JP4644150B2 - Safety evaluation method for air pallet transfer device - Google Patents

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Description

本発明は、エアパレット搬送装置の安全性評価方法に係り、例えば、放射性物質を収納した貯蔵容器を搬送するエアパレット搬送装置に地震等の外力が働いたときの挙動を解析して安全性を評価する技術に関する。   The present invention relates to a safety evaluation method for an air pallet transport device, for example, by analyzing behavior when an external force such as an earthquake is applied to an air pallet transport device that transports a storage container containing a radioactive substance. It relates to the technology to be evaluated.

原子力発電所施設の炉心で一定期間使用された燃料は、炉心より取出されて使用済燃料プール等に一時保管される。この所定の冷却期間が終了した燃料は最終的に再処理工場に搬出され、再処理されウランとプルトニウムを再資源として取り出し、再利用される。   The fuel that has been used for a certain period in the core of the nuclear power plant facility is taken out of the core and temporarily stored in a spent fuel pool or the like. The fuel for which the predetermined cooling period has ended is finally transported to a reprocessing plant, where it is reprocessed and uranium and plutonium are taken out as reusable resources for reuse.

現在、原子力発電所で発生する使用済燃料は発電需要と共に増大しているために、再処理工場が稼動しても国内で発生する使用済燃料は再処理工場での処理容量を上回ることとなり、再処理されるまでの期間、適切に管理・貯蔵される必要がある。 Currently, spent fuel generated at nuclear power plants is increasing along with power generation demand, so even if the reprocessing plant is in operation, the spent fuel generated in the country will exceed the processing capacity at the reprocessing plant, time to be reprocessed, need to be properly managed and stored.

原子力発電所の敷地内若しくは敷地外にて管理・貯蔵する方法として、乾式キャスク貯蔵、ボールト貯蔵、サイロ貯蔵、コンクリートキャスク貯蔵の乾式貯蔵方式及び水プールの湿式貯蔵方式の各方式があるが、コスト的にもまた長期に亘る安定貯蔵を考えた場合においても乾式貯蔵が注目されている。乾式貯蔵方式の内、現在国内で実用化されているキャスク貯蔵方式は、放射性物質収納容器である乾式キャスクの中に使用済燃料を収納し貯蔵する方法である。 As a method for managing and stored at-site or off-site of a nuclear power plant, the dry cask storage vault storage, ensiling, there are the method of wet storage system dry storage system and water pool concrete cask storage, etc., In view of cost and long-term stable storage, dry storage is attracting attention. Among dry storage systems, the cask storage system currently in practical use is a method of storing spent fuel in a dry cask that is a radioactive substance storage container.

このキャスクには、金属キャスクとコンクリートキャスクとがあり、金属キャスクは搬送と貯蔵を兼用できる。一方、コンクリートキャスクは、貯蔵用として用いられるキャスクであり、搬送時は使用済燃料をキャニスタと称する容器に収納し、該キャニスタを輸送用キャスクに収納して輸送する。貯蔵施設においては、金属キャスクは使用済燃料の移し替え等をせずにそのまま所定期間貯蔵される。   The cask includes a metal cask and a concrete cask, and the metal cask can be used for both transportation and storage. On the other hand, a concrete cask is a cask that is used for storage. During transportation, spent fuel is stored in a container called a canister, and the canister is stored in a transport cask and transported. In the storage facility, the metal cask is stored for a predetermined period as it is without transferring spent fuel.

一方、キャニスタは輸送用キャスクから引き抜かれ、予め用意しておいたコンクリートキャスクに装填されて所定期間貯蔵される。   On the other hand, the canister is pulled out from the transport cask, loaded into a concrete cask prepared in advance, and stored for a predetermined period.

ここで、貯蔵施設内において、キャスクを天井クレーンによりトレーラから積み下ろしして貯蔵位置まで搬送すると、天井クレーンの走行、昇降スペースを確保するために、貯蔵建屋の階高が高くなり、キャスクの貯蔵容量に比較して貯蔵建屋が大型となる。また、通常、金属キャスクやコンクリートキャスクは非常に重く(例えば、約100〜200トン)、大型の天井クレーンが必要になる。   Here, in the storage facility, when the cask is unloaded from the trailer by the overhead crane and transported to the storage position, the floor height of the storage building is increased to secure the space for moving and lifting the overhead crane, and the storage capacity of the cask is increased. Compared to, the storage building is large. Moreover, metal casks and concrete casks are usually very heavy (for example, about 100 to 200 tons), and a large overhead crane is required.

そこで、貯蔵建屋の階高を低くできるエアパレット方式の搬送装置が提案されている(特許文献1)。特許文献1のエアパレット搬送装置は、架台上にキャスクを搭載して固定し、架台の下側に装着するエアパレットを有する自走可能な台車を備えて構成されている。そして、搬送時には、エアパレットをキャスク架台の下側に装着して台車側からエアパレットに空気を供給し、キャスクを浮上させた状態で搬送するようにしている。   In view of this, an air pallet type transfer device that can lower the floor height of a storage building has been proposed (Patent Document 1). The air pallet conveying apparatus of Patent Document 1 includes a self-propelled carriage having an air pallet that is mounted and fixed on a gantry and attached to the lower side of the gantry. At the time of transportation, the air pallet is mounted on the lower side of the cask gantry, and air is supplied from the carriage side to the air pallet so that the cask is floated and transported.

特開2005−227198号公報JP 2005-227198 A

特許文献1のエアパレット搬送装置の場合、エアパレットから吹き出す空気による浮上によって、地面との間の摩擦係数が低下するから一定の免振機能を有すると考えられる。   In the case of the air pallet conveyance device of Patent Document 1, it is considered that the friction coefficient between the air pallet and the ground is lowered due to levitation caused by the air blown from the air pallet, so that it has a certain vibration isolating function.

しかし、エアパレット搬送装置のキャスクが搭載された架台を浮上させた搬送中に地震等の外力が作用したとき、あるいは架台を着床させた貯蔵中に地震等の外力が作用したときの安全性については明らかになっていない。   However, safety when an external force such as an earthquake acts during transportation with the pallet on which the cask of the air pallet carrier is mounted, or when an external force such as an earthquake acts during storage with the gantry placed on the floor It is not clear about.

使用済燃料を搬送するエアパレット搬送装置には、地震等により傾きや滑りが発生しても、キャスクの閉じ込め機能、遮へい機能、除熱機能、臨界防止といった基本的安全機能に影響を及ぼさないことが要求される。   The air pallet transport device that transports spent fuel should not affect the basic safety functions such as the cask confinement function, shielding function, heat removal function, and criticality prevention, even if tilted or slipped due to an earthquake, etc. Is required.

しかし、実機等による試験を行って地震等に対する安全性を評価するには、時間及びコストが膨大となることから現実的ではなく、、シミュレーション等によりエアパレット搬送装置の挙動を解析して安全性を評価することが望ましい。   However, it is not practical to evaluate the safety against earthquakes by conducting tests with actual machines, etc., because it takes a lot of time and cost, and it is not realistic to analyze the behavior of the air pallet transfer device by simulation etc. It is desirable to evaluate

ところが、エアパレット搬送装置の地震時の挙動をシミュレーション等により解析する場合、エアパレット搬送装置の解析用モデルの設定次第でプログラムが膨大になり、解析時間がかかる等の問題がある。   However, when analyzing the behavior of an air pallet transport device during an earthquake by simulation or the like, there is a problem that the program becomes enormous depending on the setting of the analysis model of the air pallet transport device, and analysis time is required.

本発明は、エアパレット搬送装置に外力が作用したときのエアパレットやキャスクの挙動の解析にあたり、短時間で安全性を評価することができる安全性評価方法を実現することを課題とする。   An object of the present invention is to realize a safety evaluation method capable of evaluating safety in a short time when analyzing the behavior of an air pallet or a cask when an external force is applied to an air pallet conveying device.

上記の課題を解決するため、本発明は、使用済燃料を収容するキャスクを搭載し固定した架台と、該架台を載荷する複数のエアバッグを装備し該エアバックに圧縮空気を送り込んで床面との間に空気層を形成して前記架台を浮上させる2個並列に配置された台車と、該台車に取り付けられたエアモータにより該台車を水平移動させる駆動装置を備えてなるエアパレット搬送装置の安全評価方法であって、前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときの挙動解析のために、前記エアパレット搬送装置を集中質量、はり要素、ばね要素、ギャップ要素といった簡単な要素を組み合わせて時刻歴解析が可能なはり質点モデルにて解析用モデルを構築し、該解析用モデルを用いて前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときの挙動を時刻歴解析し、該時刻歴解析結果の最大応答変位から前記床面をすべり移動する前記架台のすべり量と前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断するための前記架台の片側の浮上り量を算出し、算出した前記すべり量から周辺の構造物との衝突の有無を判断して安全性を評価し、算出した前記浮上り量から前記エアパレット搬送装置の重心が前記架台の着床端の支点を通る鉛直線を越えるか否かに基づいて前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断して安全を評価することを特徴とする。上記の方法により、実機等による試験を実施しなくとも、解析によりエアパレット搬送装置の安全性を短時間で評価することができる。 To solve the above problems, the present invention provides a floor by feeding a pedestal that is mounted cask for accommodating the spent fuel fixed, equipped with a plurality of airbags that loading the gantry compressed air to the air bag air pallet carrying device including a carriage which is arranged to form an air layer into two parallel for floating the platform, by an air motor which is attached to the carriage drive device for horizontally moving the carriage between the A safety evaluation method for analyzing the behavior when an external force is applied to the air pallet conveying device, combining the air pallet conveying device with simple elements such as concentrated mass, beam elements, spring elements, and gap elements. constructs for analysis model in gravel analysis capable beam mass model analyzes the time history of the behavior when an external force is exerted on the air pallet conveying apparatus using the model for the analysis Calculating the uplift amounts of one side of the frame for determining the presence or absence of falling of the slip amount of the frame to move sliding the floor from the maximum response displacement of the time history analysis result air pallet conveying apparatus, calculates The safety is evaluated by judging whether or not there is a collision with a surrounding structure from the slip amount, and the center of gravity of the air pallet transfer device passes through the fulcrum of the landing end of the gantry from the calculated lift amount. The safety is evaluated by determining whether the air pallet conveying device is overturned based on whether or not the line is exceeded . By the above method, the safety of the air pallet conveying device can be evaluated in a short time by analysis without carrying out a test using an actual machine or the like.

解析によるエアパレットの安全性評価を実施するに際して、エアパレット搬送装置は、貯蔵架台を浮上させた浮上状態と貯蔵架台を着床させた着床状態において外力が作用したときの挙動が大きく異なるため、浮上状態(搬送状態)と着床状態(貯蔵状態)に分けて解析用モデルを設定する。ここで、着床状態とは、エアパレットが浮上しないで、貯蔵架台が固定されていない状態とする。すなわち、前記架台が着床状態における前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときの挙動解析のために、前記エアパレット搬送装置を集中質量、はり要素、ばね要素、ギャップ要素といった簡単な要素を組み合わせて時刻歴解析が可能なはり質点モデルにて解析用モデルを構築し、該解析用モデルを用いて前記架台に外力が働いたときの挙動を時刻歴解析して、前記地面をすべり移動する前記架台のすべり量と、前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断するための前記架台の片側の浮上り量を算出し、算出した前記すべり量と前記浮上り量とに基づいて安全を評価するにあたって、前記すべり量は、前記架台が着床された床面の外力が働いたときの加速度が、前記架台と前記床面との摩擦係数と重力加速度との積を超えたときにすべりが発生するとして算出し、前記浮上り量は、前記架台のロッキング振動によって前記架台の片側が浮上がったときの浮上り量を算出し、算出した前記すべり量から周辺の構造物との衝突の有無を判断して安全性を評価し、算出した前記浮上り量から前記エアパレット搬送装置の重心が前記架台の着床端の支点を通る鉛直線を越えるか否かに基づいて前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断して安全を評価する。 When carrying out safety assessment of air pallets by analysis, the behavior of air pallet transport equipment differs greatly when external force is applied in the floating state where the storage stand is levitated and in the landing state where the storage stand is placed. The analysis model is set separately for the floating state (conveyance state) and the landing state (storage state). Here, the landing state is a state where the air pallet does not float and the storage stand is not fixed. That is, the air pallet transfer device is combined with simple elements such as concentrated mass, beam elements, spring elements, and gap elements for behavior analysis when an external force is applied to the air pallet transfer device when the gantry is in a landing state. The analysis model is constructed with a beam mass point model capable of time history analysis, and the behavior when an external force is applied to the gantry using the analysis model is analyzed for time history, and the slide moves on the ground. Calculate the amount of lift of the gantry and the amount of lift on one side of the gantry to determine whether the air pallet transport device falls or not, and evaluate safety based on the calculated amount of slide and the amount of levitation In this case, the slip amount is determined when the acceleration when the external force of the floor surface on which the gantry is laid exceeds the product of the coefficient of friction and the gravitational acceleration between the gantry and the floor surface. The lift amount is calculated as the lift amount when one side of the mount is lifted by the rocking vibration of the mount, and the collision with the surrounding structure is calculated from the calculated slip amount. The air pallet is evaluated based on whether the center of gravity of the air pallet transport device exceeds the vertical line passing through the fulcrum of the landing end of the gantry from the calculated floating amount Evaluate safety by judging whether the transport device has fallen.

また、エアパレット搬送装置を構成する各部は、集中質量W、はり要素B、ばね要素S、ギャップ要素Gといった簡単な要素を適用してモデル化する。これにより、周知の時刻暦解析(動解析)手法を適用して短時間で挙動を解析することができる。   Each part constituting the air pallet conveying apparatus is modeled by applying simple elements such as concentrated mass W, beam element B, spring element S, and gap element G. Thereby, a behavior can be analyzed in a short time by applying a known time calendar analysis (dynamic analysis) method.

さらに、解析用モデルは、エアパレット搬送装置と床面との間に初期ギャップを設定してすべる方向に指向性を持たせることができる。   Furthermore, the analysis model can set directivity in a sliding direction by setting an initial gap between the air pallet transfer device and the floor surface.

本発明によれば、エアパレット搬送装置に外力が作用したときのエアパレットやキャスクの挙動の解析にあたり、短時間で安全性を評価することができる。   According to the present invention, safety can be evaluated in a short time when analyzing the behavior of an air pallet or cask when an external force is applied to the air pallet conveying device.

図1に、本発明の安全性評価の対象である一実施例のエアパレット搬送装置の概要構成平面図を示す。   FIG. 1 shows a schematic configuration plan view of an air pallet transfer apparatus according to an embodiment which is an object of safety evaluation of the present invention.

エアパレット搬送装置は、貯蔵建屋内及び路上を自走可能な台車1と、圧縮空気源5と、搬送対象のキャスク6が搭載された架台7とを備えて構成される。 The air pallet transfer device includes a carriage 1 capable of self-propelling in a storage building and on a road, a compressed air source 5, and a mount 7 on which a cask 6 to be transferred is mounted.

台車1の下部には、台車1に浮揚力を与えるエアバッグ9を複数個設けるとともに、台車1の一端には、本体を駆動する駆動装置4を設けてある。駆動装置4の車輪3を圧縮空気で駆動すると、台車1が移動する。圧縮空気は、圧縮空気源から高圧エアホース2により供給される。
A plurality of airbags 9 for providing levitation force to the carriage 1 are provided at the lower portion of the carriage 1, and a drive device 4 for driving the main body is provided at one end of the carriage 1. When the wheel 3 of the driving device 4 is driven with compressed air, the carriage 1 moves. Compressed air is supplied from the compressed air source 5 by the high pressure air hose 2.

キャスク6は、固定金具8を介して架台7に固定される。架台7の下部は、通常の工場や倉庫などで使用される荷物搬送用のパレットがフォークリフトのフォークを差し込んで搬送されるのと同様に、台車1を差し込める構造となっている。   The cask 6 is fixed to the gantry 7 via the fixing bracket 8. The lower part of the gantry 7 has a structure in which the cart 1 can be inserted in the same manner as a pallet for carrying goods used in a normal factory or warehouse is inserted and conveyed by inserting a fork of a forklift.

キャスク6を搬送する場合、まず、エアバッグ9の空気を抜いて台車1を下げ、架台7の下に差し込む。次に、エアバッグ9に圧縮空気を入れると、エアバッグ9が膨らみ、台車1を上昇させる。圧縮空気を更に送り込むと、ついにはエアバッグ9と地面との間に薄い空気層が形成され、台車1が浮き上がる。   When transporting the cask 6, first, the air in the airbag 9 is removed to lower the carriage 1 and insert it under the mount 7. Next, when compressed air is put into the airbag 9, the airbag 9 is inflated and the carriage 1 is raised. When compressed air is further fed, a thin air layer is finally formed between the airbag 9 and the ground, and the carriage 1 is lifted.

浮上した状態では、エアバッグ9と地面との間に薄い空気層があるだけなので、地面との摩擦係数は3/1000程度になる。すなわち、重量が100トンのものを搬送する場合でも、地面が水平であれば、高々300kgの駆動力があれば移動できるので、駆動装置4のエアモータは、極めて動力の小さいものでもよい。   In the floating state, there is only a thin air layer between the airbag 9 and the ground, so the coefficient of friction with the ground is about 3/1000. That is, even when a weight of 100 tons is transported, if the ground is horizontal, it can move with a driving force of 300 kg at most, so the air motor of the driving device 4 may have a very small power.

ここで、キャスク6は、放射性物質である使用済燃料を収納する容器であるから、キャスク6を搬送時のエアパレット搬送装置に地震等の外力が働いた場合に、台車1やキャスク6の挙動が基本的な安全性に影響を及ぼさないことを確認する必要がある。したがって、設計段階で、エアパレット搬送装置に外力が働いたときの台車1やキャスク6の挙動を評価して、十分な安全性を確保した設計をする必要がある。   Here, since the cask 6 is a container for storing spent fuel, which is a radioactive substance, the behavior of the carriage 1 and the cask 6 when an external force such as an earthquake acts on the air pallet transfer device when the cask 6 is transferred. Needs to be confirmed that does not affect basic safety. Therefore, at the design stage, it is necessary to evaluate the behavior of the carriage 1 and the cask 6 when an external force is applied to the air pallet transport device, and to design a sufficient safety.

図3に、本発明のエアパレット搬送装置の安全性評価方法の一実施例のフローチャートを示す。本実施例の安全性評価方法は、挙動解析のための簡易モデルを作成する段階(S103a)と、時刻歴解析(動解析)により安全性の評価量である「すべり量」と「浮上り量」を算出する段階(S103b)と、算出した評価量に基づいて安全性を評価する段階(S104)とを有して構成される。   FIG. 3 shows a flowchart of an embodiment of the safety evaluation method for the air pallet carrying device of the present invention. The safety evaluation method of the present embodiment includes a step of creating a simple model for behavior analysis (S103a), and “slip amount” and “lift amount” which are safety evaluation amounts by time history analysis (dynamic analysis). ”Is calculated (S103b) and safety is evaluated based on the calculated evaluation amount (S104).

始めに、貯蔵施設、キャスク6及び架台7の構造等の設計情報を取り込む(S101)。次いで、エアパレット搬送装置の挙動を解析するための入力条件102を設定する(S102)。入力条件としては、設計用地震動、建屋仕様(床面勾配、摩擦係数)、キャスク仕様(寸法、重量等)等である。次に、挙動解析を実施する(S103)。この挙動解析は、2つのステップからなり、評価対象となるエアパレット搬送装置の挙動解析のための簡易モデルを作成する段階(S103a)と、このモデルに基づいて時刻歴法を用いた解析を実施して安全性の評価量である「すべり量」と「浮上り量」を算出する解析段階(S103b)とからなる。   First, design information such as the structure of the storage facility, the cask 6 and the gantry 7 is taken in (S101). Next, an input condition 102 for analyzing the behavior of the air pallet transfer device is set (S102). Input conditions include design earthquake motion, building specifications (floor slope, friction coefficient), cask specifications (dimensions, weight, etc.), and the like. Next, behavior analysis is performed (S103). This behavior analysis is composed of two steps, a step of creating a simple model for analyzing the behavior of the air pallet transfer device to be evaluated (S103a), and an analysis using a time history method based on this model. The analysis step (S103b) calculates the “slip amount” and the “lift amount”, which are safety evaluation amounts.

そして、算出したすべり量と浮上がり量を用いて、エアパレット搬送装置の安全性を評価する(S104)。この評価において、すべり量からは周辺の構造物との衝突の有無を判断する。浮上り量からはエアパレット搬送装置の転倒の有無を判断する。例えば、図4に示すように、キャスク6の重心13が架台7の一端の支点15を通る鉛直線16の外側に出ると転倒する。そこで、図4の状態のときの架台7の他端の浮上り量hを、転倒条件H*として設定し、算出した浮上り量hがH*未満であれば転倒しないものとして、安全性を評価する。   And the safety | security of an air pallet conveying apparatus is evaluated using the calculated slip amount and the amount of lift (S104). In this evaluation, the presence or absence of a collision with a surrounding structure is determined from the slip amount. Whether or not the air pallet conveying device falls is determined from the floating amount. For example, as shown in FIG. 4, when the center of gravity 13 of the cask 6 comes outside the vertical line 16 passing through the fulcrum 15 at one end of the gantry 7, the cask 6 falls over. Therefore, the lifting amount h at the other end of the gantry 7 in the state of FIG. 4 is set as the overturning condition H *, and if the calculated lifting amount h is less than H *, it will be assumed that the tipping will not be overturned. evaluate.

<簡易モデル作成:S103a>
エアパレット搬送装置においては、架台7を浮上させた搬送状態と、架台7を着床させた貯蔵状態では、外力が作用したときの挙動が大きく異なる。そこで、浮上状態(搬送状態)と着床状態(貯蔵状態)に分けてモデルを作成する。
<Simple model creation: S103a>
In the air pallet conveying device, the behavior when an external force is applied is greatly different between the conveying state in which the gantry 7 is levitated and the storage state in which the gantry 7 is landed. Therefore, the model is created separately for the floating state (conveyance state) and the landing state (storage state).

(1)浮上状態の簡易モデル
図5に、浮上状態における簡易モデルの作成法の一例を示す。本発明の簡易モデルは、エアパレット搬送装置を集中質量W、はり要素B、ばね要素S、ギャップ要素Gといった簡単な要素を適用してモデル化することを特徴とする。
(1) Simplified model in a floating state FIG. 5 shows an example of a method for creating a simple model in a floating state. The simple model of the present invention is characterized in that the air pallet conveying device is modeled by applying simple elements such as concentrated mass W, beam element B, spring element S, and gap element G.

キャスク6のモデルは、キャスク6の重心位置の節点21に集中質量W及び回転慣性Mを与える。そして、剛なはり要素Bで架台7との節点22及びキャスク6の上部に位置する節点23と結合しているものとする。一方、台車1及び架台7のモデルは、エアバッグ2や車輪3に比べて剛性が高いので剛体として模擬する。また、架台7と台車1はキャスク6の自重による摩擦力により連結されており、キャスク6は重量物であるため両者間にすべりが生じないので一体として模擬する。   The model of the cask 6 gives a concentrated mass W and rotational inertia M to the node 21 at the center of gravity of the cask 6. The rigid beam element B is connected to the node 22 with the gantry 7 and the node 23 located above the cask 6. On the other hand, the models of the carriage 1 and the gantry 7 are simulated as rigid bodies because they have higher rigidity than the airbag 2 and the wheels 3. Further, the gantry 7 and the carriage 1 are connected by a frictional force due to the weight of the cask 6, and since the cask 6 is heavy, no slip occurs between them.

エアバッグ9は、ばね要素Saとギャップ要素Gaで模擬し、各エアバッグ9の中央に位置させる。そして、ギャップ要素Gaには、床面12とエアバッグ9との間の摩擦係数を設定する。ばね要素Saには、エアバッグ9の上下方向の荷重変位特性に基づいて上下剛性を設定する。また、エアバッグ9の水平剛性は、静摩擦力における変形が微小であり、かつゴムなどの弾性製品であることから比較的小さい値を設定する。   The airbag 9 is simulated by the spring element Sa and the gap element Ga and is positioned at the center of each airbag 9. And the friction coefficient between the floor 12 and the airbag 9 is set to the gap element Ga. In the spring element Sa, the vertical rigidity is set based on the load displacement characteristic of the airbag 9 in the vertical direction. Further, the horizontal rigidity of the airbag 9 is set to a relatively small value because the deformation in the static frictional force is minute and the product is an elastic product such as rubber.

また、車輪3は、ばね要素Stとギャップ要素Gtで模擬し、各車輪3の中央に位置させて模擬する。ばね要素Stに関係する車輪3の水平及び上下剛性は、試験あるいは静解析により求めた値を設定する。また、ギャップ要素Gtに関係する車輪3の摩擦係数は、用いる材質により異なるので試験により求めるか、パラメータスタディを実施して求めて設定する。   The wheel 3 is simulated by the spring element St and the gap element Gt, and is simulated by being positioned at the center of each wheel 3. The horizontal and vertical rigidity of the wheel 3 related to the spring element St is set to a value obtained by a test or static analysis. In addition, the friction coefficient of the wheel 3 related to the gap element Gt varies depending on the material to be used. Therefore, the friction coefficient is obtained by a test or obtained by performing a parameter study.

図6(a)に、エアバッグ9及び車輪3の床面12との接触部におけるモデルの概念図を示す。エアバッグ9及び車輪3は床面12と拘束されずに接触していることを考慮し、床面12の節点Aにギャップ要素Ga、Gtを介して接し、ばね要素Sa、Stを介して節点Bで架台7及び台車1に結合してモデルを設定する。ギャップ要素Ga、Gtは、軸方向の接触及び分離を表すことになる。したがって、浮上時は、図6(a)の節点A、Bに軸方向に作用する荷重F1と、浮上による節点A、B間の相対変位X1の関係は、図6(b)に示すようになる。また、着床時は、図6(a)の節点A、Bに軸に直角方向に作用する荷重F2と、節点A、B間の相対変位X2の関係は、図6(c)に示すように、軸の直角方向に摩擦力を伴うすべり特性を持つ。ばね要素Sa、Stはエアバッグ9及び車輪3の弾性変形を表すために用い、自重による沈み込みや、すべる前の変形を表現する。   FIG. 6A shows a conceptual diagram of a model in a contact portion between the airbag 9 and the floor 3 of the wheel 3. Considering that the airbag 9 and the wheel 3 are in contact with the floor surface 12 without being constrained, they contact the node A of the floor surface 12 via gap elements Ga and Gt, and connect the node via spring elements Sa and St. A model is set by combining with the gantry 7 and the carriage 1 at B. The gap elements Ga, Gt represent axial contact and separation. Therefore, at the time of ascent, the relationship between the load F1 acting on the nodes A and B in FIG. 6A in the axial direction and the relative displacement X1 between the nodes A and B due to ascent is as shown in FIG. 6B. Become. When landing, the relationship between the load F2 acting on the nodes A and B in FIG. 6A in the direction perpendicular to the axis and the relative displacement X2 between the nodes A and B is as shown in FIG. 6C. In addition, it has slip characteristics with frictional force in the direction perpendicular to the shaft. The spring elements Sa and St are used to represent the elastic deformation of the airbag 9 and the wheel 3, and represent the subsidence due to its own weight and the deformation before sliding.

(2)着床状態の簡易モデル
図7に、着床状態における簡易モデルの設定法の一例を示す。着床状態における簡易モデルも、浮上状態の解析モデルと同様にエアパレット搬送装置を集中質量W、はり要素B、ばね要素S、ギャップ要素Gといった簡単な要素を適用してモデル化する。
(2) Simple model of landing state FIG. 7 shows an example of a method for setting a simple model in the landing state. The simple model in the landing state is modeled by applying simple elements such as the concentrated mass W, the beam element B, the spring element S, and the gap element G to the air pallet transport device as in the analysis model in the floating state.

着床状態の地震応答解析に用いるモデルは、床面12と貯蔵架台7間の摩擦係数と、詳細モデルから得られる振動特性やばね特性により作成する。キャスク6については、浮上状態と同様に、重心位置の節点21に集中質量W及び回転慣性Mを与える。また、キャスク6は金属の塊なので仮想的に剛とみなすことができるため、節点21は、剛なはり要素Bで架台7との節点22及びキャスク6の上部に位置する節点23と結合しているものとする。ここで、節点23は、キャスク6の頂部の挙動を出力するために設けた節点である。また、回転慣性Mは、本実施例の簡易モデル全体の回転慣性が、詳細モデルのものと同等になるように調整する。   A model used for the seismic response analysis in the landing state is created based on the friction coefficient between the floor surface 12 and the storage gantry 7 and the vibration characteristics and spring characteristics obtained from the detailed model. As for the cask 6, the concentrated mass W and the rotational inertia M are given to the node 21 at the position of the center of gravity as in the floating state. Further, since the cask 6 is a lump of metal and can be virtually regarded as rigid, the node 21 is connected to the node 22 with the gantry 7 and the node 23 positioned above the cask 6 by the rigid beam element B. It shall be. Here, the node 23 is a node provided for outputting the behavior of the top of the cask 6. Further, the rotational inertia M is adjusted so that the rotational inertia of the entire simple model of this embodiment is equivalent to that of the detailed model.

架台7の上面については、本実施例の簡易モデルは2次元であり、架台7の上面は、はり要素Bbで模擬する。また、上面のはり要素Bbの曲げ剛性は、後述する架台7の水平及び上下剛性を設定した後で、詳細モデルの1次固有振動数に合うように調整する。架台7の水平及び上下剛性は、ばね要素Sbで模擬する。このばね要素Sbは、詳細モデルの静解析による架台7の水平及び上下のばね特性となるように設定を行う。また、架台7は床面12に拘束されずに接触しているから、本実施例では、その接触部をギャップ要素Gbとばね要素Sbを用いて、浮上状態と同様に、図5に示すようにモデル化を行う。ここで、ギャップ要素Gbは、軸方向の接触及び分離を表し、接触時には軸の直角方向に摩擦力を伴うすべり特性を持つ。ばね要素Sbは、架台7の弾性変形を表すために用い、自重による沈み込みや、滑る前の変形を表現する。架台7は、連続的に床面と接触しているが、架台7を評価方向に分割して、ギャップ要素Gbを複数設定する。   Regarding the upper surface of the gantry 7, the simple model of this embodiment is two-dimensional, and the upper surface of the gantry 7 is simulated by a beam element Bb. Further, the bending rigidity of the beam element Bb on the upper surface is adjusted so as to match the primary natural frequency of the detailed model after setting the horizontal and vertical rigidity of the gantry 7 described later. The horizontal and vertical rigidity of the gantry 7 is simulated by the spring element Sb. This spring element Sb is set so as to have horizontal and vertical spring characteristics of the gantry 7 by static analysis of a detailed model. Further, since the gantry 7 is in contact with the floor 12 without being constrained, in this embodiment, the contact portion is shown in FIG. 5 using the gap element Gb and the spring element Sb as in the floating state. Modeling. Here, the gap element Gb represents the contact and separation in the axial direction, and has a sliding characteristic with a frictional force in the direction perpendicular to the shaft at the time of contact. The spring element Sb is used to represent elastic deformation of the gantry 7 and represents subsidence due to its own weight or deformation before sliding. Although the gantry 7 is continuously in contact with the floor surface, the gantry 7 is divided in the evaluation direction, and a plurality of gap elements Gb are set.

次に、着床状態における挙動パターンの一例を図8に示す。図8(a),(b)に示すように、着床状態では床面の状態によりすべりが支配的になったり、ロッキング振動が支配的になったり、挙動が変化する。そこで、本実施例の簡易モデルは、すべりに注目するすべりモデルと、ロッキング振動を伴う架台端部の浮上りに注目する浮上りモデルの2種類のものを作成する。   Next, an example of the behavior pattern in the landing state is shown in FIG. As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), in the landing state, the slippage becomes dominant, the rocking vibration becomes dominant, and the behavior changes depending on the state of the floor surface. Therefore, two types of simple models according to the present embodiment are created: a slip model that pays attention to slip, and a lift model that pays attention to lift of the end of the gantry accompanying rocking vibration.

(2−1)着床状態のすべりモデル
図9に、着床状態におけるすべり時の挙動の一例を示す。着床状態のすべりは、主に摩擦係数の小さい床で支配的であり、すべる方向に指向性を持つ傾向がある。図9に示すように、架台7が右方向にすべる場合、すべる直前に架台7の右側が浮上り(a)、その状態から着床すると、架台7は右方向にすべり(b)、かつ左側が浮上るという挙動を示す(c)。そこで、左右のすべり方向に指向性を持たせるようなモデル化をする。
(2-1) Slip Model in the Landing State FIG. 9 shows an example of the behavior when slipping in the ground state. Slip in the landing state is dominant mainly on the floor having a small coefficient of friction, and tends to have directivity in the sliding direction. As shown in FIG. 9, when the gantry 7 slides in the right direction, the right side of the gantry 7 is lifted right before sliding (a), and when the floor 7 is landed from that state, the gantry 7 slides in the right direction (b) and the left side (C). Therefore, modeling is performed to give directivity to the left and right sliding directions.

図10に、すべりモデルにおいて架台7の片側に初期ギャップを設けた図の一例を示す。図10(a)に示すように、架台7の片側に初期ギャップ31を設けた場合、同図(b)に示すように、初期ギャップ31を設けた反対側が浮上りやすくなる。その結果として、同図(c)に示すように、初期ギャップ31と反対側にすべりやすくなることから、すべり方向に指向性を持たせることができる。   FIG. 10 shows an example of a diagram in which an initial gap is provided on one side of the gantry 7 in the sliding model. As shown in FIG. 10 (a), when the initial gap 31 is provided on one side of the gantry 7, the opposite side where the initial gap 31 is provided is likely to float as shown in FIG. 10 (b). As a result, as shown in FIG. 5C, since it becomes easy to slide to the side opposite to the initial gap 31, directivity can be given in the sliding direction.

ここで、初期ギャップ31を設けたすべりモデルの考え方及び作成方法を、図11を参照して説明する。床面12と架台7間の摩擦係数は、用いる材質により異なることを考慮して設定する。初期ギャップ31は、架台7の製作公差及び床面の平面度から求められる最大値とするか、パラメータスタディを実施する。その初期ギャップ31を、図11に示す例のように、架台7の片側又は両側の端部から、架台7を複数の要素に分割して設定する。これにより、すべりモデルにおいて架台7の片側又は両側に初期ギャップ31を設けることで、すべり方向に指向性を持たせることが可能となる。   Here, the concept and creation method of the slip model provided with the initial gap 31 will be described with reference to FIG. The friction coefficient between the floor 12 and the gantry 7 is set in consideration of the fact that it differs depending on the material used. The initial gap 31 is set to the maximum value obtained from the manufacturing tolerance of the gantry 7 and the flatness of the floor surface, or a parameter study is performed. The initial gap 31 is set by dividing the gantry 7 into a plurality of elements from one or both ends of the gantry 7 as in the example shown in FIG. Thus, by providing the initial gap 31 on one side or both sides of the gantry 7 in the slip model, directivity can be given in the slip direction.

(2−2)着床状態の浮上りモデル
着床状態において外力を受けてキャスク6が搭載された架台7が浮上る現象は、主に摩擦係数の比較的大きな床面12の場合に支配的な挙動であり、特に、浮上りを伴うロッキング振動が発生することが特徴である。そこで、ロッキング振動をモデル化するために、架台が滑らないように底部の水平方向を支持するとともに、初期ギャップを設けたモデルを作成する。
(2-2) Lifting model in the landing state The phenomenon in which the mount 7 on which the cask 6 is mounted in response to an external force in the landing state is mainly dominant in the case of the floor surface 12 having a relatively large friction coefficient. In particular, it is characterized by the occurrence of rocking vibration accompanied by lifting. Therefore, in order to model the rocking vibration, a model with an initial gap is created while supporting the horizontal direction of the bottom so that the mount does not slide.

図12に、浮上りモデルにおいて初期ギャップを設けた一例を示す。初期ギャップは、ロッキング振動が左右両方向に揺れるので、図12に示すように両側に設ける。ただし、床面12の状態により片側に初期ギャップを設定することもできる。   FIG. 12 shows an example in which an initial gap is provided in the floating model. The initial gap is provided on both sides as shown in FIG. However, an initial gap can be set on one side depending on the state of the floor surface 12.

架台7の底部の水平方向は拘束し、初期ギャップは架台の製作公差及び床面の平面度から求められる最大値とするか、パラメータスタディを実施する。その初期ギャップを図12に示す例のように架台7の両側の端部から複数の要素で設定する。   The horizontal direction of the bottom of the gantry 7 is constrained, and the initial gap is set to the maximum value obtained from the manufacturing tolerance of the gantry and the flatness of the floor surface, or a parameter study is performed. The initial gap is set by a plurality of elements from both ends of the gantry 7 as in the example shown in FIG.

このように、浮上りモデルにおいて、架台7の水平方向を拘束し、架台7の片側又は両側に初期ギャップを設けることで、ロッキング振動させることが可能となる。   As described above, in the floating model, the horizontal direction of the gantry 7 is constrained, and the initial gap is provided on one side or both sides of the gantry 7, thereby enabling rocking vibration.

<時刻歴解析:S103b>
時刻歴解析(S103b)において、S103aで作成された簡易モデルを用い、周知の時刻歴解析(動解析)により安全性の評価量である「すべり量」と「浮上り量」を算出する。
<Time history analysis: S103b>
In the time history analysis (S103b), the “slip amount” and the “lift amount”, which are safety evaluation amounts, are calculated by a known time history analysis (dynamic analysis) using the simple model created in S103a.

入力条件102として設定された解析条件、例えば、設計用地震動、建屋仕様(床面勾配、摩擦係数)、キャスク仕様(寸法、重量等)等に従って、簡易モデルに基づいて動的な解析を実行する。浮上状態の簡易モデルを用いた解析は、搬送中の「すべり量」と「浮上り量」を算出する。着床状態の簡易モデルを用いた解析は、貯蔵中の「すべり量」と「浮上り量」を算出する。   Dynamic analysis is executed based on a simple model according to analysis conditions set as the input condition 102, for example, design ground motion, building specifications (floor slope, friction coefficient), cask specifications (size, weight, etc.), etc. . In the analysis using the simple model of the floating state, “slip amount” and “lift amount” during transportation are calculated. The analysis using the simple model of the landing state calculates the “slip amount” and “lift amount” during storage.

<安全性評価:S104>
安全性評価は、時刻歴解析S103bで算出された「すべり量」と「浮上り量」を、評価基準と比較してエアパレット搬送装置の安全性を評価する。「すべり量」については、搬送路中の周辺の構造物との衝突、あるいは貯蔵位置周辺の構造物との衝突の有無を判断する。「浮上り量」については、エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断する。例えば、図4に示したように、キャスク6の重心13が架台7の一端の支点15を通る鉛直線16の外側に出ると転倒する。この境界の浮上り量を転倒条件H*とし、算出された浮上り量hと転倒条件H*とを比較し、h<H*であれば転倒しないと判断する。
<Safety evaluation: S104>
In the safety evaluation, the “slip amount” and the “lift amount” calculated in the time history analysis S103b are compared with the evaluation criteria to evaluate the safety of the air pallet transport device. As for “slip amount”, it is determined whether or not there is a collision with a surrounding structure in the conveyance path or a collision with a structure around the storage position. As for the “lift amount”, it is determined whether or not the air pallet conveying device is overturned. For example, as shown in FIG. 4, when the center of gravity 13 of the cask 6 comes outside the vertical line 16 passing through the fulcrum 15 at one end of the gantry 7, the cask 6 falls over. The amount of rising at this boundary is set as the overturning condition H *, and the calculated amount of rising h is compared with the overturning condition H *. If h <H *, it is determined that no overturning occurs.

図13に、本発明のエアパレット搬送装置の安全性評価方法の他の実施例の手順のフローチャートを示す。本実施例が、図3に示した実施例と異なる点は、時刻歴解析(S103b)に代えて、簡易安全性評価(S105)を適用したことにある。この簡易安全性評価(S105)は、浮上状態の評価には適用せず、着床状態における簡易モデルを用いた安全性評価方法にのみ適用する。その他は、図3と同一であることから、同一の符号を付して、説明を省略する。   FIG. 13 shows a flowchart of the procedure of another embodiment of the method for evaluating the safety of the air pallet carrying apparatus of the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 3 in that a simple safety evaluation (S105) is applied instead of the time history analysis (S103b). This simple safety evaluation (S105) is not applied to the floating state evaluation, but only to the safety evaluation method using the simple model in the landing state. Since others are the same as those in FIG. 3, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

図13において、簡易安全性評価(S105)は、エアパレット搬送装置に外力が働いた状態における挙動現象を単純化したものである。この簡易安全性評価手法は、解析を用いた安全性評価よりも安全側の評価となり、計算コストを小さくすることが可能となる。   In FIG. 13, the simplified safety evaluation (S105) is a simplified behavioral phenomenon in the state where an external force is applied to the air pallet transfer device. This simple safety evaluation method is a safer evaluation than the safety evaluation using the analysis, and the calculation cost can be reduced.

着床状態における挙動は、床面状態によりすべりが支配的になったり、ロッキング振動が支配的になったりと挙動が変化する。そこで、本実施例の簡易安全性評価(S105)においては、すべりに注目した評価と、ロッキング振動を伴う架台端部の浮上りに注目した評価を行う。   The behavior in the landing state changes depending on the floor surface state, such as slip becomes dominant or rocking vibration becomes dominant. Therefore, in the simple safety evaluation (S105) of the present embodiment, an evaluation focusing on slip and an evaluation focusing on lifting of the end of the gantry accompanying rocking vibration are performed.

(1)着床状態における簡易すべり評価
図14に、簡易安全性評価方法におけるすべり評価の考え方の一例を示す。すべり評価において、着床状態のすべりは剛体のすべりと考えられ、すべり量は摩擦抵抗が全く無い完全なすべり状態が最も大きくなる。この時のすべり量は、キャスク6と床面12の相対変位であるが、キャスク6は完全にすべり変位が0なので、すべり量は床面12の変位そのものである。一方、既往の知見により、キャスク着床状態におけるすべり挙動は、すべる方向に指向性を持つ傾向があることが確認されている。前述の完全なすべり状態におけるすべり量は両振幅になり、戻りのためにすべり量が相殺されてしまう。そこで、すべり量が累積する状態を表現するため、一方向のみすべる挙動として片側方向へは完全すべり状態で、逆方向へは固着状態となると仮定してすべり量を求める。
(1) Simple slip evaluation in the landing state FIG. 14 shows an example of the concept of slip evaluation in the simple safety evaluation method. In the slip evaluation, the slip in the landing state is considered to be a slip of a rigid body, and the slip amount is the largest in a complete slip state without any frictional resistance. The slip amount at this time is the relative displacement between the cask 6 and the floor surface 12, but the slip amount of the cask 6 is completely zero, so the slip amount is the displacement of the floor surface 12 itself. On the other hand, based on past knowledge, it has been confirmed that the sliding behavior in the cask landing state tends to have directivity in the sliding direction. The slip amount in the above-described perfect slip state has both amplitudes, and the slip amount is canceled for return. Therefore, in order to express a state in which the slip amount is accumulated, the slip amount is obtained on the assumption that the slip state in one direction is a complete slip state in one direction and a fixed state in the opposite direction.

図14(a)に示すように、床変位が増加する時は完全すべり状態になり、キャスク6は止まったままなので相対変位が増加する。そして、同図(b)に示すように、床変位が減少する時は固着状態になり、キャスクは床と一緒に移動するので、相対変位は変化しない。計算方法としては、速度が正の時に床変位を加算するものと、速度が負の時に加算するものの2種類を求め、大きい方の加算結果を採用する。これが最も安全側のすべり評価となる。   As shown in FIG. 14 (a), when the floor displacement increases, the slipping state is complete, and the cask 6 remains stopped, so the relative displacement increases. As shown in FIG. 5B, when the floor displacement decreases, the fixed state is established, and the cask moves together with the floor, so that the relative displacement does not change. As a calculation method, two types are calculated, one that adds the floor displacement when the speed is positive and the other that adds when the speed is negative, and the larger addition result is adopted. This is the safest slip evaluation.

実際のすべりは、キャスクに外力が働いたときに常に発生しているのではなく、キャスクの慣性力が静摩擦力を上回るときのみ滑る。床面に置かれた剛体の慣性力は、床面の加速度に質量をかけたものになるため、床面の加速度値からすべりの有無が分かる。つまり、「床加速度>摩擦係数×重力加速度」の時にすべりを生じることになる。前述の床変位の加算において、計算対象の時間範囲をすべるときのみに限定することで、すべり量の評価値は実際の現象に近くなる。   The actual slip does not always occur when an external force is applied to the cask, but slips only when the inertia force of the cask exceeds the static friction force. Since the inertial force of the rigid body placed on the floor surface is obtained by multiplying the acceleration of the floor surface by the mass, the presence / absence of slippage can be determined from the acceleration value of the floor surface. That is, slip occurs when “floor acceleration> friction coefficient × gravity acceleration”. In the above-described addition of floor displacement, by limiting the calculation time range only to slip, the evaluation value of the slip amount becomes close to an actual phenomenon.

(2)着床状態における簡易浮上り評価
着床状態の浮上りはロッキング振動が発生する時に大きく現れるので、剛体のロッキング振動の特性から簡易評価手法を導くことができる。まず、ロッキング振動について検討すべき周波数範囲について述べる。
(2) Simple lift evaluation in the landing state Since the floating in the landing state appears greatly when rocking vibration occurs, a simple evaluation method can be derived from the characteristics of the rocking vibration of the rigid body. First, the frequency range to be examined for rocking vibration is described.

図15に、ロッキング等価周波数についての説明図の一例を示す。ロッキング振動数をfとした場合、図15のように、ある浮上り量hからの着床時間をtとして、このtを4倍した時間を1周期と仮定することで、ロッキング等価周波数fを求めることができる。したがってtとfは次式から求められる。同式において、θはキャスク6の傾き角、aは傾き支点と重心位置との距離、αは(90°−θ)、gは重力加速度である。   FIG. 15 shows an example of an explanatory diagram for the locking equivalent frequency. Assuming that the rocking frequency is f, as shown in FIG. 15, assuming that the landing time from a certain lift h is t, and assuming that the time obtained by multiplying t by 4 is one cycle, the rocking equivalent frequency f is Can be sought. Therefore, t and f are obtained from the following equations. In the equation, θ is the inclination angle of the cask 6, a is the distance between the inclination fulcrum and the center of gravity, α is (90 ° −θ), and g is the gravitational acceleration.

Figure 0004644150
検討すべき周波数範囲は、転倒条件である浮上り量H*に対して十分小さい値とする。次に、ロッキング振動の応答値について、ロッキング振動時のキャスク6の振動特性がロッキング周波数と等しい固有振動数であると仮定すると、重心13の応答値は応答スペクトルにより求められる。また、ロッキング周波数は応答値により変化するが、ロッキング周波数が取りうる範囲の固有振動数を対象に応答スペクトルの最大値を求めればロッキング振動の応答値は包絡される。
Figure 0004644150
The frequency range to be examined is a sufficiently small value with respect to the lift amount H * that is the overturning condition. Next, regarding the response value of the rocking vibration, assuming that the vibration characteristic of the cask 6 at the time of the rocking vibration is a natural frequency equal to the rocking frequency, the response value of the center of gravity 13 is obtained from the response spectrum. Further, the rocking frequency varies depending on the response value. If the maximum value of the response spectrum is obtained for the natural frequency within the range that the rocking frequency can take, the rocking vibration response value is enveloped.

図16に、キャスク6の重心と浮上がり量の関係図の一例を示す。図15の考え方より、ロッキング振動による浮上り量hは、次の手順で算出することができる。まず、ロッキング周波数fが取りうる範囲の固有振動数を対象にした速度応答スペクトルから浮き上がりの最大速度vを求める。次に、最大速度による運動エネルギーが位置エネルギーに変換されると仮定して、重心の浮上り量hが次式により求められる。なお、gは重力加速度である。 FIG. 16 shows an example of a relationship diagram between the center of gravity of the cask 6 and the lift amount. From the concept of FIG. 15, the floating amount h due to rocking vibration can be calculated by the following procedure. First, the maximum speed v of lifting is obtained from the speed response spectrum for the natural frequency in the range that the rocking frequency f can take. Next, assuming that the kinetic energy due to the maximum velocity is converted into potential energy, the floating amount h 0 of the center of gravity is obtained by the following equation. In addition, g is a gravitational acceleration.

Figure 0004644150
そして、図16に示すように、重心の浮上り量hが発生した時の架台端部の浮上り量hを算出し、転倒条件である浮上り量H*と比較することにより、転倒の有無を評価することができる。
Figure 0004644150
Then, as shown in FIG. 16, the lift amount h of the gantry end when the lift amount h 0 of the center of gravity occurs is calculated, and compared with the lift amount H * which is the fall condition, The presence or absence can be evaluated.

以上の実施例1、2は、本発明の安全性評価方法を、放射性物質を貯蔵するキャスクの搬送及び貯蔵に係るエアパレット搬送装置に適用した例で説明したが、本発明はこれに限らず、一般の重量物を搬送及び貯蔵に係るエアパレット搬送装置に適用することができるのは言うまでもない。   In the first and second embodiments described above, the safety evaluation method of the present invention has been described as an example in which the method is applied to an air pallet transport apparatus related to transport and storage of a cask that stores radioactive materials, but the present invention is not limited to this. Needless to say, general heavy objects can be applied to an air pallet conveying apparatus for conveying and storing.

エアパレット搬送装置の一実施例の概要構成図である。It is a schematic block diagram of one Example of an air pallet conveying apparatus. エアパレットの一実施例の断面図である。It is sectional drawing of one Example of an air pallet. 本発明のエアパレット搬送装置の安全性評価方法の一実施例の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of one Example of the safety evaluation method of the air pallet conveying apparatus of this invention. 浮上状態におけるエアパレット搬送装置の簡易モデル設定の考え方を説明する図である。It is a figure explaining the view of the simple model setting of the air pallet conveying apparatus in the floating state. 浮上状態におけるエアパレット搬送装置の簡易モデルの一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the simple model of the air pallet conveying apparatus in the floating state. 浮上状態におけるエアパレット搬送装置の接触部の簡易モデル設定の考え方を説明する図である。It is a figure explaining the idea of the simple model setting of the contact part of the air pallet conveying apparatus in the floating state. 着床状態におけるキャスクと架台の簡易モデルの一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the simple model of a cask and a mount frame in a landing state. 着床状態におけるキャスクと架台の振動パターンを説明する図である。It is a figure explaining the vibration pattern of a cask and a mount in a landing state. 着床状態におけるキャスクと架台のすべり時の挙動を説明する図である。It is a figure explaining the behavior at the time of sliding of a cask and a mount in the landing state. 着床状態におけるキャスクと架台のすべりモデルに片側ギャップを設けた一例を示す図である。It is a figure which shows an example which provided the one side gap in the slip model of the cask and mount frame in the landing state. 着床状態におけるキャスクと架台のすべりモデルに初期ギャップを設定することを説明する図である。It is a figure explaining setting an initial gap to a slip model of a cask and a stand in the landing state. 着床状態におけるキャスクと架台のすべりモデルに初期ギャップを設けた一例を示す図である。It is a figure which shows an example which provided the initial stage gap in the slip model of the cask in a landing state, and a mount frame. 着床状態における簡易安全性評価方法を適用したエアパレット搬送装置の安全性評価方法の一実施例の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of one Example of the safety evaluation method of the air pallet conveying apparatus to which the simple safety evaluation method in a landing state is applied. 簡易安全性評価方法のすべり評価の考え方を説明する図である。It is a figure explaining the idea of the slip evaluation of a simple safety evaluation method. 簡易安全性評価方法のロッキング等価周波数についての説明図である。It is explanatory drawing about the rocking equivalent frequency of the simple safety evaluation method. 簡易安全性評価法のキャスクの重心と浮上り量の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the gravity center of the cask of the simple safety evaluation method, and the floating amount.

符号の説明Explanation of symbols

1…台車
2…エアホース
3…車輪
4…駆動装置
5…圧縮空気源
6…キャスク
7…架台
8…固定金具
9…エアバッグ
10…空気層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Carriage 2 ... Air hose 3 ... Wheel 4 ... Drive device 5 ... Compressed air source 6 ... Cask 7 ... Base 8 ... Fixed metal fitting 9 ... Air bag 10 ... Air layer

Claims (4)

使用済燃料を収容するキャスクを搭載し固定した架台と、該架台を載荷する複数のエアバッグを装備し該エアバックに圧縮空気を送り込んで床面との間に空気層を形成して前記架台を浮上させる2個並列に配置された台車と、該台車に取り付けられたエアモータにより該台車を水平移動させる駆動装置を備えてなるエアパレット搬送装置の安全評価方法であって、前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときの挙動解析のために、前記エアパレット搬送装置を集中質量、はり要素、ばね要素、ギャップ要素といった簡単な要素を組み合わせて時刻歴解析が可能なはり質点モデルにて解析用モデルを構築し、該解析用モデルを用いて前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときの挙動を時刻歴解析し、該時刻歴解析結果の最大応答変位から前記床面をすべり移動する前記架台のすべり量と前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断するための前記架台の片側の浮上り量を算出し、算出した前記すべり量から周辺の構造物との衝突の有無を判断して安全性を評価し、算出した前記浮上り量から前記エアパレット搬送装置の重心が前記架台の着床端の支点を通る鉛直線を越えるか否かに基づいて前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断して安全を評価するエアパレット搬送装置の安全評価方法。 Wherein forming an air layer frame between a frame that is equipped with a cask for accommodating the spent fuel fixed, a plurality of equipped with airbags floor by feeding compressed air to the air bag for loading the cradle and two carriages arranged in parallel to float, a safety evaluation method of the air pallet carrying device including a drive device for horizontally moving the carriage by attached air motor to the carriage, the air pallet conveying apparatus For analysis of the behavior when external force is applied to the air pallet, the air pallet transfer device is used for analysis with a beam mass model capable of time history analysis by combining simple elements such as concentrated mass, beam elements, spring elements, and gap elements. building a model to analyze time history behavior when an external force is exerted on the air pallet conveying apparatus using the model for the analysis, the maximum response displacement of the time history analysis result The sliding amount of the gantry that slides on the floor surface and the floating amount on one side of the gantry for judging whether the air pallet transport device falls or not are calculated, and the surrounding structures are calculated from the calculated sliding amount. The presence or absence of a collision is judged and safety is evaluated, and based on whether the center of gravity of the air pallet transport device exceeds the vertical line passing through the fulcrum of the landing end of the gantry from the calculated floating amount A safety evaluation method for an air pallet transport device that evaluates safety by determining whether the air pallet transport device is overturned . 使用済燃料を収容するキャスクを搭載し固定した架台と、該架台を載荷する複数のエアバッグを装備し該エアバックに圧縮空気を送り込んで地面との間に空気層を形成して前記架台を浮上させる2個並列に配置された台車と、該台車に取り付けられたエアモータにより該台車を水平移動させる駆動装置を備えてなるエアパレット搬送装置の安全評価方法であって、前架台が着床状態における前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときの挙動解析のために、前記エアパレット搬送装置を集中質量、はり要素、ばね要素、ギャップ要素といった簡単な要素を組み合わせて時刻歴解析が可能なはり質点モデルにて解析用モデルを構築し、該解析用モデルを用いて前記架台に外力が働いたときの挙動を時刻歴解析して、前記地面をすべり移動する前記架台のすべり量と、前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断するための前記架台の片側の浮上り量を算出し、算出した前記すべり量と前記浮上り量とに基づいて安全を評価するにあたって、前記すべり量は、前記架台が着床された床面の外力が働いたときの加速度が、前記架台と前記床面との摩擦係数と重力加速度との積を超えたときにすべりが発生するとして算出し、前記浮上り量は、前記架台のロッキング振動によって前記架台の片側が浮上がったときの浮上り量を算出し、算出した前記すべり量から周辺の構造物との衝突の有無を判断して安全性を評価し、算出した前記浮上り量から前記エアパレット搬送装置の重心が前記架台の着床端の支点を通る鉛直線を越えるか否かに基づいて前記エアパレット搬送装置の転倒の有無を判断して安全を評価するエアパレット搬送装置の安全評価方法。 A frame that spent fuel equipped with a cask for accommodating the fixing, the frame to form an air layer between the ground by feeding compressed air into equipped with multiple air bags to loading the cradle said airbag and two carriages arranged in parallel to float, a safety evaluation method of the air pallet carrying device including a drive device for horizontally moving the carriage by attached air motor to the carriage, before Symbol cradle implantation Time history analysis is possible by combining the air pallet transport device with simple elements such as concentrated mass, beam element, spring element, and gap element to analyze the behavior when external force is applied to the air pallet transport device in the state. constructs for analysis model in beam mass model analyzes the time history of the behavior when an external force is exerted on the frame by using a model for the analysis, move sliding the ground And slippage of the frame, said calculating the uplift amounts of one side of the frame for determining the presence or absence of falling of the air pallet conveying apparatus, safety on the basis of said uplift amount and the slip amount issued calculated in evaluating the slip of acceleration when said cradle worked external force of implantation has been floor, slip when it exceeds the product of the friction coefficient and the gravitational acceleration of the platform and the floor surface There is calculated as occurring, the amount Ri said levitation collision with the calculated the uplift amount when the rocking of the cradle Thus the one side of the cradle lifted, structures around from the calculated said slippage The air pallet is evaluated based on whether the center of gravity of the air pallet transport device exceeds the vertical line passing through the fulcrum of the landing end of the gantry from the calculated floating amount If the transport device falls Safety evaluation method of the air pallet conveying apparatus determines to assess the safety of. 前記解析用モデルは、前記貯蔵架台の浮上状態用と着床状態用とに分けられ、前記キャスクと前記貯蔵架台と前記駆動装置をはり要素で模擬し、前記駆動装置の車輪と前記エアパレット及び前記貯蔵架台とをギャップ要素とばね要素で模擬し、前記キャスクの重心位置に集中荷重及び回転慣性が作用するものとして作成されてなる簡易モデルであることを特徴とする請求項1又は2に記載のエアパレット搬送装置の安全評価方法。 The analysis model is divided into a floating state and a landing state of the storage stand, the cask, the storage stand, and the drive device are simulated with beam elements, the wheels of the drive device, the air pallet, 3. The simplified model formed by simulating the storage frame with a gap element and a spring element and created as a concentrated load and rotational inertia act on the center of gravity of the cask. 4. Safety evaluation method for air pallet transfer equipment. 前記簡易モデルは、前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときに発生するロッキング振動により、前記架台の片側が浮上がった後、前記床面と衝突する際に、前記床面と衝突した側の方向に前記エアパレット搬送装置がすべる現象が発生することを利用して、前記エアパレット搬送装置の前記架台の片側と床面との間に初期ギャップを設定し、前記初期ギャップを設定しない側の前記架台の浮上がりを発生させやすくすることにより、前記初期ギャップを設定しない側にて床面との衝突及びすべりを発生しやすくして、前記エアパレット搬送装置に外力が働いたときの前記エアパレット搬送装置のすべる方向に指向性を持たせたことを特徴とする請求項3に記載のエアパレット搬送装置の安全評価方法。 The simple model is formed on the side that collides with the floor surface when colliding with the floor surface after one side of the cradle is lifted by rocking vibration generated when an external force is applied to the air pallet conveying device . By utilizing the phenomenon that the air pallet conveying device slips in the direction, an initial gap is set between one side of the gantry of the air pallet conveying device and the floor surface, and the side where the initial gap is not set is set. By facilitating the floating of the gantry, it is easy to generate a collision with the floor and a slip on the side where the initial gap is not set, and the air when an external force is applied to the air pallet transfer device. 4. The safety evaluation method for an air pallet transport apparatus according to claim 3, wherein directivity is provided in a sliding direction of the pallet transport apparatus.
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