料棒ガイド治具８の構成につき、図１３の右側面図によって説示すると、その前方側（図１２の手前側（左側））に所要複数の横装ガイド板８ａが所定間隔をもって併設されてなる横装ガイド板群８Ａが立設され、その後方側（図１２の右側）に縦装ガイド板群８Ｂが立設され、当該縦装ガイド板群８Ｂは所要複数の縦装ガイド板８ｂが所定間隔だけ離間して併設されている。従って上記の横装ガイド板群８Ａと縦装ガイド板群８Ｂとによって、格子状態に配設されることになる横装ガイド板８ａと縦装ガイド板８ｂとにより区画された燃料棒通口８ｃが多数区画形成されており、図１３の仮想線で示した円形が燃料棒４の挿入位置を示している。従って上記の燃料棒４が比較的太く強固に形成されている場合は燃料棒４の先行端部が燃料棒ガイド治具８の燃料棒通口８ｃに挿入されることになるが、燃料棒４の本数が８Ｘ８、９Ｘ９等の正方行列をもつことになると、当然燃料棒４の外径が細くなり、挿入作業中における燃料棒４自体のたわみが大きくなると共に、燃料棒４の相互間隔も狭くなって横装ガイド板８ａも薄手にしなければならず、この結果以下の如き問題が生ずることになる。
【０００４】すなわち、スペーサ５の直前にあって燃料棒ガイド治具８を立設して燃料棒４を正しくスペーサ５のセルに導入しようとすると、燃料棒４の上記した大きな垂れ下がりにより、所定の燃料棒通口８ｃに導入通過せず、一段下側の燃料棒通口８ｃからこれに導通する下段のセルに導入されてしまうこととなる。そこで、かかる問題を回避するための手段としては、スペーサ５に係るスペーサスパンにあって複数の燃料棒ガイド治具８を併装立設することが必要とされているが、これでは作業性が悪くまた燃料棒ガイド治具８相互間の整合性も満足させなばならず、また多数の治具を用意しなければならない。
【０００５】さらに上記従来の燃料棒ガイド治具８による燃料棒４の挿入方法によるときは、上記の如き垂れ下がりによる問題が生ずるだけでなく燃料棒通口８ｃに挿通した燃料棒４が、スペーサ５のセルに進入して行く挿入行程中にあって、燃料棒４の被覆管４ｂは特に横装ガイド板８ａ上に載置された接触状態で進入して行くことから、燃料棒４への擦過傷が発生することになる。そして燃料棒４には既知の如く標準燃料棒でなく、タイロッド燃料棒も組み込まれるから、この種の燃料棒ではその両端に設けられた端栓部分に螺子構造をもち、これを上部タイプレート２、下部タイプレート３に螺着することになることから、当該燃料棒４の回転ねじ込み作業に際して、その被覆管４ｂが特に上部タイプレート２と下部タイプレート３に螺着することになることから、当該燃料棒４の回転ねじ込み作業に際して、その被覆管４ｂが特に横装ガイド板８ａに摺接し、これにより被覆管４ｂの周面にあって、上記螺子構造の螺子ピッチに応じた螺旋状の接触傷が発生することになるので、燃料棒４が使用不能となったり、燃料棒ガイド治具８の耐久性が保証し得なくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術がもつ欠陥につき検討されたもので、請求項１によるときは従来の如き固定された横装ガイド板と縦装ガイド板とによる燃料棒ガイド治具を用いて燃料をスペーサのセルに挿入しようとするのではなしに、スペーサの手前側に立設した燃料棒挿入ガイド治具に設けられた横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを固設してしまうのではなしに、手動または自動で回動自在としておくのである。このようにすることで、従来例と同じく押動されて来た燃料棒の先行端部が垂れ下がり状態になっていても、横装縦向規制ガイドを回動させることで、その導入側横端部を適時下降させ、上記の先行端部をこの横装縦向規制ガイド上に導入受承して載置可能とし、このことにより下方位置に開口の燃料棒案内通過口に進入させないようにして、燃料棒や燃料棒挿入ガイド治具の不測な損傷を確実に回避可能となし、かくして前記のように一スペーサスパンにあって複数の燃料棒挿入ガイド治具を立設する必要性を解消しようとするのが、第１の目的である。
【０００７】さらに請求項１に係る方法によるときは、上記の横装縦向規制ガイドにつき、燃料棒が燃料棒挿入ガイド治具の前記燃料棒案内通過口から隣設のスペーサにおけるセルに進入するときにあって、前同横装縦向規制ガイドを回動させて燃料を持ち上げることで、これをセルのレベルと整合させるのであり、このことによって当該燃料棒がセル内へ円滑に進入されるように、もって燃料棒の被覆管に対する不本意な損傷が発生しないようにするのが第２の目的である。
【０００８】そして請求項１における第３の目的は、次いで燃料棒が進入して行き、上記のセルに載装されて位置決めされるに至った際には、前同横装縦向規制ガイドを、さらに回動させるようにして、横装縦向規制ガイドから燃料棒が浮上した位置に存するようにし、かくして燃料棒の被覆管が進入や螺回によって横装縦向規制ガイドにより擦過傷を受けることのないようにし、かつ当該ガイド部材への荷重を消去することで、その変形とか磨耗の発生をも回避し燃料棒挿入ガイド治具の寿命を大幅に伸延しようとするものである。
【０００９】次に請求項２にあっては、上記の請求項１の構成に付加して、燃料棒挿入ガイド治具の縦装横向規制ガイドについても、これを固設とせずに左右方向へ回動自在としておき、相隣一対の縦装横向規制ガイドにつき、その導入側縦端部間を適時拡開したり、復動させるようにすることで、燃料棒の導入通過を円滑に矯正できるようにし、より一層固定状態にあるスペーサの所定セルに対し、高精度に整合した進入を保証し、被覆管の擦過傷発生防止に対する信頼性を、さらに向上しようとしている。
【００１０】請求項３ないし請求項８は、何れも請求項１と請求項２とに従属するもので、請求項３にあっては、前記横装縦向規制ガイドの端面形状を適切なくさび形状に形成することによって、請求項１および請求項２における前記の目的を確実に達成しようとしている。請求項４では上記の如き直角三角形状にするのではなく、端面が楕円状となるように横装縦向規制ガイドを構成しておくことで、上記の請求項３と同等の目的を達成させると共に、耐久性に富んだ横装縦向規制ガイドを提供しようとしている。
【００１１】請求項５の場合にあっては、燃料棒挿入ガイド治具の横装縦向規制ガイドと縦装横向規制ガイドとを一部材で形成してしまうのではなく、夫々を二分断状態として、その分断離間箇所が全体として千鳥状配置となるようにし、かつ当該分断離間箇所が燃料棒案内通過口におけるコーナ寄りに設定されるようにしておくことで弾性を保有させ、これにより合成樹脂などにより形成しても長期使用による磨耗や、たわみによる変形を防ぐと共に、分断離間箇所の上記配在により、横装縦向規制ガイド群や縦装横向規制ガイド群としての機械的強度をも低下させないようにし、耐久性をこの点からも保有させようとしている。
【００１２】そして請求項６では燃料棒の先行端部が進入されて来た状態と、請求項１または請求項２における横装縦向規制ガイドの回動とを、自動的にどのようにして同期させるのかの手段を例示しており、燃料棒の先行端部が横装縦向規制ガイド群の導入口に進入すれば、これを前置センサによって検知し、シーケンサそしてサーボドライバ、さらにはサーボモータにより横装縦向規制ガイドを回動制御するようにし、さらに当該先行端部がスペーサのセルに進入するに際しても、これを上記と同様に後置センサにより検知後、シーケンサ等前同様の構成部材を稼動させることで、横装縦向規制ガイドを回動させ、かくて請求項１と請求項２に係る挿入方法の自動化を実現しようとしている。
【００１３】さらに請求項７にあっては、上記請求項６における前置後置センサを利用するのではなく、燃料棒の先行端部が燃料棒押し込み装置により押動されるようにし、この際当該進入距離の測定値が得られるようにし、この測定値が所定値に達したことを確認することに基づいて、サーボモータによって横装縦向規制ガイドの回動制御を行うようにし、かくて請求項１と請求項２に係る挿入方法の自動化を行い得るようにしている。
【００１４】そして請求項８では、上記した燃料棒挿入ガイド治具における横装縦向規制ガイドの回動軸ピンによる回動と縦装横向規制ガイドの回動軸ピンによる回動を、サーボモータの軸回転ロールを、上記の各回動軸ピンに外接することで回転が伝達されるようにして、多数のサーボモータを使用しても小型化の実現が可能となるようにしている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するため水平架台上に所定間隔だけ離間して所要数設置したスペーサ保持具にスペーサを保持させ、これらスペーサ保持具の手前側にあって燃料棒挿入ガイド治具を、上記の水平架台上に固定しておき、燃料棒を順次手前側の燃料棒挿入ガイド治具から、これに隣装のスペーサにおける所定セルに順次挿入させて行くようにした原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法において、上記燃料棒挿入ガイド治具の縦装横向規制ガイド群と、これに併装立設された横装縦向規制ガイド群とにより格子状態に区画形成された燃料棒案内通過口にあって、手動または動力によって押動された燃料棒の先行端部が、上記の横装縦向規制ガイド群における導入口に進入する際には、当該横装縦向規制ガイド群を構成している横装縦向規制ガイドを、手動または動力によってその導入側横端部が下降するように回動させることで、当該燃料棒の先行端部を、この横装縦向規制ガイド上に導入受承して載置させ、次いで燃料棒が進入して燃料棒挿入ガイド治具の燃料棒案内通過口を通り、背後に保持の前記スペーサにおける臨装のセルに進入するときは、前記の横装縦向規制ガイドを手動または動力により回動することで、燃料棒の被覆管をスペーサにおける当該セルのレベルと整合させるようにし、さらに当該燃料棒が上記のセルにより位置決めされた状態で進入して行く際には、これまた手動または動力によって前記横装縦向規制ガイドを回動することにより、燃料棒の被覆管と当該横装縦向規制ガイドとの間に離間空隙が形成されるようにしたことを特徴とする原子燃料集合体を組み立てるため燃料棒をスペーサのセルに挿入する方法を提供しようとしている。
【００１６】請求項２にあっては、上記請求項１の構成に付加して、さらに前記した燃料棒挿入ガイド治具の縦装横向規制ガイド群における縦装横向規制ガイドは、何れも手動または動力により、その導入側縦端部を左右方向へ回動させることによって、相隣の一対である縦装横向規制ガイドにおける導入側縦端部間を拡開することで、燃料棒の導入を許容し易くさせた後、当該両縦装横向規制ガイドを手動または動力により復動させることで、当該燃料棒の導入通過が矯正されるようにしたことを特徴としている。
【００１７】そして請求項１および請求項２に対する従属項にあっては、請求項３の場合、横装縦向規制ガイドが、その幅長方向中央部における回動軸ピンを中心に回動自在であり、かつその導入側横端部を頂点として底辺と上斜面とからなるくさび形状に形成されていることを、その内容とし、請求項４では横装縦向規制ガイドが、その幅長方向中央部における回動軸ピンを中心に回動自在であり、かつその端面形状が楕円状に形成されている。
【００１８】さらに請求項５にあっては、同じく請求項１および請求項２に関し、縦装横向規制ガイド群と、これに併装立設された横装縦向規制ガイド群とにより格子状態に区画形成された燃料棒案内通過口を具有する燃料棒挿入ガイド治具にあって、上記縦装横向規制ガイド群と横装縦向規制ガイド群を夫々構成する縦装横向規制ガイドと横装縦向規制ガイドとが二分断状態であり、当該分断離間箇所が全体として千鳥状配置に配在されていると共に、上記の分断離間箇所が、燃料棒案内通過口におけるコーナ寄りに設定されていることをその内容としている。
【００１９】また請求項６では、前同請求項１、２に関し手動または自動によって押動された燃料棒の先行端部が、横装縦向規制ガイド群における導入口に進入する際には、当該進入を検知した前置センサからの検知信号をシーケンサに入力し、これによるシーケンサの出力信号によりサーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御すると共に、当該燃料棒の先行端部がスペーサのセルに進入する際には、当該進入を検知した後置センサからの検知信号をシーケンサに入力し、これによるシーケンサの出力信号によりサーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御するようにしている。
【００２０】さらに請求項７にあっても請求項１と請求項２に従属し、その内容は燃料棒押し込み装置により自動的に押動された燃料棒の先行端部が、横装縦向規制ガイド群における導入口に進入する際には、当該進入距離が所定位置に達したことを確認した押し込み側サーボドライバからの信号がシーケンサに入力され、これによるシーケンサの出力信号により組立側サーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御すると共に、当該燃料棒の先行端部がスペーサのセルに進入する際には、当該進入距離が所定位置に達したことを確認した押し込み側サーボドライバからの信号がシーケンサに入力され、これによるシーケンサの出力信号により組立側サーボドライバを稼動して、これにより駆動されるサーボモータによって、横装縦向規制ガイド群における横装縦向規制ガイドを回動制御するようにしたことである。
【００２１】請求項８でも、これまた請求項１と請求項２に従属し、その内容は燃料棒挿入ガイド治具における横装縦向規制ガイド群の回動軸ピンにより回動自在な横装縦向規制ガイドと、縦装横向規制ガイド群の回動軸ピンにより回動自在な縦装横向規制ガイドとが、燃料棒挿入ガイド治具に設けたサーボモータの軸回転ロールを、上記の各回動軸ピンに外接することにより回転が伝達されるようにしたことである。
【００２２】
【発明の実施の形態】本願に係る請求項１について特に図１と図２によって以下詳記するが、前説の従来技術において説示した構成部材と同じ内容のものについては同一符号が用いられており、図１２により前説した従来例と略同様にして水平架台６上に所定間隔だけ離間して所要数設置したスペーサ保持具７にスペーサ５を保持させ、これらスペーサ保持具７の手前側（左側）にあって、前記従来の燃料棒ガイド治具８とは違った構造をもつ燃料棒挿入ガイド治具１３を、同上水平架台６上に固定しておき、燃料棒４を順次手前側の燃料棒挿入ガイド治具１３から、これに隣装のスペーサ５における既知のセルに順次挿入させて行くようにした原子燃料集合体１を組み立てるため燃料棒４をスペーサ５のセルに挿入する方法に関するものである。ここで上記した燃料棒挿入ガイド治具１３なるものは、図２によって理解される通り縦装横向規制ガイド群１３Ａと、これに併装立設された横装縦向規制ガイド群１３Ｂとにより格子状態に区画形成された燃料棒案内通過口１３Ｃが開通されている。そして上記の図示例では横装縦向規制ガイド群１３Ｂが図１等によって示されている通り手前側（左側）に、そして縦装横向規制ガイド群１３Ａが、その後背側（右側）に配設されているが、これについては押入される燃料棒４の上部端栓４ａとしての先行端部４Ａが、前説した如くそれほど大きく垂れ下がっていなければ、両者１３Ｂ、１３Ａの配装順位は逆転させるようにしてもよい。
【００２３】次いで、手動または動力によって押動された燃料棒４の先行端部４Ａが、横装縦向規制ガイド群１３Ｂにおける燃料棒案内通過口１３Ｃの導入口１３ａに進入した際には、この横装縦向規制ガイド群１３Ｂを構成している多数の横装縦向規制ガイド１３ｂにつき、その一つを手動または動力によって、その導入側横端部１３ｄが下降するように図１（Ａ）の矢印Ｘ１方向へ回動させるのである。こうすることで上記燃料棒４の先行端部４Ａを、これが垂れ下がり状態でも上記の横装縦向規制ガイド群１３ｂ上に導入受承して載置させ得ることになる。次いで燃料棒４が進入して行き燃料棒挿入ガイド治具１３における前記の燃料棒案内通過口１３Ｃを通り、背後に保持されている前記のスペーサ５における臨装のセルに進入するときは、横装縦向規制ガイド群１３ｂを手動または動力により矢印Ｘ１とは反対の矢印Ｘ２方向へ回動（逆動）することで、当該燃料棒４の被覆管４ｂを、図１（Ｂ）により明示の如くスペーサ５における当該セルのレベルと整合させるようにし、このことで被覆管４ｂを円滑に当該セルへ進入させ得ることになる。
【００２４】さらに請求項１にあっては、この燃料棒４が上記したセルに進入して、ここで位置決めされた状態で安定して進入して行く段階となった際には、これまた手動か動力によって、横装縦向規制ガイド１３ｂを、さらに矢印Ｘ２方向へ回動させることにより、燃料棒４の被覆管４ｂと横装縦向規制ガイド１３ｂとの間に離間空隙ｇを図１（Ｂ）に開示の如く形成させるようにするのであり、このようにすることで当該横装縦向規制ガイド１３ｂと被覆管４ｂとの接触を解消して、被覆管４ｂに擦過傷が形成されたり、横装縦向規制ガイド１３ｂが損耗したりすることを回避するのである。
【００２５】次に請求項２に係る燃料棒４の挿入方法につき説示すると、ここでは上記請求項１の構成内容に対して以下の構成が付加されることになる。すなわち、ここでは燃料棒挿入ガイド治具１３の前記した縦装横向規制ガイド群１３Ａにおける縦装横向規制ガイド１３ｅにつき、その何れについても手動または動力によって、図１、図２により理解される通り、その導入側縦端部１３ｆを図１では前後、図２では左右方向へ回動させる。このことにより相隣の一対である縦装横向規制ガイド１３ｅ、１３ｅにおける導入側縦端部１３ｆ間を拡開し、これにより燃料棒４の導入を許容し易くさせるのであり、その後にあって当該両縦装横向規制ガイド１３ｅを手動または動力により復動させることで、当該燃料棒４の導入通過が矯正されるようにし、燃料棒の左右方向に対する正しい進入を保証してスペーサ５のセルに対し、より円滑な進入を確保しようとしている。
【００２６】さて、ここで以下請求項１と請求項２に従属する請求項３ないし請求項８につき説示すると、先ず請求項３と請求項４では、前記した横装縦向規制ガイド１３ｂの望ましい具体例を明示しており、請求項３にあっては図１と図４とにより理解される通り横装縦向規制ガイド１３ｂが、その幅長方向中央部における回動軸ピン１３ｇを中心として回動自在としてあり、しかもその導入側横端部１３ｄを頂点として底辺部１３ｈと上斜面部１３ｉとにより形成されたくさび形状にその端面が形成されている。従って請求項１につき前説した通り図１（Ａ）を参照して燃料棒４の先行端部４Ａが傾斜した上斜面部１３ｉに受承されることになり、図１（Ｂ）にあっては燃料棒４の被覆管４ｂが、上斜面部１３ｉの奥方高所に載接され、さらに図１（Ｃ）では当該上斜面部１３ｉが水平状態となることで、これと被覆管４ｂとの間に離間空隙ｇが形成されることとなる。
【００２７】請求項４における横装縦向規制ガイド１３ｂにつき説示すると、図３に明示の如くこれまた幅長方向中央部における回動軸ピン１３ｇを中心に回動自在であるが、その端面形状は楕円状に形成されている。従ってこのような横装縦向規制ガイド１３ｂを使用した場合は図３（Ａ）の如く楕円の長径を斜傾状となるよう回動したとき、燃料棒４の先行端部４Ａが垂下状態であっても受承し易くなる。そして同図（Ｂ）の如く長径が直立状態となるよう回動させることで、燃料棒４の被覆管４ｂが（Ａ）の場合よりも持ち上げられて、スペーサ５のセルレベルに整合される。さらに同図（Ｃ）の如く長径を水平状態となるよう回動させれば、横装縦向規制ガイド１３ｂの高さが低下し、従って前記した離間空隙ｇの形成が可能となる。
【００２８】さらに請求項５につき図２を参照して説示すると、請求項１そして請求項２の挿入方法を実施する際に用いることになる燃料棒挿入ガイド治具１３は、縦装横向規制ガイド群１３Ａと横装縦向規制ガイド群１３Ｂとにより格子状態に区画形成の燃料棒案内通過口１３Ｃを具有しているが、縦装横向規制ガイド群１３Ａを構成する縦装横向規制ガイド１３ｅと、横装縦向規制ガイド群１３Ｂを構成する横装縦向規制ガイド１３ｂとの何れもが、二分断状態であって、当該分断離間箇所１３ｊ、１３ｋが全体として千鳥配置に配在されていると共に、この分断離間箇所１３ｊ、１３ｋが、燃料棒案内通過口１３Ｃにおける格子状をなすコーナ寄りに設定されているのである。従って縦装横向規制ガイド群１３Ａと横装縦向規制ガイド群１３Ｂが弾性を帯有することになり、挿通する燃料棒４と当接しても無理な力で被覆管４ｂを傷付けたり、また上記両ガイド１３Ａ、１３Ｂを破損したり摩耗してしまうことも抑制されることからその耐久性を保証し得ることになる。
【００２９】請求項６にあっては、手動または自動によって押動された燃料棒４の先行端部４Ａをセンサによって検知することで、自動的に横装縦向規制ガイド群１３Ｂを適時適切に回動制御しようとするもので、これを図６と図７によって説示すると以下の通りである。すなわち、上記の押動されて来た燃料棒４の先行端部４Ａが横装縦向規制ガイド群１３Ｂの導入口１３ａに進入する際には、当該進入を検知した前置センサ１３ｍからの検知信号をシーケンサ１３ｎに入力し、これによるシーケンサ１３ｎの出力信号によりサーボドライバ１３ｐを稼動して、これにより駆動されるサーボモータ１３ｑによって、横装縦向規制ガイド１３ｂを回動制御すると共に、この燃料棒４の先行端部４Ａがスペーサ５のセルに進入する際には、この進入を検知した後置センサ１３ｒからの検知信号を上記と同じくシーケンサ１３ｎに入力し、これによるシーケンサ１３ｎの出力信号によりサーボドライバ１３ｐを稼動して、これにより駆動されサーボモータ１３ｑによって横装縦向規制ガイド１３ｂを回動制御するのである。
【００３０】さらに請求項７につき説示すると、これまた請求項６の場合と同じく横装縦向規制ガイド群１３Ｂの適時適切な回動制御を自動的に実施しようとするものであるが、ここではセンサを用いるのではなく図９に開示の如く燃料棒４を手動で押動することなしに燃料棒押し込み装置１４により自動的に押動させるのである。これを図９の参照により以下説示すると、燃料棒押し込み装置１４が、前説の横装縦向規制ガイド群１３Ｂにおける導入口１３ａに進入する際には、それまでの進入距離が所定値に達したことを確認した押し込み側サーボドライバ１４ａからの信号がシーケンサ１４ｂに入力されて、これによるシーケンサ１４ｂの出力信号により組立側サーボドライバ１４ｃを稼動して、これにより駆動されるサーボモータ１４ｄによって横装縦向規制ガイド１３ｂを回動制御する。そして、さらに上記の先行端部４Ａがスペーサ５のセルに進入する際には、当該進入距離が前記の場合と同様にして所定値に達したことを確認した押し込み側サーボドライバ１４ａの信号がシーケンサ１４ｂに入力され、これによるシーケンサ１４ｂの出力信号により組立側サーボドライバ１４ｃを稼動して、これにより駆動されるサーボモータ１４ｄによって横装縦向規制ガイド１３ｂを回動制御するのであり、このようにすることで請求項６のように多数の前置センサと後置センサを用いないですむことになる。
【００３１】そして請求項８によるときは、燃料棒挿入ガイド治具１３における横装縦向規制ガイド群１３Ｂの回動軸ピン１３ｇにより回動自在な横装縦向規制ガイド１３ｂと、縦装横向規制ガイド群１３Ａの図示されていない回動軸ピンにより回動自在な縦装横向規制ガイド１３ｅとにつき、これらをどのようにして回動させるかを示している。これを図８と図１０とを参照して説示すると、燃料棒挿入ガイド治具１３に設けた複数のサーボモータ１５にあって、その軸回転ロール１５ａを、上記した各回動軸ピン１３ｇに外接することにより回転が伝達されるようにするのである。かくして多数列設されたサーボモータ１５を使用するものの、全体を小形化でき、多数本の回動軸ピン１３ｇとを支障なく夫々各別に回転することが可能となる。
【００３２】ここで図５について付設しておくと左側の上下に開示された物は標準燃料棒４Ｂを示し、その中間に示されているのがタイロッド燃料棒４Ｃであり、右側に開示されている丸棒状の物は、燃料棒４の先行端部４Ａが大きく垂れ下がってしまうことのない場合に採用される回動することのない横装ガイド棒１６を示しており、その長手方向中央部には凹設細成部１６ａが形成されている。このような凹設細成部１６ａを形成することにより標準燃料棒４Ｂの下部端栓は横装ガイド棒１６の大径部１６ｂに受承されるが、タイロッド燃料棒４Ｃの螺子付き下部端栓４Ｄは支障なく凹設細成部１６ａ上に受承されることになる。
【００３３】
【発明の効果】本発明は以上のようにして実施し得るものであるから、請求項１によるときは挿入すべき燃料棒が垂れ下がっていても、これを手動や自動で回動自在な横装縦向規制ガイドで受承可能としたので、当該燃料棒や燃料棒ガイド治具を損傷してしまう心配が解消され、かつ一つのスペーサスパンに複数の燃料棒挿入ガイドを立設することなく、単一の治具だけで満足すべき結果を保証することができる。また上記横装縦向規制ガイドの回動位置を適宜変更することにより燃料棒のレベルを上げ、これをスペーサにおけるセルのレベルと整合させるようにしたから、当該燃料棒を円滑に上記セル内へ進入可能となり、被覆管などに損傷を与えるといったことも絶滅することもできる。しかも、さらに当該燃料棒がセル内を安定な位置決め状態で進行するようになった際には、同上横装縦向規制ガイドを別の回動位置に変転させることで、燃料棒の被覆管が横装縦向規制ガイドに非接触状態を保ち得るようにしたことから、燃料棒の損傷と横装縦向規制ガイドの摩耗を大幅に軽減することができ、その寿命が伸延可能となる。
【００３４】請求項２によるときは上記の請求項１に対して縦装横向規制ガイドを左右方向へ回動させることが付加されていることから、これを手動または自動で回動することにより、一対の縦装横向規制ガイドをハの字状に拡開したり、復動させることで、燃料棒の導入通過を円滑に矯正して、望ましい方向への進入につき高精度を保証することが可能となる。
【００３５】請求項３ないし請求項８は、上記請求項１と請求項２に係る挿入方法を、より信頼性の高いものとするため採択するようにした各種の実施状態を示しており、請求項３にあっては横装縦向規制ガイドの端面形状をくさび形状とし、請求項４では端面楕円状に形成することで、請求項１と請求項２の挿入方法を円滑に実施し得るようにしている。
【００３６】次に請求項５では、横装縦向規制ガイドと縦装横向規制ガイドを二分断状態にして分断離間箇所を千鳥状配置で、かつ燃料棒案内通過口のコーナ寄りに設けるようにし、これにより長期使用によっても摩耗そしてたわみによる変形が生じ難く、また燃料棒挿入ガイド治具の機械的強度と耐久性を確保することができる。
【００３７】そして請求項６と請求項７は、請求項１と請求項２に係る挿入方法を可及的に自動化しようとしており、請求項６にあっては燃料棒の先行端部を前置、後置センサによって検知し、これに基づいてサーボモータを自動的に同期運転させて、縦装横向規制ガイドを回動制御するようにしたので、手動による場合に比し大幅に挿入方法の作業性も信頼性を向上することができる。これに対し請求項７にあってはセンサを用いることなく、燃料棒押し込み装置で燃料棒を押出し、この際における燃料棒の進入距離を測定するようにして、当該測定値の確認によりサーボモータを適時稼動させて燃料棒の位置と横装縦向規制ガイドの回動制御を同期させるようにしたので、多数のセンサやサーボモータを列設することなく簡易な構成にて請求項６と同等の効果を発揮することができる。
【００３８】そして請求項８にあっては、サーボモータの軸回転ロールにより、横装縦向規制ガイドや縦装横向規制ガイドの回動軸ピンを外接手段により伝動回転させるようにしたので、簡潔な構造で小形化が可能となる。

【出願人】	【識別番号】０００１６５６９７【氏名又は名称】原子燃料工業株式会社
【出願日】	平成１３年３月３０日（２００１．３．３０）
【代理人】	【識別番号】１０００９０４３５【弁理士】【氏名又は名称】齋藤義雄
【公開番号】	特開２００２－２９６３８５（Ｐ２００２－２９６３８５Ａ）
【公開日】	平成１４年１０月９日（２００２．１０．９）
【出願番号】	特願２００１－９９４４０（Ｐ２００１－９９４４０）