JP2002082193A - 燃料交換機 - Google Patents
燃料交換機Info
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
しても転倒脱線を防止できる燃料交換機を提供すること
である。 【解決手段】 制御装置26は、通常の走行時にはブリ
ッジ6を駆動するブリッジ駆動リニアモータおよびトロ
リ7を駆動するトロリ駆動リニアモータの極性切り換え
制御を行う。一方、地震波を検知したときは極性切り換
え制御を停止し、ブリッジ駆動リニアモータおよびトロ
リ駆動リニアモータの各々の固定側コイル1、3および
移動側コイル2、4間に定常的な吸引力を発生させる。
これにより、ブリッジ6およびトロリ7を固定しブリッ
ジ6およびトロリ7が地震の振動によって動かされたり
転倒したりする危険を防止する。
Description
燃料体の取出しや挿入作業の際に使用する燃料交換機に
関する。
は原子炉容器の上方に設置され、燃料体の取出しや挿入
作業、さらには炉内周辺機器の点検や交換のメンテナン
スを行う際に使用される。
(a)は正面図、図4(b)は側面図である。図4
(a)に示すように、燃料交換機はブリッジ6の上部に
トロリ7を搭載して形成され、ブリッジ6およびトロリ
7は、いずれも車輪8、9がガイドローラ13、14に
ガイドされてレール12、22上を移動する。ブリッジ
6は平面上のX軸方向に移動しトロリ7はY軸方向に移
動する。ブリッジ6の両端部にはトロリ7のストッパ2
1が設けられている。
ドローラ13が取り付けられ他の方車輪8にはガイドロ
ーラ13は取り付けられていない。これは、後述するよ
うに、原子炉の基準位置に対し高い精度で据え付けられ
たレール12にガイドローラ13を設け、他方のレール
12は燃料交換機に対してフリーにして、重量を支える
のみのレールとしているためである。
16の回転力を軸継手17および歯車装置18を介して
左右の車輪8に伝えて駆動される。車輪8はガイドロー
ラ13の案内効果でレール12上を直線走行する。電動
機16をブリッジ6の中央部に設置するのは、左右の車
輪8に達する駆動力のバランスをとるためである。
れ、旋回装置11により回転できるようになっている。
燃料体のつかみや放しは、燃料つかみ具10を水中の炉
心深く延伸動作させて行うことになる。
部に設置された電動機20の回転力を歯車装置19を介
して左右の車輪9に伝えて駆動される。車輪9はガイド
ローラ14の案内効果でレール22上を直線走行する。
ことから地震時の転倒脱線を防止する必要があり、その
ために、図8に示すようなレール12、22と一定の隙
間を保って挟み込む形状の転倒脱線防止装置23をブリ
ッジ6およびトロリ7の前後左右の計4箇所に設置して
いる。
が働き車輪8、9が浮きあがって、転倒する危険状態に
なった場合には、レール12、22の頭部(首)に転倒
脱線防止装置23の爪24が引っかかり転倒を防止す
る。
ピッチで配置されている。燃料体と燃料体と間は、板一
枚で仕切られているだけで、隣同士の距離は非常に近
い。また、この燃料体は燃料交換機の左右レール12面
から10m程度の深さに位置しており、燃料交換機上か
ら燃料つかみ具10を降ろし、目的の燃料体を遠隔操作
で取り扱う。
交換の効率に大きく影響する。そこで、左右レール12
のうちいずれか一方のレールの側面を機械加工で高い直
線度および平面度で仕上げ、原子炉の基準位置に対し高
い精度で据え付ける。このレール12の面を基準として
各燃料体の番地を測定し、燃料交換機をこのレール面に
高いガイドローラ13を配して走らせる。ガイドローラ
13は一般的に強固なべアリングで最小の隙間で挟み込
む構造が知られている。この基準となるレールをガイド
側と称すると、反ガイド側のレールは燃料交換機に対し
てフリーにして、重量を支えるのみのレールとしてい
る。
従来の燃料交換機には、以下の改善の余地がある。 (1)取り扱う燃料体が炉心の深い部分に位置するた
め、燃料交換機の停止位置精度は炉心深部に降ろした燃
料つかみ具10の取り扱い動作の信頼性に大きく影響す
る。しかしながら、ブリッジ6の左右の距離は20m近
くあるため、駆動源である電動機16から車輪12まで
の機械的ガタを集積すると、その量は無視できないレベ
ルに達する。このガタが経年劣化等である許容値を超え
ると、燃料つかみ具10の十分な固定ができなくなり、
炉心部での燃料体の取出し、挿入の遠隔操作の信頼性を
損なうことになり、燃料体の交換に要する時間が増え効
率が低下する。すなわち、燃料体のつかみや放しの動作
が不安定になり、燃料体の交換移動の効率が低下し、原
子炉の稼動率の改善の支障になる。 (2)耐震上、十分な強度を確保するために、できるだ
け軽量な構造が要求される。燃料交換機のブリッジ6は
橋梁状の構造であるため、とくに中心部分の重量が全体
の剛性に大きく影響する。しかしながら、左右の車輪8
を同時駆動するための電動機16は、左右の車輪8に達
する駆動力のバランスをとるためにブリッジ6の中心部
に配置せざるを得ないため、耐震強度確保の大きな妨げ
になっている。 (3)最近の直下型地震対策の社会的背景から、鉛直方
向の動的地震力に耐えられる構造が求められている。し
かしながら、レール12、22の頭部を爪24で引っ掛
ける方法で燃料交換機の転倒脱線の防止を図る構造であ
るため、強度が不足することがある。強度を高めるため
には爪24の厚みを増すことが考えられるが、そうした
場合には、それに耐えられるだけのレール12、22と
しなければならないので、レール12、22サイズアッ
プに繋がる。 (4)原子炉の稼動率を上げるため、定期点検による原
子炉の休止時間を最小限にする必要がある。そのため
に、燃料体の移動速度をアップする必要があるが、燃料
交換機の速度を上げようとすると、電動機16の容量を
一段と大きくする必要がある。そうすると、電動機16
の軽量化の必要性と相矛盾する。
良く行え、地震に対しても転倒脱線を防止できる燃料交
換機を提供することである。
燃料交換機は、原子炉圧力容器の上方に前記原子炉圧力
容器を跨いで走行可能に設けられたブリッジと、原子炉
圧力容器内の燃料体を把持する燃料つかみ具が配置され
前記ブリッジに搭載されて前記ブリッジと直角方向に移
動するトロリと、前記ブリッジのレール側に固定側コイ
ルが設けられ前記ブリッジ側に移動側コイルが設けられ
前記ブリッジを駆動するブリッジ駆動リニアモータと、
前記ブリッジ側に固定側コイルが設けられ前記トロリ側
に移動側コイルが設けられ前記トロリを駆動するトロリ
駆動リニアモータと、通常の走行時は前記ブリッジ駆動
リニアモータおよび前記トロリ駆動リニアモータの極性
切り換え制御を行い地震波を検知したときは極性切り換
え制御を停止し前記ブリッジ駆動リニアモータおよび前
記トロリ駆動リニアモータの各々の固定側コイルおよび
移動側コイル間に定常的な吸引力を発生させて前記ブリ
ッジを固定する制御装置とを備えたことを特徴とする。
ては、制御装置は、通常の走行時にはブリッジを駆動す
るブリッジ駆動リニアモータおよびトロリを駆動するト
ロリ駆動リニアモータの極性切り換え制御を行う。一
方、地震波を検知したときは極性切り換え制御を停止
し、ブリッジ駆動リニアモータおよびトロリ駆動リニア
モータの各々の固定側コイルおよび移動側コイル間に定
常的な吸引力を発生させる。これにより、ブリッジおよ
びトロリを固定しブリッジおよびトロリが地震の振動に
よって動かされたり転倒したりする危険を防止する。
子炉圧力容器の上方に前記原子炉圧力容器を跨いで走行
可能に設けられたブリッジと、原子炉圧力容器内の燃料
体を把持する燃料つかみ具が配置され前記ブリッジに搭
載されて前記ブリッジと直角方向に移動するトロリと、
前記ブリッジのレール側に固定側コイルが設けられ前記
ブリッジ側に移動側コイルが設けられ前記ブリッジを駆
動するブリッジ駆動リニアモータと、通常の走行時は前
記ブリッジ駆動リニアモータの極性切り換え制御を行う
と共に前記トロリの駆動制御を行い地震波を検知したと
きは前記トロリの駆動制御を停止すると共に前記ブリッ
ジ駆動リニアモータの極性切り換え制御を停止し前記固
定側コイルおよび移動側コイル間に定常的な吸引力を発
生させて前記ブリッジを固定する制御装置とを備えたこ
とを特徴とする。
ては、制御装置は、通常の走行時にはブリッジを駆動す
るブリッジ駆動リニアモータの極性切り換え制御を行う
と共にトロリの駆動制御を行う。一方、地震波を検知し
たときはトロリの駆動制御を停止すると共にブリッジ駆
動リニアモータの極性切り換え制御を停止し、固定側コ
イルおよび移動側コイル間に定常的な吸引力を発生させ
る。これにより、ブリッジを固定しブリッジが地震の振
動によって動かされたり転倒したりする危険を防止す
る。
求項1または請求項2の発明において、前記ブリッジ駆
動リニアモータまたは前記トロリ駆動リニアモータは、
それぞれのレールと垂直で走行方向に平行な2面にそれ
ぞれ取付けられ、前記制御装置は、通常の走行時はこれ
ら2組のリニアモータのそれぞれの固定側コイルと移動
側コイルとの隙間が等しくなるようにそれぞれの励磁電
流を制御することを特徴とする。
ては、請求項1または請求項2の発明の作用に加え、制
御装置は、通常の走行時は2組のブリッジ駆動リニアモ
ータまたはトロリ駆動リニアモータのそれぞれの固定側
コイルと移動側コイルとの隙間が等しくなるようにそれ
ぞれの励磁電流を制御する。これにより、ブリッジまた
はトロリの走行方向がレールの方向とずれることを防止
する。
求項1乃至請求項3のいずれか1項の発明において、前
記制御装置は、地震波を検知したときは、極性切り換え
制御動作を停止すると共に、コイル励磁電流を通常の走
行時よりも強めにして吸引力を高めることを特徴とす
る。
ては、請求項1乃至請求項3のいずれか1項の発明の作
用に加え、地震波を検知したときは、制御装置は極性切
り換え制御動作を停止すると共に、コイル励磁電流を通
常の走行時よりも強めにして吸引力を高める。これによ
り、ブリッジまたはトロリが地震の振動によって動かさ
れたり転倒したりする危険を防止する。
ては、請求項1乃至請求項4のいずれか1項の発明の作
用に加え、ブリッジのレールと平行な面および垂直な面
の両方にそれぞれ設けられたブリッジ駆動リニアモータ
により、ブリッジは駆動される。
求項1乃至請求項5のいずれか1項の発明において、通
常の走行時には前記ブリッジ駆動リニアモータの対面す
る固定側コイルと移動側コイルとがそれらの磁力に抗し
て一定の隙間を保つように移動側コイルを保持する係止
部を設け、前記制御装置は、地震波を検知したときは前
記係止部を外して前記固定側コイルと前記移動側コイル
とを相互に吸着させることを特徴とする。
ては、請求項1乃至請求項5のいずれか1項の発明の作
用に加え、制御装置は、地震波を検知したときは係止部
を外してブリッジ駆動リニアモータの固定側コイルと移
動側コイルとを相互に吸着させる。これにより、地震の
振動によってブリッジが動かされたり転倒したりする危
険を防止する。
する。図1は本発明の第1の実施の形態に係わる燃料交
換機の説明図であり、図1(a)は正面図、図1(b)
は側面図である。図1(a)に示すように、燃料交換機
はブリッジ6の上部にトロリ7を搭載して形成され、ブ
リッジ6およびトロリ7は、いずれも車輪8、9がレー
ル12、22上を移動するようになっている。ブリッジ
6は平面上のX軸方向に移動しトロリ7はY軸方向に移
動する。ブリッジ6の両端部にはトロリ7のストッパ2
1が設けられている。
25の左右端部には、ブリッジ6に対して垂直方向にブ
リッジ駆動リニアモータの固定側コイル1が設けられ、
また、ブリッジ6の両端部にはこの固定側コイル1に対
面して移動側コイル2が設けられている。また、ブリッ
ジ6にはトロリ7のレール22が設けられており、その
レール22に沿って垂直方向にトロリ駆動リニアモータ
の固定側コイル3が設けられている。
リッジ6に設けられた固定側コイル3に対面して移動側
コイル4が設けられており、トロリ7はこのトロリ駆動
リニアモータにより駆動されるようになっている。一
方、トロリ7には燃料つかみ具10が設けられ、旋回装
置11により回転できるようになっている。燃料体のつ
かみや放しは、燃料つかみ具10を水中の炉心深く延伸
動作させて行うことになる。
ッジ6の左右両端部に、それぞれブリッジ駆動リニアモ
ータが設けられ、ブリッジ駆動リニアモータの固定側コ
イル1と移動側コイル2は垂直方向に一定の隙間を保っ
て配置されている。これらのブリッジ6の両端部に設け
られたブリッジ駆動リニアモータによりブリッジ6に推
進力を与えて、ブリッジ6を直進走行させる。
に生じる磁極間の力が釣り合って互いに相殺し、固定側
コイル2に挟まれた空間にブリッジ6が中立するように
構成されており、ブリッジ6は非接触で支持される。ま
た、万一何らかの事故で磁力が消失した場合に備えて、
車輪8とレール12とで補完的に支持されている。な
お、十分な磁力を常時確保するために、停電時のバック
アップ電源、たとえばバッテリーや自家発電設備等の手
段を設けておく。トロリ7にも同様にトロリ駆動リニア
モータを設け、燃料交換機全体として直接車輪を駆動す
る電動機に代えてリニアモータで駆動するようにしてい
る。
動リニアモータは、制御装置26で制御される。制御装
置26は、通常の走行時はブリッジ駆動リニアモータお
よびトロリ駆動リニアモータの極性切り換え制御を行
い、地震波検出装置27が地震波を検知したときは極性
切り換え制御を停止し、ブリッジ駆動リニアモータおよ
びトロリ駆動リニアモータの各々の固定側コイル1、3
および移動側コイル2、4間に定常的な吸引力を発生さ
せる。この吸引力によりブリッジ6を支持部25に固定
する。また、この場合、コイル励磁電流を通常の走行時
よりも強めにして吸引力を高めることも可能である。
を使用するので、ブリッジ6が搭載するトロリ7の重量
は軽くなり、しかもブリッジ6については移動側コイル
4の取付位置がブリッジ6の端部であり強度上影響の低
い部分となるので、ブリッジ6の剛性の点で有利とな
る。
御する場合に、左右の同期をとって制御するので、ブリ
ッジ6およびトロリ7の相互の垂直姿勢を正確に維持す
ることが可能となる。また、バックラッシュやガタがな
いので、停止精度の面でばらつきのない正確な走行が行
える。
定側コイル1、3と移動コイル2、4の隙間が走行中一
定となるように、励磁電流の制御を行うので、横ぶれを
最小限に抑え、高い停止精度を確保できる。
の加速度発生を地震波検出装置27で検出し、地震波検
出装置27が地震波を検出したときは制御装置26は瞬
時のうちに停止指令を出力する。これにより、リニアモ
ータの磁界の移動を止め、磁力による拘束状態に切り換
える。この場合の固定側コイル1、3および移動側コイ
ル2、4の吸引力は、想定される地震力に応じて、ブリ
ッジ6やトロリ7の脱線転倒力をカバーするだけの固定
力が得られるように磁力設定しておく。拘束力は、固定
側コイル1、3や移動側コイル2、4のサイズと磁界の
大きさを適切に設定することで調整可能となる。
駆動リニアモータで駆動するようにしたが、トロリ7に
ついては従来の電動機で駆動するようにしても良い。
る。図2は本発明の第2の実施の形態に係わる燃料交換
機の説明図であり、図2(a)は正面図、図2(b)は
側面図である。
1の実施の形態に対し、ブリッジ駆動リニアモータおよ
びトロリ駆動リニアモータの固定側コイル1、3および
移動側コイル2、4は、ブリッジ6の水平方向に設けら
れたものを示している。また、車輪8にはガイドレール
13が取り付けられたものを示している。
ニアモータの固定側コイル1は、レール12の支持部2
5の上面、つまりブリッジ6の水平方向に設けられてい
る。これに伴い移動側コイル2もブリッジ6の水平方向
に設けられる。これは、図1に示したブリッジ6では、
理論上、ブリッジ駆動リニアモータの固定側コイル1と
移動側コイル2との間の隙間分だけ水平方向の自由度が
存在するので、その自由度による停止精度の低下を防止
するためである。
動リニアモータについても同様に、トロリ駆動リニアモ
ータの固定側コイル3は、ブリッジ6の上面、つまりブ
リッジ6の水平方向に設けられている。これに伴い移動
側コイル4もブリッジ6の水平方向に設けられる。
2とガイドローラ13、14の高い直進機能を生かし、
これに固定側コイル1、3と移動側コイル2、4との水
平に配置したブリッジ駆動リニアモータおよびトロリ駆
動リニアモータを組み合わせることで、正確で安全に走
行可能となる。しかも、燃料交換機の要求停止精度を向
上させることができる。
る。図3は本発明の第3の実施の形態に係わる燃料交換
機の構成図である。図3は本発明の第2の実施の形態に
係わる燃料交換機の説明図であり、図3(a)は一部切
欠正面図、図3(b)はレール12の支持部25の拡大
図である。
1の実施の形態に対し、ブリッジ駆動リニアモータの固
定側コイル1aおよび移動側コイル2aに加えて、ブリ
ッジ6の水平方向に設けられたブリッジ駆動リニアモー
タの固定側コイル1bおよび移動側コイル2bを設けた
ものを示している。また、通常の走行時にはブリッジ駆
動リニアモータの対面する固定側コイル1a、1bと移
動側コイル2a、2bとがそれらの磁力に抗して一定の
隙間を保つように移動側コイル2a、2bを保持する係
止部15が設けられている。
側コイル2a、2bは係止部15および駆動機構5で支
持されている。駆動機構5には、たとえば空気圧や電動
などの動力で動作するシリンダーが用いられる。すなわ
ち、移動コイル2a、2bは、係止部15および駆動機
構5により、固定側コイル1a、1bに対し適正な隙間
を保った位置に保持される一方、駆動機構5および係止
部15の動作の切り換えにて密着および解離の切り換え
ができるようになっている。
動側コイル2a、2bとが密着した状態を示したもので
ある。地震を検知した後は、この図3(b)に示したよ
うに、移動側コイル2a、2bと固定側コイル1a、1
bとの間の強い磁力で互いに密着させる。
止部15を外し移動側コイル2a、2bと固定側コイル
1a、1bとを直接密着させて固定するので、想定され
る地震力が大きい場合であっても、適切にブリッジ6を
固定することができる。
アモータでブリッジを駆動するので、燃料交換機の軽量
化を図りながら高速化が可能となる。また、機械的なガ
タに起因する停止のばらつきのなくなり、地震力に十分
な強度でもって抗することができ、転倒や脱線を防止で
きる。
の説明図。
の説明図。
の説明図。
図。
動機構、6…ブリッジ、7…トロリ、8、9…車輪、1
0…燃料つかみ具、11…旋回装置、12、22…レー
ル、13、14…ガイドローラ、15…係止部、16、
20…電動機、17…軸継手、18、19…歯車装置、
21…ストッパ、23…転倒脱線防止装置、24…爪、
25…支持部、26…制御装置
Claims (6)
- 【請求項1】 原子炉圧力容器の上方に前記原子炉圧力
容器を跨いで走行可能に設けられたブリッジと、原子炉
圧力容器内の燃料体を把持する燃料つかみ具が配置され
前記ブリッジに搭載されて前記ブリッジと直角方向に移
動するトロリと、前記ブリッジのレール側に固定側コイ
ルが設けられ前記ブリッジ側に移動側コイルが設けられ
前記ブリッジを駆動するブリッジ駆動リニアモータと、
前記ブリッジ側に固定側コイルが設けられ前記トロリ側
に移動側コイルが設けられ前記トロリを駆動するトロリ
駆動リニアモータと、通常の走行時は前記ブリッジ駆動
リニアモータおよび前記トロリ駆動リニアモータの極性
切り換え制御を行い地震波を検知したときは極性切り換
え制御を停止し前記ブリッジ駆動リニアモータおよび前
記トロリ駆動リニアモータの各々の固定側コイルおよび
移動側コイル間に定常的な吸引力を発生させて前記ブリ
ッジを固定する制御装置とを備えたことを特徴とする燃
料交換機。 - 【請求項2】 原子炉圧力容器の上方に前記原子炉圧力
容器を跨いで走行可能に設けられたブリッジと、原子炉
圧力容器内の燃料体を把持する燃料つかみ具が配置され
前記ブリッジに搭載されて前記ブリッジと直角方向に移
動するトロリと、前記ブリッジのレール側に固定側コイ
ルが設けられ前記ブリッジ側に移動側コイルが設けられ
前記ブリッジを駆動するブリッジ駆動リニアモータと、
通常の走行時は前記ブリッジ駆動リニアモータの極性切
り換え制御を行うと共に前記トロリの駆動制御を行い地
震波を検知したときは前記トロリの駆動制御を停止する
と共に前記ブリッジ駆動リニアモータの極性切り換え制
御を停止し前記固定側コイルおよび移動側コイル間に定
常的な吸引力を発生させて前記ブリッジを固定する制御
装置とを備えたことを特徴とする燃料交換機。 - 【請求項3】 前記ブリッジ駆動リニアモータまたは前
記トロリ駆動リニアモータは、それぞれのレールと垂直
で走行方向に平行な2面にそれぞれ取付けられ、前記制
御装置は、通常の走行時はこれら2組のリニアモータの
それぞれの固定側コイルと移動側コイルとの隙間が等し
くなるようにそれぞれの励磁電流を制御することを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の燃料交換機。 - 【請求項4】 前記制御装置は、地震波を検知したとき
は、極性切り換え制御動作を停止すると共に、コイル励
磁電流を通常の走行時よりも強めにして吸引力を高める
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項
に記載の燃料交換機。 - 【請求項5】 前記ブリッジ駆動リニアモータは、ブリ
ッジのレールと平行な面および垂直な面の両方にそれぞ
れ設けられたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の
いずれか1項に記載の燃料交換機。 - 【請求項6】 通常の走行時には前記ブリッジ駆動リニ
アモータの対面する固定側コイルと移動側コイルとがそ
れらの磁力に抗して一定の隙間を保つように移動側コイ
ルを保持する係止部を設け、前記制御装置は、地震波を
検知したときは前記係止部を外して前記固定側コイルと
前記移動側コイルとを相互に吸着させることを特徴とす
る請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の燃料交
換機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000274748A JP3764327B2 (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 燃料交換機 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2000
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