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核燃料棒選択的取り出し搬送システム - 特開2004−61241 | j-tokkyo
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【発明の名称】 核燃料棒選択的取り出し搬送システム
【発明者】 【氏名】姉川 尚史
【住所又は居所】東京都千代田区内幸町1丁目1番3号            東京電力株式会社内

【氏名】溝上 伸也
【住所又は居所】東京都千代田区内幸町1丁目1番3号            東京電力株式会社内

【要約】 【課題】MOX燃料とUO燃料とGd入りUO燃料とを核燃料とし、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉に使用する燃料集合体から、使用済みMOX燃料棒を、使用済みMOX燃料棒以外の燃料棒から分離して、それぞれ別個に取り出し、それぞれ別個の仮置き位置に搬送しうる機能を有する核燃料棒選択的取り出し搬送システムを提供する。

【解決手段】ソフトウェア的、機械形状的、磁気的、光学的(色彩)、電磁誘導的符号を付して、これらを記憶手段に記憶しておき、一方、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別吊り上げ手段には、上記の符号を読み出し、識別する機能を与えておき、この識別機能により、それぞれの核燃料棒が、MOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別し、それぞれ、別個の仮置き位置に搬送するシステムである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
核燃料棒のそれぞれに、それがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを示す核燃料棒符号が付されてなり、該核燃料棒符号を記憶する核燃料棒符号記憶手段と、
核燃料棒のそれぞれに付されている前記核燃料棒符号を読み出し、核燃料棒のそれぞれがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別する機能を有する核燃料棒識別手段と、
該識別に応答して、燃料集合体のそれぞれから核燃料棒のそれぞれを取り出し、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送する機能を有する核燃料棒取り出し搬送手段と
を有する
ことを特徴とする核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項2】
核燃料棒のそれぞれに、それがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを示す核燃料棒符号が付されてなり、該核燃料棒符号をソフトウェア的に、電子工学的に、または、電子光学的に記憶する核燃料棒符号記憶手段と、
前記核燃料棒のそれぞれに付されている前記核燃料棒符号を前記核燃料棒符号記憶手段から読み出し、核燃料棒のそれぞれがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別する機能を有するコンピュータ制御核燃料棒識別手段と、
該識別に応答して、燃料集合体のそれぞれから前記核燃料棒のそれぞれを取り出し、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送する機能を有するコンピュータ制御核燃料棒取り出し搬送手段と
を有する
ことを特徴とする核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項3】
核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部は、MOX燃料棒に特有の機械的形状とMOX燃料棒以外の燃料棒に特有の機械的形状とのいずれかの機械的形状を有してなり、
核燃料棒取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部は、前記それぞれの核燃料棒に特有の機械的形状のそれぞれに選択的に結合可能の機械的形状を有してなり、
前記核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部の機械的形状と前記核燃料棒取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部の機械的形状との結合状態に対応して、それぞれの核燃料棒を、MOX燃料棒またはMOX燃料棒以外の核燃料棒と識別するコンピュータ制御核燃料棒識別手段を有してなり、
該核燃料棒識別手段の識別にもとづき、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送する機能を有するコンピュータ制御核燃料棒取り出し搬送手段を有してなる
ことを特徴とする核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項4】
前記核燃料棒取り出し搬送手段の吊り上げ部に特有の機械的形状は、柱状体の側面に設けられる展開・縮小可能の2組の独立する突起であり、前記MOX燃料棒の被吊り上げ部に特有の機械的形状は、前記突起と係合する1組または2組の独立する凹部であり、前記MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部に特有の機械的形状は、前記突起と係合する2組または1組の凹部であり、前記コンピュータ制御核燃料棒識別手段は、前記2組の突起の結合状態に対応して、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒であるかまたはMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別するものである
ことを特徴とする請求項3記載の核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項5】
前記核燃料棒取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部に特有の機械的形状は第1の回転方向の雄螺子または雌螺子であり、前記MOX燃料棒の被吊り上げ部に特有の機械的形状は、前記第1の回転方向の雄螺子または雌螺子に係合する前記第1の回転方向の雌螺子または雄螺子であり、前記MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部に特有の機械的形状は、前記第1の回転方向の雄螺子または雌螺子に係合しない第2の回転方向の螺子であり、前記コンピュータ制御核燃料棒識別手段は、前記螺子の係合成功または係合失敗に対応して、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別するものである
ことを特徴とする請求項3記載の核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項6】
MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部には磁性材料または非磁性材料の部材が設けられてなるか、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部が磁性材料または非磁性材料で製造されてなるかしてなり、
MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部には非磁性材料または磁性材料の部材が設けられてなるか、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部が非磁性材料または磁性材料で製造されてなるかしてなり、
核燃料棒取り出し搬送手段の吊り上げ部は、磁力線発生手段と、吊り下げ荷重検出手段と、該吊り下げ荷重検出手段の動作に対応して、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別するコンピュータ制御核燃料棒識別手段と、該コンピュータ制御核燃料棒識別手段の識別にもとづき、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送する機能を有するコンピュータ制御核燃料棒取り出し搬送手段を有してなる
ことを特徴とする核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項7】
MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部には第1の色彩の部材が設けられてなるか、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部が第1の色彩を与えられてなるかしてなり、
MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部には第2の色彩の部材が設けられてなるか、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部が第2の色彩を与えられてなるかしてなり、
核燃料棒取り出し搬送手段の吊り上げ部は、前記第1の色彩に感度を有する受光素子と前記第2の色彩に感度を有する受光素子と、該いずれかの受光素子の受光動作に対応して、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別するコンピュータ制御核燃料棒識別手段と、該コンピュータ制御核燃料棒識別手段の識別にもとづき、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送する機能を有するコンピュータ制御核燃料棒取り出し搬送手段を有してなる
ことを特徴とする核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項8】
MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部またはMOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部には、コイルの閉回路が設けられてなり、
核燃料棒取り出し搬送手段の吊り上げ部は、前記コイルの閉回路に向かって第1次の磁力線を発生する磁力線発生手段を有し、該吊り上げ部がMOX燃料棒またはMOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部に接近したとき、前記MOX燃料棒または前記MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部が有する前記コイルの閉回路に向かって第1次の磁力線を放射して、該コイルに電流を流させ、該電流にもとづく第2次の磁力線を前記核燃料棒取り出し搬送手段の吊り上げ部に向かって放射させ、該第2次の磁力線を検知する第2次磁力線検知手段を有し、該第2次磁力線検知手段が検知する前記第2次磁力線の存否に対応して、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別するコンピュータ制御核燃料棒識別手段を有し、
該コンピュータ制御核燃料棒識別手段の識別にもとづき、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送する機能を有するコンピュータ制御核燃料棒取り出し搬送手段を有してなる
ことを特徴とする核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【請求項9】
前記コンピュータ制御核燃料棒取り出し搬送手段の吊り上げ部は、コンピュータによって制御される真空チャック方式である
ことを特徴とする請求項1、2、6、7、または、8記載の核燃料棒選択的取り出し搬送システム。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、MOX燃料棒とUO燃料棒と一般的にはGd入りUO燃料棒とを含む燃料集合体から、MOX燃料棒をMOX燃料棒以外の燃料棒と別個に取り出し、それぞれ別個の仮置き位置に搬送する機能を有する核燃料棒選択的取り出し搬送システムに関する。詳しくは、コンピュータ方式の核燃料棒識別手段を使用して、MOX燃料棒とMOX燃料棒以外の核燃料棒とを識別し、この識別にしたがって、MOX燃料棒とMOX燃料棒以外の核燃料棒とをそれぞれ別個に取り出し、それぞれ別個の仮置き位置に搬送する機能を有するコンピュータ方式の核燃料棒選択的取り出し搬送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
現在使用されている原子炉の多くが、核分裂性Uすなわち235Uを燃料とし、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉すなわち235Uを燃料とする軽水炉であることは周知である。そして、この235Uを燃料とする軽水炉の使用済み核燃料に核分裂性Puアイソトープすなわち239Puと241Puとが多く含まれているという性質を利用して、上記の使用済み核燃料を再処理して、239Puと241Puとを多く含むPuアイソトープの酸化物とUの酸化物との混合物であるMOX核燃料を得て、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉において、これを主要な核燃料として使用できることも周知である。さらに、このMOX核燃料を封入したMOX燃料棒(燃焼後も、核分裂生成物と使用済み核燃料とをその中に閉じ込めるための核燃料容器)の複数とUOを封入したUO燃料棒(燃焼後も、核分裂生成物と使用済み核燃料とをその中に閉じ込めるための核燃料容器)の複数とGd入りUO燃料棒(数%のGdを含むウラニウム酸化物)の複数とを、それらの間に、減速材兼冷却材として機能する水の通路を確保しながら収束して、外壁たるチャンネルボックスに収納した燃料集合体が開発されたことも周知である。
【0003】
従来技術に係る、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉に使用されるMOX燃料集合体は、従来の235Uを核燃料とする軽水炉用の燃料集合体に含まれるUO燃料棒を、そのUOの濃縮度と概ね同等の富化度を有するMOX燃料棒に単に代えたゞけのものであるから、従来技術に係るMOX燃料集合体は、富化度が相互に異なり、しかも、富化度が比較的低いMOX燃料棒の復数を含むものであったが、本発明の発明者等は、MOX燃料棒とUO燃料棒とGd入りUO燃料棒とを収束した燃料集合体を燃焼した後に残される使用済み核燃料の中、UO燃料棒とGd入りUO燃料棒との使用済み燃料は核燃料として再利用する価値が高いが、MOX燃料棒の使用済み燃料は核燃料として再利用する価値が低いという自然法則を見出し、さらに、天然ウラニウムは核分裂性Uすなわち35Uの含有量が少ないため、上記した熱中性子炉用燃料として使用するために濃縮する必要があるに反し、再処理された使用済み核燃料の核分裂性Puの含有量は当初から多いので、上記した従来技術に係るMOX燃料集合体を製造するためには、逆に、富化度を低下しなければならず、その結果、従来技術に係るMOX燃料集合体の製造コストが高く、不経済であるという点にも着目し、富化度が高く、しかも、富化度の種類が単一であるMOX燃料棒の復数を含むMOX燃料集合体が有利であるという着想を得て、この着想を具体化して、製造コストが廉く、しかも、使用済み核燃料の核燃料としての再利用価値の大きなMOX燃料集合体(MOX燃料棒とUO燃料棒とGd入りUO燃料棒とを燃料とし、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉に使用する燃料集合体)の発明を完成して、特許出願をなしてある(特願2001−221708号)。なお、このMOX燃料集合体は、当初からこのMOX燃料集合体の使用を前提として設計された原子炉に使用されうることは当然であるが、MOX燃料を使用することを前提とせず、UO燃料の使用を前提として設計された従来の原子炉にも使用されうるという有利な特徴を有する。
【0004】
ところで、従来の燃料集合体には、上記のとおり、UO燃料棒と少量の(数%の)Gd入りUO燃料棒のみが含まれているのであるから、その使用済み燃料を再処理するに当たり、使用済み核燃料の燃料棒を分別収集する必要はあり得ないので、使用済み核燃料を再処理する場合、燃料棒を分別収集するというアイデアそのものがあり得ず、従来は、1辺約10cmの四角形の断面を有する角柱状の燃料集合体を、その侭チョップして、直径10mm程度の燃料棒の細片とした後、これを溶解して、化学的にPuアイソトープを分離収集していた。
ところが、本発明の発明者等が発明した燃料集合体は、単一種類の高富化度のMOX燃料棒(全体の本数の20〜40%)と、濃縮度が相互に異なり低濃縮度のUO燃料棒と一般にはGd入りUO燃料棒とを含んでいる。ところで、UO燃料棒の使用済み燃料は多量の核分裂性Puアイソトープを含み、核燃料として再利用する価値が大きいが、MOX燃料棒の使用済み燃料は非核分裂性Puアイソトープを多く含み、核燃料として再利用する価値が小さいので、本発明の発明者等が発明した燃料集合体を再処理するに当たっては、MOX燃料棒の使用済み燃料棒を、UO燃料棒とGd入りUO燃料棒との使用済み燃料棒から分離して、それぞれ別個に収集することが是非必要である。さもないと、本発明の発明者等が発明し特許出願している上記のMOX燃料とUO燃料とGd入りUO燃料とを燃料とし、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉に使用する燃料集合体を利用する意味が少ないからである。したがって、MOX燃料棒とUO燃料棒と一般的にはGd入りUO燃料棒とを含む燃料集合体から、MOX燃料棒をMOX燃料棒以外の核燃料棒(UO燃料棒とGd入りUO燃料棒)から分離して、それぞれ別個に取り出し、それぞれ別個の仮置き位置に搬送する機能を有する核燃料棒選択的取り出し搬送システムを開発したいという要請がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、この要請を満足させることにあり、MOX燃料とUO燃料とGd入りUO燃料とを核燃料とし、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉に使用する燃料集合体から、使用済みMOX燃料棒を、使用済みMOX燃料棒以外の燃料棒から分離して、それぞれ別個に取り出し、それぞれ別個の仮置き位置に搬送しうる機能を有する核燃料棒選択的取り出し搬送システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの基本的技術思想は、
核燃料棒のそれぞれに、それがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを示す核燃料棒符号を付しておき、この核燃料棒符号を核燃料棒符号記憶手段に記憶しておき、計算機を使用して、核燃料棒符号を読み出し、核燃料棒のそれぞれがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別する機能を有するコンピュータ制御核燃料棒識別手段を設けておき、この手段の識別に応答して、燃料集合体のそれぞれから核燃料棒のそれぞれを取り出し、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送することゝしたことにある。
具体的に述べれば、
1.燃料集合体のそれぞれに含まれる核燃料棒のそれぞれに、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の燃料棒であるかを識別するための、ソフトウェア的、機械形状的、磁気的、光学的(色彩を利用)、電磁誘導的(電磁誘導にもとづく磁束を利用)符号を付しておき、
2.その符号を利用して、核燃料棒のそれぞれが、MOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別し、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ別個に搬送する機能を有するコンピュータ制御方式の核燃料棒識別選択取り出し搬送手段を設けておくことゝし、
3.このコンピュータ制御方式の核燃料棒識別選択取り出し搬送手段には、上記のソフトウェア的、機械形状的、磁気的、光学的(色彩を利用)、電磁誘導的(電磁誘導にもとづく磁束を利用)符号を読み出し、それぞれの核燃料棒が、MOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別する機能を与えておき、
4.この識別機能により、それぞれの核燃料棒が、MOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別させ、
5.この識別にしたがって、それぞれの核燃料棒仮置き位置に搬送するコンピュータ制御方式の搬送手段を設けておくことにある。
6.上記のとおり、Gd入りUO燃料棒の主成分は238Uであるから、使用済み核燃料棒を核燃料として利用するという意味においては、UO燃料棒とGd入りUO燃料棒とを分別する意味はないが、それが有用の場合は、UO燃料棒とGd入りUO燃料棒とを識別するようにしても良い。
7.同時に、上記の識別機能を有する手段の中には、核燃料棒を吊り上げる機能も併有するものもある
ことにある。
【0007】
より詳細には、下記の実施の形態がある。
第1に、ソフトウェア的符号を利用する実施の形態においては、核燃料棒のそれぞれに、MOX燃料棒かUO燃料棒かGd入りUO燃料棒かを示す番号・記号等のソフトウェア的符号が付されてあり、このソフトウェア的核燃料棒符号を、電子工学的にまたは電子光学的に記憶する核燃料棒記憶手段(コンピュータ自身の記憶手段・ROM・CDROM・DVD等)を有し、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別選択取り出し搬送手段は、ソフトウェア的に核燃料棒符号を読み出し、コンピュータプログラムに記憶されている符号と比較して、核燃料棒のそれぞれがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別し、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送収容する機能を有することゝされている。
【0008】
第2に、機械形状的符号を利用する実施の形態においては、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部はMOX燃料棒に特有の機械的形状を有しており、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部はMOX燃料棒以外の核燃料棒に特有の機械的形状を有しており、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部は、MOX燃料棒の機械的形状またはMOX燃料棒以外の核燃料棒の機械的形状に選択的に結合可能の機械的形状を有しており、コンピュータ制御方式の識別取り出し搬送手段は、その燃料棒吊り上げ部とMOX燃料棒またはMOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部との結合状態に応じて、その核燃料棒がMOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別し、この識別に応答して、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に収容し、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に搬送収容する搬送指令信号を発信し、コンピュータ制御方式の取り出し搬送手段は、その搬送指令信号に応答して、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に収容し、MOX燃料棒以外の核燃料棒は、MOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に収容することゝされている。
そして、例えば、核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部については、MOX燃料棒には、例えば、1組の横方向凹部が設けられており、MOX燃料棒以外の核燃料棒には、例えば、2組の横方向凹部が上下2段に設けられており、一方、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部については、例えば、上記の1組または2組の横方向凹部と結合可能であり、展開・縮小可能の2組の独立した横方向突起が設けられており、この横方向突起の1組のみが横方向凹部と結合できたら、例えば、MOX燃料棒と判断させ、その横方向突起と横方向凹部との組合せは、その侭、吊り上げ手段として機能させ、上記の突起の2組と横方向凹部の2組とが結合できたら、例えば、MOX燃料棒以外の核燃料棒と判断させ、その突起と凹部との組合せは、その侭、吊り上げ手段として機能させる構成がありうる。核燃料棒の被吊り上げ部の有する横方向凹部の数を上記と逆にすることは勿論自由である。
この場合、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の吊り上げ部を核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部に接近させる手段、横方向突起を展開・縮小させる手段、各突起が凹部と結合したことを検知する手段(リミットスイッチ等)、この検知手段の動作に応答して識別信号を発する手段、この識別信号に応答して、核燃料棒識別取り出し搬送手段を動作させる手段等が必要である。なお、もし必要があるときは、Gd入りUO燃料棒には、例えば、3組の横方向凹部を例えば上下3段に設けておけば、UO燃料棒とGd入りUO燃料棒との識別も可能である。その場合は、上記のMOX燃料棒以外の核燃料棒はUO燃料棒と読み替える必要がある。
また、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部に雄螺子または雌螺子の右螺子または左螺子が設けられており、一方、MOX燃料棒の被吊り上げ部には、上記の螺子と結合する雌螺子または雄螺子の右螺子または左螺子が設けられており、MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部には、上記の螺子と結合しない螺子が設けられており、上記の螺子が結合できたときまたは結合できなかったとき、例えば、MOX燃料棒と判断させ、上記の螺子が結合できなかったときまたは結合できたとき、例えば、MOX燃料棒以外の核燃料棒と判断させる。そして、結合できたときは、その侭、吊り上げ手段として機能させ、結合できなかったときは、別途、逆回しの螺子(結合できる螺子)を有する吊り上げ搬送手段を使用すれば良い。
この場合、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部を核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部に接近させる手段、吊り上げ部の雄螺子または雌螺子の右螺子または左螺子を回転する手段、吊り上げ部の雄螺子または雌螺子の右螺子または左螺子が雌螺子または雄螺子の右螺子または左螺子と結合したことを検知する手段、吊り上げ部の雄螺子または雌螺子の右螺子または左螺子を所定の時間回転しても、回転が停止しないことを検知する手段、これらの検知手段のいずれが動作したかに応答して識別信号を発する手段、この識別信号に応答して、核燃料棒識別取り出し搬送手段を動作させる手段等が必要である。
【0009】
第3に、磁気的符号を利用する実施の形態においては、例えば、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部に、磁性材料(鉄・コバルト・ニッケル等)の部材が設けられており、または、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部が磁性材料(鉄・コバルト・ニッケル等)の部材で製造されており、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部に、非磁性材料(アルミニウム等)の部材が設けられており、または、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部が非磁性材料(アルミニウム等)の部材で製造されており、一方、コンピュータ方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の吊り上げ部には、電磁石等の磁力線発生手段を有する部材が、下向き荷重検知手段(例えば、歪計等)を介して設けられており、識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部が、核燃料棒を吊り上げたときは、下向き荷重検知手段(例えば、歪計等)が動作するので、これを検出して、例えばMOX燃料棒と判定し、吊り上げ部が、吊り上げに失敗したときは、下向き荷重検知手段(例えば、歪計等)が動作しないので、これを検出して、例えばMOX燃料棒以外の核燃料棒と判定することゝされる。なお、磁性材と非磁性材とを逆にしても、勿論支障はない。この識別手段が、核燃料棒を磁気的に吸引したときは、その侭、吊り上げ手段としても機能させることができる。
この場合、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部を核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部に接近させる手段、燃料棒吊り上げ部に設けられている磁力線発生手段を動作させる手段、吊り上げ部が下向き荷重を受けたことを検知する手段(例えば、歪計等)、吊り上げ部の磁力線発生手段が動作しても、吊り上げ部が下向き荷重を受けないことを検知する手段(例えば、歪計等の不動作を検知する手段)、それらのいずれかゞ動作したとき、核燃料棒識別信号を発する手段、この識別信号に応答して、核燃料棒識別取り出し搬送手段または別途用意された通常の取り出し搬送を動作させる手段等が必要である。
【0010】
第4に、光学的(色彩を利用)符号を利用する実施の形態においては、例えば、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部に特有の色彩の部材を設けておくか、または、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部そのものゝ色彩を特有の色彩としておき、また、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部にも別の特有の色彩の部材を設けておくか、または、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部そのものゝ色彩も別の特有の色彩としておき、一方、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の吊り上げ部には、例えば、MOX燃料棒に特有の色(波長)に感度を有するフォトダイオードとMOX燃料棒以外の核燃料棒に特有の色(波長)に感度を有するフォトダイオード等の受光素子等と、そのいずれのフォトダイオード等が動作したかを検知させて、いずれのフォトダイオード等が動作したかをもって、その核燃料棒がいずれであるかを識別して識別信号を発するコンピュータ制御方式の核燃料棒識別手段を設けておき、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部がMOX燃料棒のまたはMOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部に接近したとき、例えばフォトダイオード等を使用した核燃料棒識別手段のいずれが動作したかにより、その核燃料棒のそれぞれがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別する。
この場合は、識別手段と吊り上げ手段とを兼用することはできないので、専用の吊り上げ手段を用意することゝする必要がある。
また、この場合、上記したコンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部を核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部に接近させる手段、例えば、上記した2組のフォトダイオード(動作する光の波長を変えてある。)等と、そのいずれが動作したかに応答して、核燃料棒識別信号を発する手段、この識別信号に応答して、核燃料棒識別取り出し搬送手段、または、別途用意された通常の取り出し搬送動作をさせる手段等が必要である。
【0011】
第5に、電磁誘導的符号を利用する実施の形態においては、例えば、MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部またはMOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部には、叉交する磁力線の変化に応答して起電力を発生するコイルの閉回路が設けられている。その逆の場合もありうる。一方、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部には、上記の第1次のコイルに向かって磁力線を照射し変化させる手段と、上記の第1次のコイルの閉回路に電流が流れて発生する第2次の磁束を感ずる第2次のコイルが設けられている。この核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部には、第1次の磁束発生手段も設けられている。そこで、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部がMOX燃料棒のまたはMOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部に接近したとき、第1次の磁束発生手段(核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部に設けられる。)を動作させると、MOX燃料棒の被吊り上げ部またはMOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部に設けられている第1次のコイルの閉回路に電流が流れ、第2次の磁束が発生し、この第2次の磁束に応答して、第2次のコイルの閉回路(核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部に設けられる。)に電流が流れ、この電流にもとづく磁束を核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部の検知手段が検知して、核燃料棒がMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別する。すなわち、第1次のコイルの閉回路を有する核燃料棒の場合は、第2次の磁束が発生するから、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部の第2次のコイルの閉回路は、磁束を検知するが、第1次のコイルを有しない核燃料棒の場合は、第2次の磁束は発生しないから、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部に設けられる第2次のコイルの閉回路は、何も検知できない。したがって、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部の検知手段も何も検知できない。これによって、MOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別できる。この場合も、識別手段と吊り上げ手段とを兼用することはできないので、専用の吊り上げ手段を用意する必要がある。
【0012】
第6に、識別手段が吊り上げ手段を兼ねることができず、専用の吊り上げ手段を必要とするときは、通常のクレーン等の他に、コンピュータによって制御される真空チャック方式等も使用できる。
【0013】
【作用】
上記したとおり、従来技術に係る熱中性子原子炉は、235Uを燃料とする軽水炉が主流であり、その燃料集合体には、235Uを含むUO燃料棒とGd入りUO燃料棒のみが使用されているから、その使用済み燃料の再処理工程において、その使用済み燃料を分別収集する意味はない。したがって、本願発明の目的である使用済み燃料の各構成要素(MOX燃料棒の使用済み燃料とUO燃料棒とGd入りUO燃料棒との使用済み燃料)を仕分け分別して収集するという概念は全く存在しえず、当然、そのような目的を達成する構造の燃料集合体も核燃料棒取り出し搬送手段もありえなかった。
しかし、本願発明の発明者等が発明を完成し特許出願している(特願2001−221708号)燃料集合体においては、UO燃料棒の使用済み燃料は核燃料として再利用する価値が大きいが、MOX燃料棒の使用済み燃料は核燃料として再利用する価値が少ないという自然法則を巧みに利用して、その燃料集合体の使用済み燃料の核燃料としての再利用価値を大きくしたものであるから、その使用済み燃料の再処理に当たり、UO燃料棒の使用済み燃料棒(Gd入りUO燃料棒の使用済み燃料棒を含む。)とMOX燃料棒の使用済み燃料棒とは、当然、仕分け分別収集されなければ、その技術的・経済的意味がない。
そこで、本願発明に係る核燃料棒識別選択的取り出し搬送システムにあっては、燃料集合体が数年間燃焼されて、多くの核分裂生成物を含み、高い放射能を放出している環境においても安全確実に再処理作業を実行することを保障しうる必要があるという要請にも注意を払いながら、MOX燃料棒と、MOX燃料棒以外の核燃料棒とを識別して、それぞれ別個に取り出し、それぞれ別異の仮置き位置に搬送しうるシステムを鋭意考究し、上記の構成を完成したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システム(MOX燃料棒とUO燃料棒とGd入りUO燃料棒とを核燃料棒とし、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉に使用する燃料集合体から、MOX燃料棒とMOX燃料棒以外の核燃料棒とを、別個に取り出して搬送しうるコンピュータ制御システム)の5例に就いて説明する。
【0015】
第1実施例
核燃料棒のそれぞれには、それぞれの核燃料棒に番号n(例えば、1からNとする。)が付されているとゝもに、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒かUO燃料棒かGd入りUO燃料棒かを示す符号例えばM・U・Gが付されている。そして、各核燃料棒に対応する核燃料棒符号例えばM・U・Gは、コンピュータ自身の記憶手段、ROM、CDROM、DVD等の電子的または光学的記憶手段(核燃料棒記憶手段)に記憶されている。但し、上記したとおり、他に特別の目的がないかぎりUO燃料棒とGd入りUO燃料棒とを区別する意味はないので、UO燃料棒とGd入りUO燃料棒とに別個の符号を付する理由もない。そこで、以下、UをMOX燃料棒以外の核燃料棒を示す符号と解して、MOX燃料棒MとMOX燃料棒以外の核燃料棒Uとの識別・個別取出し搬送に就いて述べる。なお、核燃料棒符号そのものを、MOX燃料棒MとMOX燃料棒以外の核燃料棒Uとに区別しておくか、上記のように、各核燃料棒にそれぞれ別個の核燃料棒符号例えばM・U・Gを付しておくかは自由である。
図1参照
燃料集合体のそれぞれから核燃料棒のそれぞれを識別して取り出し、MOX燃料棒はMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒はMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送する機能を有するコンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段のコンピュータプログラムは、例えば図1に示すようなフローチャートにしたがって、それぞれの核燃料棒を、その番号順に、燃料棒符号例えばM・Uを、前記のコンピュータ自身の記憶手段、ROM、CDROM等の電子的または光学的記憶手段(核燃料棒記憶手段)から読み出し、コンピュータプログラムに記憶されている符号と比較して、核燃料棒のそれぞれがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別し、MOX燃料棒MはMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒UはMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に搬送するコマンドを発し、このコマンドを実行する。
唯、このコンピュータ制御方式の識別手段は、単に、核燃料棒のそれぞれがMOX燃料棒かMOX燃料棒以外の核燃料棒かを識別するに止まるから、コンピュータによって制御される無人の取り出し搬送手段(自動化クレーン)を、別途、用意しておき、それぞれの核燃料棒を自動的に吊り上げ、MOX燃料棒MはMOX燃料棒仮置き位置に、MOX燃料棒以外の核燃料棒UはMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に、それぞれ、搬送させる。このコンピュータによって制御される無人のクレーンは、使用済み燃料集合体解体工場に設けられ、上下方向の移動と前後・左右方向のトラベル・トラバースを実行するようにされている通常のコンピュータ制御方式のクレーンでよい。要するに、放射能の存在する領域で動作しうる無人方式であればよい。また、コンピュータ制御方式の従来技術に係るクレーンでも良いが、コンピュータによって制御される真空チャック方式でも良い。
【0016】
第2実施例
MOX燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部はMOX燃料棒に特有の機械的形状を有しており、MOX燃料棒以外の核燃料棒のそれぞれの被吊り上げ部はMOX燃量棒以外の核燃料棒に特有の機械的形状を有している。
図2・図3参照
例えば、MOX燃料棒Mの被吊り上げ部11は、図2・図3に図示するように、直立の柱状体よりなり、逆T字状の凹部10を有し、この凹部10の下端に水平方向に広がった凹部12を有する。また、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部21は、被吊り上げ部11の凹部10と勘合する直立の柱状体よりなり、その中程と下端とには、図2・図3に22と23とをもって示すように、展開・縮小可能の横方向突起が2組設けられている。図2には、縮小されている状態が示されており、図3には、展開されている状態が示されている。この展開・縮小可能の横方向突起22・23は、制御装置26が発する指令により展開・縮小され、また、制御装置26は、リミットスイッチ等を使用して、横方向突起22・23が1組だけ展開し終わったか2組とも展開し終わったかを検出して、1組だけ展開し終わった場合、MOX燃料棒Mと識別し、2組とも展開し終わった場合、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uと識別し、それぞれの仮置き位置に搬送する指令を発し、取り出し搬送を実行させる機能を有する。
すなわち、展開・縮小可能の横方向突起22・23は、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部21が被吊り上げ部11の凹部10に挿入され終るまでは縮小しているが、被吊り上げ部11の凹部10に挿入され終ったら、制御装置26の指令により、横方向突起22・23の双方とも、図3に示すように水平方向に展開する。ところが、MOX燃料棒Mの被吊り上げ部11の凹部10は逆T字状であり、水平方向に広がった凹部12は下端のみにしかないから、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部21の中程で展開した突起23は完全には展開することができない。制御装置26は、リミットスイッチ等を使用して、この核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部21の中程の突起23の不完全展開を検出して、MOX燃料棒Mと識別し、MOX燃料棒仮置き位置に搬送する指令を発し、取り出し搬送を実行させる。なお、下端の展開突起22はMOX燃料棒Mの被吊り上げ部11の下端の水平方向に広がった凹部12と係合するから、吊り上げ手段としても機能する。
図4・図5参照
一方、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部31は、図4・図5に図示するように、中程と下端とに、水平方向に広がる凹部32・33を有する。そこで、制御装置26の指令により、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部21が、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部31の凹部30に挿入され終ったら、制御装置26の指令により、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部21の展開・縮小可能の横方向突起22・23が展開しようとすると、双方とも完全に展開して、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部31の二組の水平方向に広がった凹部32・33と係合する。制御装置26は、リミットスイッチ等を使用して、この核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部21の展開・縮小可能の横方向突起22・23の完全展開を検出して、燃料棒をMOX燃料棒以外の核燃料棒Uと識別し、MOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に搬送する指令を発し、取り出し搬送を実行させる。MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部31の二組の水平方向に広がった凹部32・33は核燃料棒識別取り出し搬送手段の吊り上げ部21の展開・縮小可能の横方向突起22・23と係合しているから、吊り上げ手段としても機能する。
なお、横方向突起を3組以上設ければ、MOX燃料棒とUO燃料棒とGd入りUO燃料棒との3組またはそれ以上の組の識別も可能である。すなわち、1組のみ展開可能か、2組展開可能か、3組とも展開可能か、または、それ以上の組が展開可能かにより、3組またはそれ以上の組の識別が可能である。
また、核燃料棒の被吊り上げ部と凹部との組み合わせ、取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部と横方向突起との組み合わせ等は、全く自由である。
【0017】
図6・図7参照
第2実施例の他の例を示す。例えば、MOX燃料棒Mの被吊り上げ部41には、図6に図示するように、例えば右雌螺子が設けられている。そして、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部61には、例えば右雄螺子が設けられている。したがって、MOX燃料棒Mの被吊り上げ部41と核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部61とは結合可能である。この結合成功をもって、燃料棒をMOX燃料棒Mと識別する。MOX燃料棒Mの被吊り上げ部41と核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部61とは係合するから、吊り上げ手段として機能する。
すなわち、制御装置62の指令により、核燃料棒識別取り出し搬送手段の吊り上げ部61はMOX燃料棒Mの被吊り上げ部41に対接され、此処で、制御装置62の指令により、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部61が螺子の回転方向に回転される。螺子の方向は相互に同一であるから、螺子は噛み合う。回転が完全に実行されたことを、リミットスイッチ等を使用して検出したら、燃料棒をMOX燃料棒Mと識別し、MOX燃料棒仮置き位置に搬送する指令を発し、取り出し搬送を実行させる。なお、この場合は、識別手段は吊り上げ手段としても機能する。
一方、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部51には、図7に図示するように、例えば左雌螺子が設けられている。核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部61には、例えば右雄螺子が設けられているから、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部51と核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部61とは結合不可能である。この結合不成功をもって、制御装置62が、燃料棒をMOX燃料棒以外の核燃料棒Uと識別する。例えば、制御装置62によって回転指令が発しられた後、所定の時間経過しても、リミットスイッチ等が、結合完了の信号を受領しないとき、結合不成功と判断して、燃料棒をMOX燃料棒以外の核燃料棒Uと識別する。なお、右螺子・左螺子の選択、雄螺子・雌螺子の選択は全く自由である。
この場合、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部51と核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部61とは係合しないから、他の吊り上げ手段を用意しなければならない。他の吊り上げ手段としては、コンピュータ制御方式の従来技術に係るクレーンでも良いし、コンピュータによって制御される真空チャック方式でも良い。
【0018】
第3実施例
MOX燃料棒Mのそれぞれの被吊り上げ部には鉄・コバルト・ニッケル等の磁性材料、または、アルミニウム等の非磁性材料の部材が設けられており、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uのそれぞれの被吊り上げ部には、逆に、アルミニウム等の非磁性材料の部材、または、鉄・コバルト・ニッケル等の磁性材料が設けられており、一方、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部には、電磁石等よりなる磁力線発生手段が設けられている。なお、上記のとおり、被吊り上げ部そのものを磁性材または非磁性材で製造してもよい。
図8・図9参照
MOX燃料棒Mの被吊り上げ部71には、図8に図示するように、例えば、鉄・コバルト・ニッケル等の磁性材料の部材72が設けられており、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部94には、制御装置92によって制御され下向き荷重検出手段93例えば歪検出装置等を介して電磁石等の磁力線発生手段91を設けてある。また、一方、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部81には、図9に図示するように、例えば、アルミニウム等の非磁性材料の部材82が設けられている。核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部94には、制御装置92によって制御され下向き荷重検出手段93例えば歪検出装置等を介して電磁石等の磁力線発生手段91を設けてある。核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部94が吊り上げに成功したときは、歪検出装置等の下向き荷重検出手段93が動作するから、この信号を、制御装置92が受信して、燃料棒をMOX燃料棒Mと識別し、MOX燃料棒仮置き位置に搬送する指令を発し、取り出し搬送を実行させる。
吊り上げに失敗したときは、歪検出装置等の下向き荷重検出手段93が動作しないから、制御装置92が電磁石等の磁力線発生手段91を動作させた後、所定時間経過しても、下向き荷重検出手段93が動作せず、制御装置92が所定時間その信号を受信しないときは、制御装置92は、燃料棒をMOX燃料棒以外の核燃料棒Uと識別し、MOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に搬送する指令を発し、取り出し搬送を実行させる。この場合は、他の吊り上げ手段を必要とする。他の吊り上げ手段としては、コンピュータ制御方式の従来技術に係るクレーンでも良いがコンピュータによって制御される真空チャック方式でも良い。この場合、識別手段は吊り上げ手段としても機能する。なお、磁性部材・非磁性部材と核燃料棒との組み合わせの選択は全く自由である。
【0019】
第4実施例
MOX燃料棒Mのそれぞれの被吊り上げ部とMOX燃料棒以外の核燃料棒Uのそれぞれの被吊り上げ部とには、それぞれ特有の色彩の部材が設けられているか、それぞれの被吊り上げ部に特有の色彩が付されているかしており、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部には、例えば、MOX燃料棒Mに特有の色(波長)に感度を有するフォトダイオードとMOX燃料棒以外の核燃料棒Uに特有の色(波長)に感度を有するフォトダイオード等の受光素子等と、いずれのフォトダイオード等の受光素子等が動作したかを検出する制御装置を有するコンピュータ制御方式の核燃料棒識別手段と上記の制御装置によって制御される燃料棒取り出し搬送手段とが設けられている。そして、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部がMOX燃料棒MのまたはMOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部に接近したとき、MOX燃料棒MまたはMOX燃料棒以外の核燃料棒Uのいずれかに対応して、いずれかのフォトダイオード等の受光素子等が動作するので、制御装置にこれを検知させて、MOX燃料棒MかMOX燃料棒以外の核燃料棒Uかを識別させ、MOX燃料棒仮置き位置またはMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に搬送する指令を発し、取り出し搬送を実行させる
この場合は、識別手段と吊り上げ手段とを兼用することはできないので、専用の吊り上げ手段を用意することゝする必要がある。他の吊り上げ手段としては、コンピュータ制御方式の従来技術に係るクレーンでも良いがコンピュータによって制御される真空チャック方式でも良い。
【0020】
第5実施例
図10・図11参照
MOX燃料棒Mのそれぞれの被吊り上げ部101またはMOX燃料棒以外の核燃料棒Uのそれぞれの被吊り上げ部102には、第1次のコイルの閉回路105が設けられており(図には、MOX燃料棒Mの被吊り上げ部101に第1次のコイルの閉回路105が設けられており、MOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部102には、第1次のコイルの閉回路105は設けられておらない例が示されているが、逆にしても良い。)、この第1次のコイルの閉回路105に電流が流れて発生する第2次の磁束φに感応する第2次のコイル107を有する制御手段(核燃料棒識別手段)106がコンピュータ制御核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部103に設けられている。このコンピュータ制御核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部103には、第1次の磁束発生手段104も設けられている。そこで、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部103がMOX燃料棒Mの被吊り上げ部101またはMOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部102に接近したとき、制御手段(核燃料棒識別手段)106によって、第1次の磁束発生手段104が動作されて、第1次の磁束φが発生し、MOX燃料棒Mの被吊り上げ部101またはMOX燃料棒以外の核燃料棒Uの被吊り上げ部102に設けられている第1次のコイルの閉回路105に電流が流れ、第2次の磁束φが発生し、この第2次の磁束φを核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部103に設けられている第2次のコイルの閉回路107が検知して、この信号を制御手段(核燃料棒識別手段)106が検出して、核燃料棒がMOX燃料棒MかMOX燃料棒以外の核燃料棒Uかを識別する。すなわち、第1次のコイルの閉回路を有する核燃料棒(図においては、MOX燃料棒M)の場合は、第2次の磁束φが発生するから、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部103の第2次のコイルの閉回路107は、磁束を検知するが、第1次のコイルを有しない核燃料棒(図においては、MOX燃料棒以外の核燃料棒U)の場合は、第2次の磁束φが発生しないから、核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部103の第2次のコイルの閉回路107は、何も検知できない。そこで、制御手段(核燃料棒識別手段)106は、第2次の磁束φの存否にもとづいて、MOX燃料棒MかMOX燃料棒以外の核燃料棒Uかを識別し、MOX燃料棒MまたはMOX燃料棒以外の核燃料棒Uに対応して、MOX燃料棒仮置き位置またはMOX燃料棒以外の核燃料棒仮置き位置に搬送する指令を発し、燃料棒の取り出し搬送を実行させる。なお、108は磁気遮蔽板であり、磁束の混信(第1次の磁束φと第2次の磁束φとの混信)を防止する機能を有する。この磁気遮蔽板108としては、例えば、アルミニウム板等の非磁性材の板を介在させれば良い。また、空隙のリラクタンスは比較的大きいので、かなり大きな空隙を設けることができれば、空隙でも良い場合もありうる。
この場合も、識別手段と吊り上げ手段とを兼用することはできないので、専用の吊り上げ手段を用意することゝする必要がある。他の吊り上げ手段としては、コンピュータ制御方式の従来技術に係るクレーンでも良いし、また、コンピュータによって制御される真空チャック方式でも良い。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムにおいては、燃料集合体のそれぞれに含まれる核燃料棒のそれぞれに、それぞれの核燃料棒が、MOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別するための符号、例えば、ソフトウェア的、機械形状的、磁気的、光学的(色彩)、電磁誘導的符号を付して、記憶手段に記憶しておき、同時に、コンピュータ制御方式の核燃料棒識別取り出し搬送手段を設けておき、このコンピュータ制御方式の核燃料棒取り出し搬送手段には、上記の符号、例えばソフトウェア的、機械形状的、磁気的、光学的(色彩)、電磁誘導的符号を読み出し、コンピュータが記憶している燃料棒符号と比較して、それぞれの核燃料棒がMOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別する機能を与えておき、この識別機能により、それぞれの核燃料棒が、MOX燃料棒であるかMOX燃料棒以外の核燃料棒であるかを識別させ、同時に、上記の識別機能を有する手段をもって、核燃料棒を吊り上げる機能も兼ねさせる場合もあるので、MOX燃料棒とMOX燃料棒以外の核燃料棒とを核燃料棒とし、水を減速材兼冷却材とする熱中性子原子炉に使用する燃料集合体を燃焼した後、使用済みのMOX燃料棒以外の核燃料棒と使用済みのMOX燃料棒とを識別し、それらを個別に、それぞれ別個の仮置き位置に搬送しうる機能を有する核燃料棒選択的取り出し搬送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムのフローチャート
【図2】本発明の第2実施例の第1例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒の挿入以前の状態)
【図3】本発明の第2実施例の第1例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒の結合状態)
【図4】本発明の第2実施例の第1例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒以外の核燃料棒の挿入以前の状態)
【図5】本発明の第2実施例の第1例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒以外の核燃料棒の結合状態)
【図6】本発明の第2実施例の第2例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒の結合状態)
【図7】本発明の第2実施例の第2例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒以外の核燃料棒の結合失敗の状態)
【図8】本発明の第3実施例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒の結合状態)
【図9】本発明の第3実施例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒以外の核燃料棒の非結合状態)第5実施例
【図10】本発明の第5実施例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒の結合状態)
【図11】本発明の第5実施例に係る核燃料棒選択的取り出し搬送システムの概念的構成図(MOX燃料棒以外の核燃料棒の非結合状態)
【符号の説明】
10  MOX燃料棒の被吊り上げ部の逆T字状凹部
11  MOX燃料棒の被吊り上げ部
12  MOX燃料棒の被吊り上げ部の下端の水平凹部
21  核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部
22  展開・縮小可能の突起
23  展開・縮小可能の突起
26  制御装置(識別手段)
30  MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部の逆T字状凹部
31  MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部
32  MOX燃料棒の被吊り上げ部の逆T字状凹部下端の水平凹部
33  MOX燃料棒以外の核燃料棒の逆T字状凹部中程の水平凹部
41  MOX燃料棒の被吊り上げ部
51  MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部
61  核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部
62  制御装置(識別手段)
71  MOX燃料棒の被吊り上げ部
72  磁性部材(非磁性部材)
81  MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部
82  非磁性部材(磁性部材)
91  磁力線発生手段
92  制御装置(識別手段)
93  下向き荷重検出手段(歪計)
94  核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部
101 MOX燃料棒の被吊り上げ部
102 MOX燃料棒以外の核燃料棒の被吊り上げ部
103 核燃料棒識別取り出し搬送手段の燃料棒吊り上げ部
104 磁力線照射手段
105 第1次のコイルの閉回路
106 制御装置(識別手段)
107 第2次のコイルの閉回路
108 磁気遮蔽板
【出願人】 【識別番号】000003687
【氏名又は名称】東京電力株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区内幸町1丁目1番3号
【出願日】 平成14年7月26日(2002.7.26)
【代理人】 【識別番号】100083334
【弁理士】
【氏名又は名称】寒川 誠一

【公開番号】 特開2004−61241(P2004−61241A)
【公開日】 平成16年2月26日(2004.2.26)
【出願番号】 特願2002−218694(P2002−218694)