JP2008304382A - Fuel replacing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料交換機に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な燃料交換機に関する。 The present invention relates to a fuel exchanger, and more particularly, to a fuel exchanger suitable for application to a boiling water reactor.
原子力発電所における定期検査期間の短縮には、燃料交換に要する時間の短縮が有効である。これまで、燃料交換時間の短縮のために、様々な技術が考案されてきた。 To shorten the periodic inspection period at a nuclear power plant, shortening the time required for fuel replacement is effective. Until now, various techniques have been devised to shorten the fuel exchange time.
沸騰水型原子炉での燃料交換は、伸縮管の先端部に掴み具を設けた燃料交換機を用いて行われる。この燃料交換は、原子炉圧力容器内の炉心に装荷されている使用済の燃料集合体を掴み具で掴んで原子炉圧力容器から取り出し、原子炉ウェルを経由して燃料プールに置かれた燃料貯蔵ラック内に移送することによって行われる。燃料貯蔵ラック内に収納された新燃料集合体が、燃料交換機によって炉心内に装荷される。定期検査の期間において、炉心内に装荷されている全燃料集合体のうち、例えば1/4の燃料集合体が新燃料集合体と交換される。この燃料交換作業に要する期間を短縮するためには、燃料集合体の移送時における伸縮管あるいは燃料集合体の揺れをできる限り早く抑制する必要があった。特に、燃料交換機の移動停止時に伸縮管及び燃料集合体の揺れが大きくなると、掴み具が炉心または燃料貯蔵ラック内の燃料集合体を掴みそこなったり、燃料集合体を炉心または燃料貯蔵ラックの所定の位置に挿入できないなどの不具合が生じやすくなる。 The fuel exchange in the boiling water reactor is performed using a fuel changer provided with a gripping tool at the tip of the expansion tube. In this fuel exchange, the spent fuel assembly loaded in the reactor core in the reactor pressure vessel is grasped with a gripper and taken out from the reactor pressure vessel, and the fuel placed in the fuel pool through the reactor well This is done by transferring it into a storage rack. A new fuel assembly housed in the fuel storage rack is loaded into the core by the fuel exchanger. In the period of the regular inspection, for example, 1/4 of the fuel assemblies loaded in the core are replaced with new fuel assemblies. In order to shorten the time required for this fuel exchange operation, it was necessary to suppress the shaking of the expansion tube or the fuel assembly at the time of transferring the fuel assembly as soon as possible. In particular, if shaking of the expansion tube and the fuel assembly becomes large when the movement of the refueling machine is stopped, the gripper may miss the fuel assembly in the core or the fuel storage rack, or the fuel assembly may be Inconveniences such as being unable to insert at the position are likely to occur.
そこで、掴み具による燃料集合体の把持及び燃料集合体の所定位置への挿入といった動作の前に、伸縮管等の揺れが収まるまで燃料交換機を停止させて所定の時間待つ振れ待ちと呼ばれる動作を行っている。この振れ待ちに要する時間は、燃料交換期間に占める割合が大きく、燃料交換期間の短縮のために無視できなくなっている。よって、伸縮管及び燃料集合体の揺れを速やかに抑制し、振れ待ちに要する時間を短くすることができれば、燃料交換期間を著しく短縮することができる。 Therefore, before the operation of gripping the fuel assembly by the gripping tool and inserting the fuel assembly into a predetermined position, an operation called waiting for a shake is performed in which the fuel exchanger is stopped until the shaking of the expansion and contraction tube stops, and a predetermined time is waited. Is going. The time required for waiting for the shake is large in the fuel exchange period, and cannot be ignored due to the shortening of the fuel exchange period. Therefore, if the swinging of the expansion tube and the fuel assembly can be suppressed promptly and the time required for shake waiting can be shortened, the fuel replacement period can be significantly shortened.
燃料交換機の伸縮管あるいは掴み具に把持されている燃料集合体の揺れを速やかに抑制する技術としては、機械的な弾性要素及び粘性減衰要素を持たせたダンパを伸縮管に接触させて燃料交換機に取り付けることが知られている(特公昭63−16719号公報参照)。燃料交換機が、伸縮管の変位及び速度を検出し、検出されたこれらの値に応じて伸縮管にモータによって発生される力をフィードバックする機構を設けた例などがある(特開2002−304223号公報参照)。 As a technique for quickly suppressing the shaking of the fuel assembly held by the expansion / contraction pipe or gripping tool of the fuel exchanger, a damper having a mechanical elastic element and a viscous damping element is brought into contact with the expansion / contraction pipe and the fuel exchanger It is known to be attached to (see Japanese Patent Publication No. 63-16719). There is an example in which a refueling machine is provided with a mechanism for detecting the displacement and speed of the telescopic tube and feeding back the force generated by the motor to the telescopic tube according to these detected values (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-304223). See the official gazette).
特公昭63−16719号公報に記載された、機械的な弾性要素及び粘性抵抗を利用したダンパにより伸縮管の揺れを抑える方法では、揺れの減衰機能を有効に発揮させるためには、ダンパのバネ定数及び減衰係数を大きくすることが望ましい。しかし、機械的な要素でダンパの減衰係数を大きくした場合には、ダンパを大型化する必要があり、また、ダンパの摺動部分のクーロン摩擦の増加によって燃料集合体及び掴み具の位置決めの再現性が悪化するという問題が生じる。ダンパのバネ定数及び減衰係数を十分大きくしなければ、伸縮管の揺れの振幅が小さいときに、伸縮管などに働く水の抵抗が小さいため、その揺れの振幅の低減が緩慢になってしまう。このように、機械的な弾性要素及び粘性抵抗を利用するダンパは、伸縮管の揺れを抑制するには限界があった。また、常に伸縮管とダンパが接触しているので、伸縮管下端または掴み具で把持された燃料集合体の下端の位置決めの再現性を高めるために、ダンパのバネ定数のばらつきなどの影響を排除する調整作業が必要となる。 According to the method described in Japanese Patent Publication No. 63-16719, which uses a mechanical elastic element and a damper utilizing viscous resistance to suppress the vibration of the expansion and contraction tube, in order to effectively exhibit the vibration damping function, the damper spring It is desirable to increase the constant and the damping coefficient. However, when the damping coefficient of the damper is increased due to mechanical factors, it is necessary to increase the size of the damper and to reproduce the positioning of the fuel assembly and the gripper due to the increased Coulomb friction at the sliding portion of the damper. The problem that the sex deteriorates arises. If the spring constant and damping coefficient of the damper are not sufficiently increased, when the swing amplitude of the telescopic tube is small, the resistance of water acting on the telescopic tube or the like is small, so that the reduction of the swing amplitude becomes slow. As described above, the damper using the mechanical elastic element and the viscous resistance has a limit in suppressing the swing of the expansion tube. In addition, since the expansion tube and the damper are always in contact, the influence of variations in the spring constant of the damper is eliminated in order to improve the reproducibility of positioning of the lower end of the expansion tube or the fuel assembly held by the gripping tool. Adjustment work is required.
特開2002−304223号公報に記載された、伸縮管の変位及び速度を検出し、検出されたこれらの値に応じて伸縮管にモータによって発生される力をフィードバックする機構を用いる場合には、伸縮管に対して働く水の抵抗及び慣性力をフィードバック機構で受け止めなければならない。このため、大出力のモータ及び高強度の歯車機構等が必要となり、結果として、装置の巨大化を招くことになる。さらに、装置の巨大化による機構の時定数の増大、及びバックラッシの影響の増大が生じやすくなる。また、伸縮管下端及び把持された燃料集合体の下端の位置決め精度を高めるためには、高い精度でフィードバック機構の基準位置を定める必要があり、運用上の手間が増えることになる。 In the case of using a mechanism described in JP-A-2002-304223, which detects the displacement and speed of the telescopic tube and feeds back the force generated by the motor to the telescopic tube according to these detected values, The feedback mechanism must accept the resistance and inertial force of water acting on the telescopic tube. For this reason, a high-output motor, a high-strength gear mechanism, and the like are required, resulting in an increase in the size of the apparatus. Furthermore, an increase in the time constant of the mechanism due to the enlargement of the apparatus and an increase in the influence of backlash are likely to occur. In addition, in order to increase the positioning accuracy of the lower end of the telescopic tube and the lower end of the gripped fuel assembly, it is necessary to determine the reference position of the feedback mechanism with high accuracy, which increases the operational effort.
本発明の目的は、伸縮管の揺れを抑制できると共に燃料交換機の移動停止後における掴み具の位置決め精度を向上できる燃料交換機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel exchanger capable of suppressing the swing of the telescopic tube and improving the positioning accuracy of the gripper after the fuel exchanger has stopped moving.
上記した目的を達成できる本発明の特徴は、掴み具が設置される伸縮管に取り付けられた第1磁石装置、及び横行台車に取り付けられた第2磁石装置を含み、第1磁石装置及び第2磁石装置によって伸縮管の揺れを抑制する揺れ抑制装置を備えたことにある。 The feature of the present invention that can achieve the above-described object includes a first magnet device attached to an expansion tube on which a gripping tool is installed, and a second magnet device attached to a traversing carriage, and includes a first magnet device and a second magnet device. The present invention is provided with a vibration suppressing device that suppresses the vibration of the telescopic tube by the magnet device.
第1磁石装置及び第2磁石装置によって伸縮管の揺れを抑えることができる。また、第1磁石装置及び第2磁石装置を用いているので、燃料交換機の移動が停止された後、具体的には、伸縮管の揺れが停止したとき、伸縮管が重力の作用により横行台車から鉛直にぶら下がった状態になる。このため、伸縮管の揺れが停止したときにおける掴み具の位置決め精度がさらに向上する。このような本発明は、炉心内または燃料プール内の所定の位置に存在する燃料集合体をより短時間で掴み具によって把持することができ、掴み具に把持されている燃料集合体を炉心内または燃料プール内の所定の位置に短時間に挿入することができる。 The swing of the telescopic tube can be suppressed by the first magnet device and the second magnet device. In addition, since the first magnet device and the second magnet device are used, after the movement of the fuel changer is stopped, specifically, when the expansion / contraction tube stops swaying, the expansion / contraction tube is caused by the action of gravity. It will be in the state of hanging vertically. For this reason, the positioning accuracy of the gripper when the swinging of the telescopic tube stops further improves. In the present invention as described above, the fuel assembly existing in a predetermined position in the core or the fuel pool can be gripped by the gripping tool in a shorter time, and the fuel assembly gripped by the gripping tool can be gripped in the core. Or it can insert in the predetermined position in a fuel pool for a short time.
なお、第1磁石装置及び第2磁石装置のいずれかを強磁性体にした場合でも、同様な効果を得ることができる。 The same effect can be obtained even when either the first magnet device or the second magnet device is made of a ferromagnetic material.
好ましくは、伸縮管を取り囲み伸縮管との間に環状の間隙を形成して配置される環状部材を有し、横行台車に取り付けられ、かつ環状部材に連結されて伸縮管の揺れによる変位を抑制する振れ止め装置を備えることが望ましい。伸縮管と環状部材の間に環状間隙が形成されているので、伸縮管の揺れが停止したとき、振れ止め装置の拘束力の影響が伸縮管に及ばなくなり、上記した、伸縮管が重力の作用により横行台車から鉛直にぶら下がった状態を維持することができる。このため、上記した掴み具による燃料集合体の把持、及び上記した所定位置への燃料集合体の挿入をより短時間に行うことができる。上記の振れ止め装置の設置により、燃料交換機の移動時における伸縮管の大きな傾き及びその移動停止時における伸縮管の大きな揺れを抑制することができる。このため、燃料交換機の移動停止後の振れ待ち時間を著しく短縮することができる。 Preferably, it has an annular member that surrounds the expansion tube and forms an annular gap with the expansion tube, is attached to the traverse carriage, and is connected to the annular member to suppress displacement due to shaking of the expansion tube It is desirable to provide a steady rest device. Since the annular gap is formed between the telescopic tube and the annular member, when the swinging of the telescopic tube stops, the restraint force of the steady rest device does not affect the telescopic tube. Thus, it is possible to maintain a state of being vertically suspended from the traversing cart. For this reason, the fuel assembly can be gripped by the gripping tool and the fuel assembly can be inserted into the predetermined position in a shorter time. By installing the above-described steadying device, it is possible to suppress a large inclination of the expansion / contraction tube when the fuel exchanger moves and a large vibration of the expansion / contraction tube when the movement is stopped. For this reason, the shake waiting time after stopping the movement of the fuel changer can be remarkably shortened.
本発明によれば、伸縮管の揺れを抑制できると共に燃料交換機の移動停止後における掴み具の位置決め精度をさらに向上することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress shaking of the telescopic tube and to further improve the positioning accuracy of the gripper after the movement of the fuel exchanger is stopped.
本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の好適な一実施例である燃料交換機を、図1〜図7を用いて説明する。本実施例の燃料交換機1は、走行台車2、横行台車3、伸縮管6、振れ止め装置14及び速度フィードバック装置(揺れ抑制装置)36を備えている。走行台車2は、原子炉ウェル41を挟んで対向する運転床40上に平行に配置された一対のレール4上に配置される。これらのレール4は、原子炉ウェル41につながる燃料プール45(図7参照)の脇を通っている。走行台車2に回転可能に取り付けられた車輪11がレール4上で回転することによって、走行台車2が、原子炉ウェル41及び燃料プール45の真上をレール4に沿って移動する。走行台車2が移動する方向をX方向(図7参照)という。横行台車3が、走行台車2に設置された一対のレール48(図7参照)上に移動可能に配置される。横行台車3に設けられてレール48上に配置される車輪12の回転によって、横行台車3は、走行台車2上でレール48に沿って移動する。横行台車3は、走行台車2の移動方向と直交する方向、すなわち、Y方向(図7参照)に移動する。
A fuel changer which is a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fuel changer 1 according to the present embodiment includes a
伸縮管6は、ユニバーサルジョイント13を介して横行台車3に設置される。伸縮管6は、ユニバーサルジョイント13によって、図1の左右方向及び奥行き方向に振れ回ることが可能である。伸縮管6は、複数の円柱状のマスト7、例えば、マスト7a,7b,7cを有する。これらのマスト7a,7b,7cは、相互に連結され、テレスコピック状に伸縮可能になっている。図示していないが、このテレスコピック状の構造になっているマスト7a,7b,7cを伸縮させるために、各マストの内側にはそれぞれワイヤロープが取り付けられている。これらのワイヤロープを巻き上げる巻き上げ機(図示せず)が横行台車3に取り付けられている。
The
伸縮管6が伸びた状態で最も下に位置するマスト7cの下端には、掴み具8が取り付けられている。掴み具8は、燃料集合体9の上部にあるハンドル10を把持したり、離したりすることが可能な構造になっている。
A
また、図示しないがユニバーサルジョイント13を鉛直軸周りに旋回させることができる旋回機構が、横行台車3に設置されている。この旋回機構の旋回によって、伸縮管6全体を旋回させることができる。
Although not shown, a turning mechanism capable of turning the
以上に説明した構成によって、掴み具8の水平方向及び鉛直方向の位置決め及び掴み具8の鉛直軸周りの向きを定めることが可能になる。よって、炉心及び燃料貯蔵ラックに燃料集合体9を挿入したり、それらから燃料集合体9を取り出したりすることが可能になる。しかし、伸縮管6は上端部をユニバーサルジョイント13で支持されているため、走行台車2または横行台車3を移動させると、伸縮管6及び燃料集合体9に揺れが発生する。発生する揺れが大きい場合、掴み具8が炉心及び燃料貯蔵ラック内の燃料集合体9を把持する動作(以下、燃料把持動作という)及び炉心及び燃料貯蔵ラック内に燃料集合体9を挿入する動作(以下、燃料挿入動作という)に失敗する可能性が高くなる。そこで、燃料把持動作(または燃料挿入動作)に移る前に、掴み具8(または掴み具8に把持された燃料集合体9)を把持する燃料集合体9の真上(または燃料集合体9の挿入位置の直上)でその揺れが収束するまで待機することになる。揺れが収束するまで待機する動作を振れ待ちと呼ぶ。燃料交換機1は、振れ待ちに要する時間を短縮するために、振れ止め装置14及び速度フィードバック装置36を設けている。
With the configuration described above, it is possible to position the
振れ止め装置14を、図2及び図3を用いて具体的に説明する。振れ止め装置14は、サスペンション(シリンダ装置)27、振れ止めリング(環状部材)28、振れ止めフランジ29、センタリングバネ要素31及び振れ止め支持部材32を有している。振れ止め支持部材32は横行台車2に固定されている。
The
マスト7aの、振れ止め装置14と対向する高さの位置には、円盤状の振れ止めフランジ29が取り付けられている。振れ止めフランジ29はマスト7aの一部になっている。振れ止めリング28が振れ止めフランジ29を取り囲んで配置される。振れ止めリング28とマスト7aの間、具体的には、振れ止めリング28と振れ止めフランジ29の間には、環状の間隙30が形成されている。四方に伸びる4本の支持ロッド33が、それぞれピン35によって振れ止めリング28に連結されている。支持ロッド33は、ピン35を中心に回転が可能である。
A disc-shaped steady-
サスペンション27は、例えば、特公昭63−16719号公報の第6図に示す緩衝コイルバネ(バネ部材)、ピストンロッド(支持ロッド)シリンダ、ピストン、及び圧縮空気の吸排気機構を有する。これらのうちシリンダ、ピストンおよび圧縮空気の吸排気機構によって、減衰部材である空気ダンパを構成している。支持ロッド33は、サスペンション27の一部であり、シリンダであるサスペンション本体27Aから外に突き出ている。支持ロッド33は、サスペンション本体27Aの軸方向において、サスペンション本体27Aから突き出る長さを変えることができる。サスペンション27は、支持ロッド33以外に、支持ロッド33を外側に突き出させるバネ部材(図示せず)、及び支持ロッド33の移動速度に応じて抵抗を付与する減衰部材である空気ダンパ(図示せず)をサスペンション本体27A内に有している。サスペンション27ごとに設けられたサスペンション保持部材42が、振れ止め支持部材32に取り付けられる。サスペンション27は、サスペンション保持部材42に回転可能に取り付けられて鉛直方向に伸びる回転軸34に設置され、水平方向で回転できる。
The
それぞれのサスペンション27の端部には、一直線に並んだ2つのセンタリングバネ要素31の一端部が取り付けられている。それぞれのセンタリングバネ要素31の他端部は、振れ止め支持部材32に設けられた鉛直軸に回転可能に取り付けられている。また、センタリングバネ31要素は張力が調整可能な構造となっており、この構造によって振れ止めリング28の位置を調整することができる。
One end of two centering
走行台車2及び横行台車3が停止されて伸縮管6が揺れずに重力によって懸垂されている状態では、マスト7aの外面の周方向全面と振れ止めリング28の間には数ミリメートル程度の間隙30が生じている。この間隙30の幅は、各々のサスペンション27内のバネ部材による支持ロッド33の押圧力、及び各々のセンタリングバネ要素31の強さを調節することによって調整される。
In a state where the traveling
速度フィードバック装置36を、図2、図4及び図5を用いて説明する。速度フィードバック装置36は振れ止め装置14の下方に配置される。速度フィードバック装置36は、マスト7aに固定された環状の第1支持部材25、及び横行台車3に固定された第2支持部材26を備えている。第2支持部材26は、第1支持部材25との間に環状の間隙56を形成するようにして第1支持部材25を取り囲んでいる。速度フィードバック装置36は、図4に示すように、第1支持部材25に設けられる第1磁石装置17、ロードセル19及び変位検出装置15、及び第2支持部材26に設けられる第2磁石装置18を備えている。第1磁石装置17、ロードセル19及び変位検出装置15と、第2磁石装置18は、一組になって使用される。
The
ロードセル19及び変位検出装置15は、第1支持部材25に設置される支柱24に取り付けられる。第1磁石装置17は、ロードセル19に設置され、強磁性体で構成されたコイル芯部材(例えば、鉄芯部材)22に巻線20を巻き付けて構成される。第2磁石装置18は、縦断面がC字状である強磁性体で構成されたコイル芯部材(例えば、鉄芯部材)23の対向する両端部に、それぞれ巻線21A,21Bを同じ方向で巻き付けて構成されている。変位検出装置15に対向する標的部材16が、コイル芯部材23の上面に設置されている。第1磁石装置17は、第2磁石装置18の巻線21Aと巻線21Bの間、すなわち、コイル芯部材23の両端の間に形成される間隙43内に配置されている。第1磁石装置17が間隙43内に配置された状態で、コイル芯部材23の両端と、この両端と向き合っているコイル芯部材22の両端とのそれぞれの間にも間隙が存在する。本実施例では、第1磁石装置17及び第2磁石装置18は、いずれも電磁石装置である。
The
速度フィードバック装置36は、8個の第2磁石装置18、すなわち、第2磁石装置18a〜18hを有している。第2磁石装置18a〜18hは、伸縮管6のマスト7aの周方向において、図5に示すように、45°置きにマスト7aの周囲に配置されている。第2磁石装置18a〜18hのそれぞれの間隙43が、マスト7aの方を向いている。さらに、速度フィードバック装置36は、4個の第1磁石装置17、すなわち、第1磁石装置17a〜17d、4個のロードセル19、すなわち、ロードセル19a〜19d、2個の変位検出装置15、すなわち、変位検出装置15a,15b、及び4個の支柱24、すなわち、支柱24a〜24dを備えている。支柱24a〜24dがマスト7aの周方向において90°置きにマスト7aの周囲に配置されている。第1磁石装置17a、ロードセル19a及び変位検出装置15aが、図4に示すように支柱24aに設けられる。第1磁石装置17b、ロードセル19b及び変位検出装置15bが、同様に、支柱24bに設けられる。第1磁石装置17c及びロードセル19cが、同様に、支柱24cに設けられる。第1磁石装置17d及びロードセル19dが、同様に、支柱24dに設けられる。変位検出装置15は支柱24c、24dに設けられていない。変位検出装置15が設けられる支柱24a、24bは、周方向において隣り合っている。第1磁石装置17aが第2磁石装置18aの間隙43内に配置され、第1磁石装置17bが第2磁石装置18cの間隙43内に配置される。第1磁石装置17cが第2磁石装置18eの間隙43内に配置され、第1磁石装置17dが第2磁石装置18gの間隙43内に配置される。マスト7aの周方向において第2磁石装置18a,18c,18e,18gのそれぞれの相互間に配置された第2磁石装置18b,18d,18f,18hは、第1磁石装置17と向き合っていない。
The
マスト7aを挟んで向き合う第1磁石装置17aの巻線20と第1磁石装置17cの巻線20は、巻き付け方向が反対で直列に接続されている。直列に接続された、第1磁石装置17a,17cの巻線20は、給電回路(電源装置)37(図4参照)に接続されている。マスト7aを挟んで向き合う第1磁石装置17bの巻線20と第1磁石装置17dの巻線20は、巻き付け方向が反対で直列に接続され、別の給電回路37に接続されている。第2磁石装置18a〜18hのそれぞれの巻線21A,21Bの巻き付け方向は同じであり、それらの巻線21A,21Bに流れる電流の向きも同じである。第2磁石装置18a〜18hのそれぞれの巻線21A,21Bは、給電回路38(図4参照)に接続されている。
The winding 20 of the
給電回路37から供給される電流が第1磁石装置17a,17cの各巻線20に流れると、それぞれの巻線20の周囲に磁場が発生する。発生する磁場の向き及び強さは、第1磁石装置17a,17cの各巻線20に流れる電流の向き及び強さに比例する。第1磁石装置17aの巻線20の巻き付け方向が第1磁石装置17cの巻線20のその方向と逆であるので、第1磁石装置17a,17cで発生する極性は反対になる。例えば、第1磁石装置17aのコイル芯部材22の上端がN極、その下端がS極になるように第1磁石装置17aの巻線20に電流を供給したときには、第1磁石装置17cのコイル芯部材22の上端がS極、その下端がN極となる。なお、第1磁石装置17b,17dの各コイル芯部材22の両端で生じる各極性も、第1磁石装置17a,17cの各コイル芯部材22の両端で生じる極性と同じになる。
When the current supplied from the
ロードセル19a〜dは、第1磁石装置17a〜17dのコイル芯部材22と支柱24a〜24dのそれぞれの間の部材に発生する引張または圧縮力、すなわち軸力を検出する。この軸力は第1磁石装置17と第2磁石装置18の間に働く磁力によって生じる。変位検出装置センサ15a,15bは、向き合っている各標的部材16までの距離を光学的な手段を用いて計測し、この計測距離と基準距離との差である変位Δy、Δxを求める。基準距離は、便宜上、伸縮管6が重力の作用によって鉛直方向に吊下がっているときに変位検出装置15a,15bで計測される各標的部材16までの距離であるとする。支柱24aと支柱24cを結ぶ線は、横行台車3の移動方向、すなわち、Y方向を向いている。このため、変位検出装置15aは、第1支持部材25をマスト7aに取り付けた位置においてY方向における伸縮管6の揺れに起因する変位Δyを求める。支柱24bと支柱24dを結ぶ線は、走行台車2の移動方向、すなわち、X方向を向いている。このため、変位検出装置15bは、第1支持部材25をマスト7aに取り付けた位置においてX方向における伸縮管6の揺れに起因する変位Δxを求める。
The
給電回路38から供給される電流が第2磁石装置18a,18c,18e及び18hの各巻線21A,21Bに流れると、各第2磁石装置のコイル芯部材23の両端には、間隙43を介して鉛直方向に向いた磁力線を有する磁場が形成される。第2磁石装置18a,18c,18e及び18hの各巻線21A,21Bに流れる電流の向きが同一であるので、第2磁石装置18a,18c,18e及び18hに生じる磁場の磁力線の方向が同一である。便宜的に、第2磁石装置18a,18c,18e及び18hの各コイル芯部材23両端間に生じる磁力線は上方向を向いていると想定する。すなわち、第2磁石装置18a,18c,18e及び18hの各コイル芯部材23の上方の端面がS極、各コイル芯部材23の下方の端面がN極となる。以上に述べた速度フィードバック装置36の構成によって、巻線20及び巻線21A,21Bの巻き付け方向と、電流が流れる方向の関係から、第1磁石装置17aと第2磁石装置18aの間に働く力の向きと,第1磁石装置17cと第2磁石装置18cの間に働く力の向きは同一である。例を挙げて具体的に説明する。第1磁石装置17aのコイル芯部材22の上端がN極、その下端がS極となるように第1磁石装置17aの巻線20に電流を流した場合には、第1磁石装置17aと第2磁石装置18aの間には引力が働く。このとき、第1磁石装置17cのコイル芯部材22の上端がS極、その下端がN極となるため、第1磁石装置17cと第2磁石装置18eの間には斥力が発生する。この結果、速度フィードバック装置36によって、伸縮管6、具体的にはマスト7aに働く力は、マスト7aの中心軸を基点にして第2磁石装置18aに向う力となる。したがって、伸縮管6はユニバーサルジョイント13を基点にして第2磁石装置18aの方向に動かされる。
When the current supplied from the
沸騰水型原子炉を対象にして、燃料交換機1を用いた燃料交換の概要を、図7を用いて説明する。燃料交換は、沸騰水型原子炉の定期検査の期間内で原子炉の運転が停止されているときに行われる。燃料交換時には、原子炉圧力容器49の上蓋(図示せず)が開放され、原子炉圧力容器49内の領域がその上方に位置する原子炉ウェル41と連絡されている。複数の燃料貯蔵ラック46が設置されている燃料プール45が、ゲート(図示せず)を外されて原子炉ウェル41に連絡されている。原子炉ウェル41及び燃料プール45は、冷却水で満たされている。原子炉圧力容器49内から取り出された気水分離器及び蒸気乾燥器は、天井クレーンにより仮置きプール47内に搬送されている。仮置きプール47も、ゲート(図示せず)が外されて原子炉ウェル41に連絡され、冷却水で満たされている。原子炉圧力容器49内には、炉心シュラウド50で取り囲まれた炉心52が存在する。複数の燃料集合体9が炉心52内に装荷されている。
An outline of fuel exchange using the fuel exchanger 1 will be described with reference to FIG. 7 for a boiling water reactor. The refueling is performed when the operation of the reactor is stopped within the period of the periodic inspection of the boiling water reactor. When the fuel is changed, the upper cover (not shown) of the
燃料交換では、主に、炉心52内の寿命となった燃料集合体(使用済燃料集合体)9を燃料プール45内に置かれた燃料貯蔵ラック46内の所定の位置までの搬送、及び燃料貯蔵ラック46内の新燃料集合体9を炉心52内の所定位置への搬送が行われる。使用済燃料集合体及び新燃料集合体の搬送に、燃料交換機1が用いられる。掴み具8に把持されたこれらの燃料集合体9は、伸縮管6の伸縮によって炉心52(または燃料貯蔵ラック46)内の所定の位置から取り出され、さらには、燃料貯蔵ラック46(または炉心52)内の所定の位置に挿入される。掴み具8に燃料集合体9を把持した状態で、走行台車2及び横行台車3を移動させることによって、この燃料集合体9を炉心52(または燃料貯蔵ラック46)内の所定の位置まで搬送することができる。
In the fuel exchange, mainly, the fuel assembly (spent fuel assembly) 9 that has reached the end of its life in the
上記した燃料集合体9の搬送時における速度フィードバック装置36の作用を、図6を用いて説明する。速度フィードバック装置36の制御系は、第1磁石装置17a,17cを対象にした第1制御系、及び第1磁石装置17b、17dを対象にした第2制御系の独立した2つの制御系を含んでいる。第1制御系及び第2制御系は同じ構成を有しているので、代表して、第1制御系について説明する。
The operation of the
第1制御系は、速度検出装置54及び制御装置44を備えている。速度検出装置54は変位検出装置15a及び変位検出装置15aに接続される微分器55を有する。制御装置44は、荷重検出回路(荷重検出装置)39、増幅装置51及び減算器53を有する。減算器53は、増幅装置51、荷重検出回路39及び給電回路37に接続される。増幅装置51は微分器55に接続される。荷重検出回路39はロードセル19a,19cに接続されている。
The first control system includes a
今、原子炉ウェル41の上方で横行台車3が移動し、掴み具8が炉心52内に存在する把持する燃料集合体9の真上に位置して横行台車3の移動が停止されたと、想定する。横行台車3の移動停止により、伸縮管6はY方向に揺れている。変位検出装置15aは、伸縮管6がY方向に揺れている状態で対向している標的部材16との間の距離を測定し、基準距離を用いて変位Δyを求め、これを出力する。微分器55は、変位Δyを時間微分し、マスト7aに第1支持部材25を取り付けた位置での横行台車3に対する相対速度vを求める。増幅装置51は、入力した相対速度vに所定のゲインGを乗じて得られたフィードバック力目標値(以下、単に目標値という)f0を出力する。荷重検出回路39は、ロードセル19a、19cのそれぞれで検出された各軸力を入力し、これらの軸力の和、すなわち、フィードバック力fを検出する。このフィードバック力検出値をfSとする。ロードセル19aで検出される軸力は、磁力線が発生している第1磁石装置17a及び第2磁石装置18aによって発生する。ロードセル19cで検出される軸力は、磁力線が発生している第1磁石装置17c及び第2磁石装置18eによって発生する。減算器53は、目標値f0からフィードバック力検出値fSを差し引いた値であるフィードバック指令値(以下、単に指令値という)C0を求める。給電回路37は、入力した指令値C0に比例した電流を第1磁石装置17aの巻線20及び第1磁石装置17cの巻線20に供給する。換言すれば、制御装置44が、速度検出装置54で求められた相対速度v、及びロードセル19a、19cのそれぞれで検出された各軸力に基づいて、指令値C0を求め、この指令値C0に基づいて給電回路37を制御して、第1磁石装置17aの巻線20及び第1磁石装置17cの巻線20に供給する電流を調節するのである。
Now, it is assumed that the traversing
給電回路37は、入力した指令値C0に所定のゲインを乗じた電流の値が給電回路37の能力を上回る場合には、飽和させて能力の範囲内で所定の電流を出力する。給電回路37のゲインを適正に定めれば、ロードセル19a、19cに実際に掛かる軸力の和、すなわちフィードバック力fは、給電回路37が飽和しない限り、目標値f0にほぼ追従する。
指令値C0に基づいて第1磁石装置17aの巻線20及び第1磁石装置17cの巻線20に供給する電流が調節されることによって、前述したように、第1磁石装置17aと第2磁石装置18aの間に引力(または斥力)が作用し、第1磁石装置17cと第2磁石装置18eの間に斥力(または引力)が作用する。この引力(または斥力)及び斥力(または引力)の作用によって、伸縮管6の揺れが速やかに抑制される。
By current supplied to the winding 20 of the first winding 20 and the
上記の各巻線20に流れる電流の向きは、フィードバック力fの向きが、横行台車3に対する伸縮管6、すなわち、マスト7aの相対運動の方向と反対になるように決定される。例えば、図5において、マスト7aが第2磁石装置18eに向って移動すると仮定する。この場合には、第2磁石装置18aに向かうフィードバック力fがマスト7aに作用するような、第1磁石装置17a,17cによる磁場を形成させるように電流の向きを定めればよい。具体的には第2磁石装置18a、18eによって生じる磁場の方向と、第1磁石装置17a、17cの巻線20の巻きの方向を考慮して、増幅装置51のゲインGの正負の符号を定める。
The direction of the current flowing through each winding 20 is determined so that the direction of the feedback force f is opposite to the direction of relative movement of the
なお、本実施例の第1制御系では変位検出装置15a及び変位検出装置15aに接続される微分器55によって速度検出を実現している。よって便宜上、基準距離は、伸縮管6が重力の作用によって鉛直方向に吊下がっているときに変位検出装置15aで計測される標的部材16までの距離であるとしたが、制御に用いている情報は検出速度である。その検出速度は検出距離の時間微分であるので、基準距離をどのように定めても影響を受けない。つまり、基準距離は任意であり、事前に変位検出装置15aと標的部材16の位置関係を厳密に設定したり、測定したりする必要がない。
第1磁石装置17b、17dの各巻線20に供給する電流を制御する第2制御系は、上記した第1制御系の構成において、変位検出装置15aを変位検出装置15bに替え、給電回路37を第1磁石装置17b、17dの各巻線20に接続し、荷重検出回路39をロードセル19b、19dに接続した構成を有する。このような第2制御系によれば、第2制御系の制御装置44が、変位Δxを基に算出されたX方向の相対速度v、及びロードセル19b、19dで検出されたX方向の各軸力に基づいて、第1磁石装置17b、17dの各巻線20に供給する電流を調節する。これによって、走行台車2の移動方向における伸縮管6の揺れを速やかに抑制することができる。
In the first control system of this embodiment, speed detection is realized by the
In the second control system that controls the current supplied to the
また、燃料交換機1が炉心52等内の燃料集合体9を把持あるいは炉心52等の所定位置に燃料集合体9を挿入する際に、掴み具8を鉛直軸周りに旋回させる必要が生じるケースがある。図1に図示されていないが、ユニバーサルジョイント13ごと伸縮管6を鉛直軸周りに旋回させる機構が横行台車3の上端部に設けられている。燃料交換機1は、図8に示すように、45度単位で鉛直軸周りに旋回できるように構成されている。図8は、図5に示す状態から伸縮管6を時計回りに45°旋回させた状態を示している。伸縮管6を45°旋回させた状態では、第1磁石装置17aが第2磁石装置18bに向き合っているように、第1磁石装置17と第2磁石装置18の組合せが45°ずれた状態になっている。具体的説明すると、第1磁石装置17aが第2磁石装置18bの間隙43内に配置され、第1磁石装置17bが第2磁石装置18dの間隙43内に配置されている。さらに、第1磁石装置17cが第2磁石装置18fの間隙43内に配置され、第1磁石装置17dが第2磁石装置18hの間隙43内に配置されている。このため、前述の第1制御系及び第2制御系を用いた伸縮管6の揺れの抑制が、図8の状態でも可能になる。なお、ここで伸縮管6が旋回可能であるのは、第2磁石装置18のコイル芯部材23がC字状をして間隙43を形成しているからである。
Further, when the fuel exchanger 1 grips the
前述の速度フィードバック装置36によって、揺れている伸縮管6には揺動速度に比例した抵抗が作用する。すなわち、この抵抗の作用は粘性減衰と同様の性質である。このため、燃料交換機1の移動時及び移動停止時において、伸縮管6、燃料集合体9の挙動は、速度フィードバック装置36の作用によって安定性が増し、不安定になることはない。
By the
理論上、揺動速度(上記した相対速度v)の検出位置とフィードバック力fの作用位置の揺動運動による速度ベクトルの方向が同じであれば、伸縮管6及び燃料集合体9の挙動は安定となる。このため、伸縮管6の揺動速度を検出する位置とフィードバック力fが作用する位置が同じ高さであることが要求される。マスト7aが剛であると仮定すると、揺動速度の検出位置とフィードバック力fの作用位置をマスト7a上のどの高さに設定しても、それらの二箇所の位置での揺動運動による速度ベクトルの方向が同一となるため安定な系が実現できる。実際には、マスト7aは弾性体であるので、高次モードの発振を避けるためにできるだけ、揺動速度の検出位置の高さをフィードバック力fの作用位置の高さに近づけることが望ましい。本実施例では、第1支持部材25及び第2支持部材26が、伸縮管6の軸方向においてそれぞれ同じ位置に配置されている。フィードバック力fの作用位置は、第1支持部材25に設けられた第1磁石装置17及び第2支持部材26に設けられた第2磁石装置18が配置された、伸縮管6の軸方向における位置である。揺動速度の検出位置は、変位検出装置19の、伸縮管6の軸方向における位置である。本実施例では、
変位検出装置19のその位置が、第1磁石装置17及び第2磁石装置18のその位置の非常に近くに存在する。すなわち、変位検出装置19のその位置は第1磁石装置17及び第2磁石装置18のその位置と実質的に同じである。したがって、本実施例では、上記したように、伸縮管6、燃料集合体9の挙動が、速度フィードバック装置36の作用によって安定性が増し、不安定になることはない。
Theoretically, the behavior of the
The position of the
本実施例における燃料交換機1は、以下に示す種々の効果を得ることができる。 The fuel changer 1 in the present embodiment can obtain various effects shown below.
対になって設けられる第1磁石装置17及び第2磁石装置18のそれぞれに発生する磁場の作用によって、伸縮管6の揺れを抑えることができる。対になっている第1磁石装置17及び第2磁石装置18が互いに接触していないので、伸縮管6の揺れが停止したとき、伸縮管6が重力の作用により横行台車3から鉛直にぶら下がった状態になる。このため、伸縮管6の揺れが停止したときにおける掴み具8の位置決め精度がさらに向上する。このような本実施例は、炉心52(または燃料プール45に設置された燃料貯蔵ラック46)内の所定の位置に存在する燃料集合体9をより短時間で掴み具8によって把持することができる。さらには、掴み具8に把持されている燃料集合体9を炉心52(または燃料貯蔵ラック46)内の所定の位置に短時間に挿入することができる。したがって、速度フィードバック装置36を有する燃料交換機1を用いることによって、燃料交換に要する期間を短縮することができる。
By the action of the magnetic field generated in each of the
対になって用いられる第1磁石装置17及び第2磁石装置18が、複数組、例えば、4組が伸縮管6の周囲に配置されている(図5参照)。すなわち、第1磁石装置17a及び第2磁石装置18aの組と第1磁石装置17c及び第2磁石装置18eの組は、マスト7aを間に挟むようにして、横行台車3の移動方向に配置されている。これらの磁石装置の組によって、伸縮管6のY方向の揺れを抑制することができる。第1磁石装置17b及び第2磁石装置18cの組と第1磁石装置17d及び第2磁石装置18gの組は、マスト7aを間に挟むようにして、走行台車2の移動方向に配置されている。これらの磁石装置の組によって、伸縮管6のX方向の揺れを抑制することができる。
A plurality of, for example, four sets of
特に、第1磁石装置17cの巻線20のコイル芯部材22への巻き付け方向が第1磁石装置17aの巻線20のその方向と逆になっているため、第1磁石装置17cと第2磁石装置18eの間に引力(または斥力)が作用するときに、第1磁石装置17aと第2磁石装置18aの間に斥力(または引力)が作用する。このため、Y方向における伸縮管6の揺れの抑制効果が増大する。第1磁石装置17dの巻線20のコイル芯部材22への巻き付け方向が第1磁石装置17bの巻線20のその方向と逆になっているため、同じ理由で、X方向における伸縮管6の揺れの抑制効果が増大する。
In particular, since the winding direction of the winding 20 of the
マスト7a、すなわち、振れ止めフランジ29と振れ止めリング28の間に環状の間隙30が形成されているので、伸縮管6の揺れが停止したとき、振れ止めフランジ29が振れ止めリング28に接触しなくなる。この状態では各サスペンション27の拘束力の影響が伸縮管6に及ばなくなるため、伸縮管6が重力の作用により横行台車3から鉛直にぶら下がった状態を維持することができる。このため、上記した掴み具8による燃料集合体9の把持、及び上記した所定位置への燃料集合体9の挿入をより短時間に行うことができる。燃料交換機1の移動時における伸縮管6の大きな傾き及びその移動停止時における伸縮管6の大きな揺れは、振れ止めフランジ29が振れ止めリング28に接触するので、サスペンション27のサスペンション本体27A内に設けられたバネ部材の反力が支持ロッド33及び振れ止めリング28を介して伸縮管6に伝えられ、伸縮管6の大きな揺れ、大きな傾斜を抑制することができる。例えば図1に示す矢印Aの方向に横行台車3が移動した場合には、冷却水の抵抗、及び掴み具8及び伸縮管6の慣性力(掴み具8が燃料集合体9を把持している場合には燃料集合体9による慣性力を含む)によって伸縮管6が横行台車3の移動方向とは逆の方向に傾く。しかし、振れ止めフランジ29が振れ止めリング28に接触して振れ止め装置14が機能するので、伸縮管6の傾きが抑制される。このため、横行台車3が停止したときも、移動時の伸縮管6及び燃料集合体9の持つポテンシャルエネルギーの大きさが抑制されるため、伸縮管6の揺れの静定が早まるという効果がある。このため、燃料交換機の移動停止後の振れ待ち時間を著しく短縮することができる。
Since the
さらに、伸縮管6の揺れの振幅が大きい場合は、振れ止めフランジ29が振れ止めリング28に繰り返し接触し、その都度、サスペンション27を伸縮させる。このとき、サスペンション27内に存在する減衰部材によって伸縮管6の揺れのエネルギーが吸収されること、及びサスペンション27内のバネ部材によって伸縮管6の振れの周期が短くなることにより、伸縮管6の揺れをいち早く抑制することができる。これも、振れ待ち時間の短縮に貢献する。
Further, when the amplitude of shaking of the
振れ止め装置14は、マスト7aを間に挟んで直線状に配置された一対のサスペンション27が横行台車3の移動方向に配置され、マスト7aを間に挟んで直線状に配置された他の一対のサスペンション27が走行台車2移動方向に配置されている。前者の一対のサスペンションによって、横行台車3の移動方向、すなわち、Y方向における伸縮管6の傾き及び揺れを抑制することができる。後者対のサスペンションによって、走行台車2移動方向、すなわち、X方向における伸縮管6の傾き及び揺れを抑制することができる。
In the
速度フィードバック装置36の設置により、以下の効果を得ることもできる。
By installing the
速度フィードバック装置36は、磁場の強さを調整する第1磁石装置17a〜17dに電磁石装置を用いているので、巻線20に供給する電流を調節することによって容易に磁場強度を調節することができる。したがって、伸縮管6の揺れの振幅の大きさに基づいて発生する磁場強度を容易に制御することができるので、伸縮管6の揺れの振幅を速やかに小さくすることができる。
Since the
速度フィードバック装置36は、速度検出装置54によって測定された伸縮管6の揺動速度、及びロードセル19a,19cで検出された各軸力を用いて求められた指令値C0に基づいて、制御装置44により給電回路37を制御するので、第1磁石装置17a,17cの各巻線20に供給する電流を調節できる。
また、ロードセル19a、19cによってフィードバック力検出値fSを検出して、フィードバック力fが目標値f0に近づくようにしている。このため、給電回路37が飽和しない限りは、フィードバック力fはマスト7aの揺動速度に比例するという、粘性摩擦と同様の性質を持つ。このため、制御系の安定性が保証されるだけでなく、揺動速度とフィードバック力の関係が明確である。特に給電回路37が飽和しない揺れの振幅が小さい領域においての挙動を考慮して制御系のパラメータの設定をすることが容易であり、制振性能を発揮させやすくなるという利点がある。このように、検出された揺動速度に応じたフィードバック力fを第1磁石装置17及び第2磁石装置18によって伸縮管6に付与することができるので、伸縮管6の揺れが小さい振幅である場合でも、大きな減衰が得られる。
The
Also, the
揺動速度の算出に用いる変位(例えば、変位Δy)を検出する変位検出装置15a,15bの伸縮管6の軸方向における配置位置と、フィードバック力fを発生する第1磁石装置17(または第2磁石装置18)のその軸方向における配置位置が実質的に同じであるので、制御の安定性を高めることができる。速度フィードバック装置36は、フィードバック力fを作用させるために磁石装置を用いているので、機械的に磨耗する箇所が少なくメンテナンスが容易である。第1磁石装置17及び第2磁石装置18のうち一方の磁石装置のコイル芯部材として、縦断面がC字状をしたコイル芯部材を用いることによって、伸縮管6の旋回が容易になる。
An arrangement position in the axial direction of the
速度フィードバック装置36を用いることによって、伸縮管6及び燃料集合体9の質量や慣性モーメントといった力学的な性質が分からない場合や予め想定した伸縮管6及び燃料集合体9の力学的性質と実際の力学的性質に差がある場合でも安定な制振制御が可能になる。伸縮による伸縮管6の長さの変化、及び掴み具8による燃料集合体9の把持の有無によって力学的な性質が変化しても、安定な制振制御が可能である。また、マスト7aの揺動速度によって目標値f0が決定し、マスト7aの揺動による変位量は制振制御には不要である。このため、変位検出装置15a、15bが出力する距離の零点もしくは基準値を、予め測定もしくは設定する必要がないため運用が容易となる。速度フィードバック装置36は、特開2002−304223号公報に示すようにモータの回転力を伝える歯車等の減速機構を用いていないため、機械的なガタ、バックラッシ等がなく応答性が良好である。
By using the
本実施例は、伸縮管6の揺れが停止したときに伸縮管6を重力の作用により横行台車3から鉛直にぶら下がった状態にする振れ止め装置14及び速度フィードバック装置36を併用しているので、以下に示す効果をさらに得ることができる。
In this embodiment, when the swinging of the
走行台車2及び横行台車3の加速時、減速時、及びそれらの直後のように、伸縮管6の揺れの振幅が大きいときには、振れ止めフランジ29が振れ止めリング28に接触するので、伸縮管6の揺れは、主に、振れ止め装置14の反力、伸縮管6及び燃料集合体9に作用する冷却水の抵抗によって減衰される。揺れの振幅が小さく伸縮管6及び燃料集合体9に働く水の抵抗による減衰が小さい場合には、伸縮間6の揺れは、主に、速度フィードバック装置36によって減衰される。振れ止め装置14及び速度フィードバック装置36の併用は、大きな振幅から小さな振幅の揺れに対して効果的な減衰効果が得られる。
When the swinging vibration of the
伸縮管6の揺れの振幅が大きい場合には振れ止め装置14と原子炉ウェル41及び燃料プール45内の冷却水の抵抗が揺れのエネルギーを吸収するため、速度フィードバック装置36は小さな振幅時の制振性能を確保できれば良い。速度フィードバック装置36が発生しなければならない力は小さくて済むので、速度フィードバック装置36は小型化できかつ速やかに揺れを減衰することができる。
When the amplitude of the swing of the
振れ止め装置14及び速度フィードバック装置36は、いずれも前述したように伸縮管6を重力の作用により横行台車3から鉛直にぶら下がった状態にすることができる。したがって、特公昭63−16719号公報に記載されたダンパを用いた場合のように、ダンパが有する摩擦及びバネ定数のばらつきなどにより、伸縮管6の下端または把持した燃料集合体9の下端の位置決め精度が低下することを防止できる。特開2002−304223号公報に示す機構のように、機械的なガタ、バックラッシ等もない。このため、振れ止め装置14及び速度フィードバック装置36の調整を容易に行うことができる。振れ止め装置14及び速度フィードバック装置36は、冷却水の水面よりも上方の空気中に配置されているためメンテナンスが容易である。
As described above, the
上記した実施例では、制御装置44によって第1磁石装置17の磁場強度を調節し、及び磁場の向きを変えることによって、第1磁石装置17及び第2磁石装置18によって発生するフィードバック力fを調整している。このフィードバック力fの調整は、第1磁石装置17ではなく、第2磁石装置18に供給する電流を制御装置44で制御することによって、行うこともできる。制御装置44は給電回路37ではなく給電回路38を制御することになる。この場合には、伸縮管6を間に挟むように配置された一対の第2磁石装置18(例えば、第2磁石装置18a及び18e)において、両者のコイル芯部材23に巻き付けられる巻線の巻き付け方向が逆になる。第1磁石装置17及び第2磁石装置18の両者の磁場強度及び磁場の方向を変化させても良い。ただ、図5に示す例では、第2磁石装置18が8個設けられているため、4個の給電回路38が必要になり、4対の第2磁石装置18に対して別々の給電回路38を接続しなければならない。この点において、第2磁場装置18での磁場強度等の調節を行う場合は、第1磁石装置17の磁場強度等を調節する場合に比べて、装置構成が複雑になる。
In the above-described embodiment, the feedback force f generated by the
実施例1において、第1磁石装置17及び第2磁石装置18のどちらか一方を永久磁石または強磁性体に取り替えても同様の効果が得られる。例えば、第1支持部材25に第1磁石装置17を設置し、第2支持部材26に設置された第2磁石装置18を永久磁石または強磁性体と取り替える。この場合、第1磁石装置17は、磁場強度を調節できる電磁石装置を用いる必要がある。また、コイル芯部材23を棒状とし、コイル芯部材22を縦断面がC字状になるように構成しても良い。変位検出装置15aを、支柱24aではなく、コイル芯部材23の上面に設置しても良い。標的部材16は、支柱24aが兼用することができるので、改めて設置する必要がなくなる。
In Example 1, the same effect can be obtained even if one of the
マスト7a(伸縮管6)の揺動速度の測定にも様々な代替手段が考えられる。例えば、ジャイロによってマスト7aの角速度を検出する方法、マスト7aの画像を一定時間間隔で撮像して得られた画像の差分をもとにマスト7aの揺動速度を検出する方法、マスト7aに傾斜センサを取り付け出力した傾斜を時間微分して揺動速度を求める方法、マスト7aに加速度センサを取り付け出力した値を積分して揺動速度を求める方法、または接触式や静電容量式の変位検出装置を用いてその出力を時間微分する方法を適用することも可能である。
Various alternative means are also conceivable for measuring the rocking speed of the
本発明の他の実施例である実施例2の燃料交換機を、以下に説明する。本実施例の燃料交換機は、実施例1で用いられる制御装置44を図9に示す制御装置44Aに替えた構成を有し、さらに、ロードセル19a〜19dを設置していない。する。本実施例の燃料交換機は、制御装置44Aを用いること、及びロードセル19a〜19dを設置しないことを除いて、実施例1の燃料交換機1と同じ構成を有する。
A fuel changer according to
制御装置44Aを詳細に説明する。制御装置44Aは、ロードセル19a,19cの出力を入力する荷重検出回路39、及び減算器53を有していない。制御装置44Aは、微分器55及び給電回路37に接続される増幅装置51を有している。本実施例では、増幅装置51から出力されるフィードバック目標値f0が指令値C0になる。ただし、フィードバック力fは、指令値C0とマスト7aの変位Δyの関数となり、フィードバック力fと指令値C0の間に比例関係は成り立つとは限らない。しかし、フィードバック力fの働く方向と指令値C0の符号に対応関係があり、第1磁石装置17と第2磁石装置18の間に働く力の向きはマスト7aの揺動速度の方向と常に逆方向となれば、第一の実施例と同様に安定な制振制御が可能である。そのためには、第1磁石装置17と第2磁石装置18の配置、及び増幅装置51のゲインの符号を適切に定めればよい。このようにして制御装置44Aによって給電回路37を制御して第1磁石装置17a,17cに供給する電流を調節すれば、第1磁石装置17と第2磁石装置18の間に発生するフィードバック力fによって、伸縮管6の揺れを抑制することができる。
The
本実施例は、実施例1で生じる各効果を得ることができる。制御装置44Aの構成を単純化することができると共に、ロードセル19を設ける必要がないので、実施例1の燃料交換機1よりも構成を単純にすることができる。
In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. The configuration of the
1…燃料交換機、2…走行台車、3…横行台車、6…伸縮管、7a,7b,7c…マスト、8…掴み具、9…燃料集合体、13…ユニバーサルジョイント、14…振れ止め装置、15,15a,15b…変位検出装置、16…標的部材、17,17a,17b,17c,17d…第1磁石装置、18,18a〜18h…第2磁石装置、19,19a,19b,19c,19d…ロードセル、20,21A,21B…巻線、22,23…コイル芯部材、24,24a〜24d…支柱、25…第1支持部材、26…第2支持部材、27…サスペンション、28…振れ止めリング、29…振れ止めフランジ、31…センタリングバネ要素、32…振れ止め支持部材、33…支持ロッド、36…速度フィードバック装置、37,38…給電回路、39…荷重検出回路、44…制御装置、45…燃料プール、46…燃料貯蔵ラック、49…原子炉圧力容器、52…炉心、54…速度検出装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel changer, 2 ... Traveling trolley, 3 ... Traversing trolley, 6 ... Telescopic tube, 7a, 7b, 7c ... Mast, 8 ... Grip, 9 ... Fuel assembly, 13 ... Universal joint, 14 ... Stabilizer, 15, 15a, 15b ... displacement detection device, 16 ... target member, 17, 17a, 17b, 17c, 17d ... first magnet device, 18, 18a-18h ... second magnet device, 19, 19a, 19b, 19c, 19d ... load cell, 20, 21A, 21B ... winding, 22, 23 ... coil core member, 24, 24a-24d ... strut, 25 ... first support member, 26 ... second support member, 27 ... suspension, 28 ... steady rest Ring, 29 ... Stabilization flange, 31 ... Centering spring element, 32 ... Stabilization support member, 33 ... Support rod, 36 ... Speed feedback device, 37, 38 ... Feed circuit, 39 ...
Claims (19)
前記伸縮管に取り付けられた第1磁石装置、及び前記横行台車に取り付けられた第2磁石装置を含み、前記第1磁石装置及び前記第2磁石装置によって前記伸縮管の揺れを抑制する揺れ抑制装置を備えたことを特徴とする燃料交換機。 A traveling carriage, a traversing carriage that is provided on the traveling carriage and moves on the traveling carriage, and an extension that is attached to the traversing carriage and has a plurality of tubular members, and the tubular members are mutually extendable In a fuel changer comprising a pipe and a gripping tool attached to the lower end of the telescopic pipe and gripping the fuel assembly,
A sway suppressor including a first magnet device attached to the telescopic tube and a second magnet device attached to the traversing carriage, wherein the sway of the telescopic tube is suppressed by the first magnet device and the second magnet device. A fuel changer characterized by comprising:
前記複数組の前記第1磁石装置及び前記第2磁石装置は、ある組の前記第1磁石装置及び前記第2磁石装置に対して、前記伸縮管を間に挟むように位置している他の組の前記第1磁石装置及び前記第2磁石装置を含んでいる請求項1に記載の燃料交換機。 A plurality of sets of the first magnet device and the second magnet device used in pairs facing the first magnet device, arranged around the telescopic tube;
The plurality of sets of the first magnet device and the second magnet device are positioned so as to sandwich the telescopic tube with respect to a set of the first magnet device and the second magnet device. The fuel changer according to claim 1, comprising a set of the first magnet device and the second magnet device.
前記制御装置は、前記電流の調節を、前記ロードセルによって検出された前記力の強さ及び前記揺れの速度に基づいて行う請求項6または請求項7に記載の燃料交換機。 A load cell for detecting a force acting between the first magnet device and the second magnet device used in a pair with the first magnet device;
The refueling machine according to claim 6 or 7, wherein the control device adjusts the current based on the strength of the force detected by the load cell and the speed of the shaking.
前記伸縮管に設けられた第1支持部材及び前記横行台車に設けられた第2支持部材のうち一方の前記支持部材に取り付けられた電磁石装置、及び前記第1及び第2支持部材のうち前記電磁石装置が設置されていない他方の前記支持部材に取り付けられた強磁性体部材を含み、前記電磁石装置及び前記強磁性体部材によって前記伸縮管の揺れを抑制する揺れ抑制装置を備えたことを特徴とする燃料交換機。 A traveling carriage, a traversing carriage that is provided on the traveling carriage and moves on the traveling carriage, and an extension that is attached to the traversing carriage and has a plurality of tubular members, and the tubular members are mutually extendable In a fuel changer comprising a pipe and a gripping tool attached to the lower end of the telescopic pipe and gripping the fuel assembly,
An electromagnet device attached to one of the first support member provided on the telescopic tube and a second support member provided on the traversing carriage, and the electromagnet of the first and second support members. Including a ferromagnetic member attached to the other support member on which the device is not installed, and the electromagnet device and a vibration suppressing device that suppresses vibration of the telescopic tube by the ferromagnetic member. Refueling machine.
前記複数組の前記電磁石装置及び前記強磁性体部材は、ある組の前記電磁石装置及び前記強磁性体部材に対して、前記伸縮管を間に挟むように位置している他の組の前記電磁石装置及び前記強磁性体部材を含んでいる請求項14に記載の燃料交換機。 A plurality of sets of the electromagnet device and the ferromagnetic members used in pairs facing the electromagnet device are arranged around the telescopic tube,
The plurality of sets of the electromagnet device and the ferromagnetic member are in another set of the electromagnets positioned so as to sandwich the telescopic tube between the electromagnet device and the ferromagnetic member. The refueling machine according to claim 14, comprising an apparatus and the ferromagnetic member.
前記伸縮管を取り囲み前記伸縮管との間に環状の間隙を形成して配置される環状部材を有し、前記横行台車に取り付けられ、かつ前記環状部材に連結されて前記伸縮管の揺れによる変位を抑制する振れ止め装置を備えたことを特徴とする燃料交換機。 A traveling carriage, a traversing carriage that is provided on the traveling carriage and moves on the traveling carriage, and an extension that is attached to the traversing carriage and has a plurality of tubular members, and the tubular members are mutually extendable In a fuel changer comprising a pipe and a gripping tool attached to the lower end of the telescopic pipe and gripping the fuel assembly,
Displacement caused by shaking of the expansion and contraction tube having an annular member that surrounds the expansion and contraction tube and is disposed so as to form an annular gap between the expansion and contraction tube, and is attached to the traverse carriage and connected to the annular member A fuel changer comprising an anti-sway device that suppresses vibration.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007152992A JP2008304382A (en) | 2007-06-08 | 2007-06-08 | Fuel replacing machine |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014065706A1 (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Закрытое Акционерное Общество "Диаконт" | Fuel handling machine for a nuclear reactor |
JP2015064304A (en) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | 株式会社東芝 | Radioactive waste storage container handling device |
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2007
- 2007-06-08 JP JP2007152992A patent/JP2008304382A/en active Pending
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