本发明涉及核电厂装换料技术领域，尤其涉及一种核电厂内插件操作套筒装置及内插件装换料方法。核电厂内插件操作套筒装置，包括：外套筒和内套筒；所述外套筒顶部安装在核电厂转运机构底部；所述内套筒安装在所述外套筒内，并与外套筒沿轴向方向滑动连接，所述内套筒底部设置有销盘组件，所述销盘组件用于插接在燃料组件上管座上，所述内套筒内设置有导向束，所述导向束具有中心孔和用于对内插件定位的孔槽；所述内套筒的中心孔内安装自动抓具，所述内套筒能够搭接在所述自动抓具上，并能随所述自动抓具一同升降。通过本发明实现内插件的自动操作，可大幅提高操作效率，节省装换料或大修时间，提高电厂运行效益。