JP5675448B2 - Fuel rod changer - Google Patents
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Description
本発明は、原子炉の炉心と貯蔵室との間で燃料棒の交換を行う燃料棒交換装置に関する。 The present invention relates to a fuel rod exchange device for exchanging fuel rods between a reactor core and a storage chamber.
原子炉の炉心と貯蔵室との間で燃料棒の交換を行う燃料棒交換装置の一例を図5,6に示す。 An example of a fuel rod exchange device for exchanging fuel rods between the reactor core and the storage chamber is shown in FIGS.
図5,6に示すように、軸方向を上下に向けて正面(図5,6中、左側)に開口を有する内部中空の本体胴11の内部上方には、軸方向を上下に向けたボールねじ軸12の一端側が回転可能に取り付けられている。このボールねじ軸12には、支持板13が螺合しており、当該支持板13は、当該ボールねじ軸12の回転に伴って、当該ボールねじ軸12に沿って移動することができるようになっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, a ball whose axial direction is directed upward and downward is located above the interior of the hollow body 11 having an opening on the front (left side in FIGS. One end side of the
前記支持板13の下面には、軸方向を上下に向けた駆動軸14の一端(上端)が連結固定されている。この駆動軸14の他端(下端)には、軸方向を上下に向けて正面(図5,6中、左側)及び下面に開口を有する内部中空の可動筒15の上面が連結固定されており、当該可動筒15は、前記ボールねじ軸12の回転に伴って、前記支持板13及び前記駆動軸14を介して前記本体胴11の内部を昇降移動することができるようになっている。
One end (upper end) of the
前記可動筒15の内部には、軸方向を上下に向けて下面に開口を有する内部中空の収納ケース16が配設されている。前記可動筒15の内壁面の上方には、上方アーム17の基端側が、当該可動筒15及び前記本体胴11の前記開口を介して当該可動筒15及び当該本体胴11の内部と外部との間で先端側のスイング移動を可能とするように、水平軸回りで回動可能に連結されている。前記上方アーム17の先端側は、前記収納ケース16の外壁面の上下方向中程に上記基端側と同じ水平軸回りで回動可能に連結されている。
Inside the
前記可動筒15の内壁面の上下方向中程には、下方アーム18の基端側が、当該可動筒15及び前記本体胴11の前記開口を介して当該可動筒15及び当該本体胴11の内部と外部との間で先端側のスイング移動を可能とするように、水平軸回りで回動可能に連結されている。前記下方アーム18の先端側は、前記収納ケース16の外壁面の下方に上記基端側と同じ水平軸回りで回動可能に連結されている。
In the middle in the vertical direction of the inner wall surface of the
前記本体胴11の内部下方には、リンクアーム19の基端側が、前記可動筒15及び当該本体胴11の前記開口を介して当該可動筒15及び当該本体胴11の内部と外部との間で先端側のスイング移動を可能とするように、水平軸回りで回動可能に連結支持されている。前記リンクアーム19の先端側は、前記下方アーム18の基端と先端との間に上記基端側と同じ水平軸回りで回動可能に連結されている。
Below the inside of the main body cylinder 11, the base end side of the
つまり、前記ボールねじ軸12を回転させて前記支持板13及び前記駆動軸14を介して前記可動筒15を下降させると、前記収納ケース16が、前記アーム17〜19の作用により、当該可動筒15及び前記本体胴11の内部から外部へ位置するように揺動移動し(図6参照)、前記ボールねじ軸12を回転させて前記支持板13及び前記駆動軸14を介して前記可動筒15を上昇させると、前記収納ケース16が、前記アーム17〜19の作用により、当該可動筒15及び前記本体胴11の外部から内部へ位置するように揺動移動する(図5参照)ようになっているのである。
In other words, when the
前記収納ケース16の内部には、長手方向を上下に向けたガイドレール20が取り付けられている。前記ガイドレール20には、燃料棒を着脱可能に把持するグリッパ装置21が当該ガイドレール20に沿って移動できるように設けられている。
Inside the
また、前記本体胴11は、炉内の炉心上方で当該炉心の周方向に沿って移動できるように配設されると共に、正面側の向きを切り替えることができるように周方向に回転可能となっている。なお、図5,6中、22はボールねじ軸12を回転させる駆動モータである。
The main body cylinder 11 is disposed so as to be movable along the circumferential direction of the core above the core in the reactor, and is rotatable in the circumferential direction so that the direction of the front side can be switched. ing. 5 and 6,
このようなパンタグラフ式の燃料棒交換装置10において、燃料棒の交換を行う場合には、前記本体胴11を炉心内の目的とする使用済みの燃料棒に最も近接する箇所に位置させるように当該本体胴11を当該炉心の周方向に沿って移動させた後、前記アーム17〜19を揺動させて前記収納ケース16を当該可動筒15及び当該本体胴11の内部から外部へスイング移動させることにより、目的とする使用済みの燃料棒の上方に前記グリッパ装置21を位置させるように、前記駆動モータ22を作動させて、前記駆動軸14を介して前記可動筒15を所定長下降させる。
In such a pantograph type fuel
そして、前記ガイドレール20に沿って前記グリッパ装置21を下降させて、目的とする使用済みの燃料棒の上部を当該グリッパ装置21で把持したら、前記ガイドレール20に沿って当該グリッパ装置21を上昇させることにより、上記燃料棒を前記収納ケース16の内部へ収納した後、前記アーム17〜19を揺動させて当該収納ケース16を前記可動筒15及び前記本体胴11の外部から内部へスイング移動させることにより、当該収納ケース16を当該可動筒15の内部へ格納するように、前記駆動モータ22を作動させて、前記駆動軸14を介して当該可動筒15を規定の上方位置にまで上昇させる。
Then, when the
続いて、前記本体胴11を貯蔵室の近傍に位置させるように炉心の周方向に沿って移動させたら、前記駆動モータ22を作動して、前記駆動軸14を介して前記可動筒15を所定長下降させることにより、前記アーム17〜19を揺動させて、前記収納ケース16内に収納した使用済みの燃料棒を貯蔵室の上方に位置させた後、前記グリッパ装置21を下降させて上記燃料棒を貯蔵室内に収納する。
Subsequently, when the main body cylinder 11 is moved along the circumferential direction of the core so as to be positioned in the vicinity of the storage chamber, the
次に、貯蔵室内の新たな燃料棒を前記グリッパ装置21で把持し、当該グリッパ装置21を上昇させて当該燃料棒を前記収納ケース16内に収納したら、当該収納ケース16を前記可動筒15の内部へ格納するように、前記駆動モータ22を作動させて、前記駆動軸14を介して当該可動筒15を規定の上方位置にまで上昇させた後、前記本体胴11を前記炉心の周方向に沿って再び移動させ、前記駆動モータ22を作動させて、前記駆動軸14を介して上記可動筒15を所定長下降させることにより、先に抜き出した前記燃料棒の位置していた箇所の上方に、上記収納ケース16内に収納した新たな燃料棒を位置させた後、上記グリッパ装置21を下降させて新たな燃料棒を炉心に入れる。
Next, when a new fuel rod in the storage chamber is gripped by the
このような作動を行うことにより、炉心と貯蔵室との間での燃料棒の交換が行われる。 By performing such an operation, the fuel rods are exchanged between the core and the storage chamber.
前述したような燃料棒交換装置10は、炉内での位置関係の都合から、燃料棒を取り扱う下方寄りが炉内のナトリウム溶融液1中(約200℃)に位置し、上方寄りが炉内のカバーガス2の雰囲気中(約150℃)に位置していることから、前記収納ケース16を前記可動筒15の内部に位置させるように当該可動筒15を上昇させているときには前記駆動軸14が全長にわたってカバーガス2側に位置するものの(図5参照)、前記収納ケース16を前記可動筒15の外部に位置させるように当該可動筒15を下降させているときには前記駆動軸14の下方側がナトリウム溶融液1側に位置するようになってしまう(図6参照)。
In the fuel
このため、前記可動筒15を上昇させているときと下降させているときとで前記駆動軸14に熱伸び差が生じてしまい、目的とする燃料棒に対する前記グリッパ装置21の位置決め精度の低下を招いてしまっている。
For this reason, a difference in thermal expansion occurs in the
このようなことから、本発明は、駆動軸の熱伸びによる位置決め精度の低下を防止することができる燃料棒交換装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a fuel rod exchanging device that can prevent a decrease in positioning accuracy due to thermal elongation of a drive shaft.
前述した課題を解決するための、第一番目の発明による燃料棒交換装置は、長手方向を上下へ向けるように配設されて正面に開口を有する内部中空の本体胴と、長手方向を上下へ向けるように前記本体胴の内部に配設されて正面に開口を有する内部中空の可動筒と、前記可動筒に下端を連結された駆動軸と、前記駆動軸の上端に連結された支持部材と、前記支持部材を支持して前記可動筒を前記本体胴の内部で昇降移動させる昇降移動手段と、長手方向を上下へ向けるように前記可動筒の内部に配設されて下面に開口を有する内部中空の収納ケースと、前記収納ケースの内部に昇降移動可能に配設されて燃料棒を着脱可能に保持する燃料棒保持手段と、前記可動筒及び前記本体胴の前記開口を介して当該可動筒及び当該本体胴の内部と外部との間を揺動移動できるように前記収納ケースを支持する揺動支持手段と、前記可動筒の下降に伴って前記収納ケースを当該可動筒及び前記本体胴の外部へ位置させると共に当該可動筒の上昇に伴って当該収納ケースを当該可動筒及び当該本体胴の内部へ位置させるように当該収納ケースを揺動させる揺動移動手段と、前記可動筒に下端を連結されて前記駆動軸と異なる線膨張率を有する指標軸と、前記支持部材に対する前記指標軸の上端側の変位量を計測する変位量計測手段と、前記変位量計測手段からの情報に基づいて、前記駆動軸の熱伸び量を算出し、当該熱伸び量に対応して、前記昇降移動手段による前記可動筒の昇降移動量を補正する演算制御手段とを備えていることを特徴とする。 A fuel rod exchanging device according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem is an internal hollow main body cylinder having an opening at the front face, which is arranged so that its longitudinal direction is directed up and down, and its longitudinal direction up and down. An internal hollow movable cylinder that is disposed inside the main body body and has an opening on the front surface thereof, a drive shaft having a lower end coupled to the movable cylinder, and a support member coupled to an upper end of the drive shaft. An elevating / moving means for supporting the supporting member to move the movable cylinder up and down inside the body barrel, and an interior having an opening on the lower surface disposed in the movable cylinder so that the longitudinal direction thereof is directed up and down A hollow storage case, a fuel rod holding means that is detachably disposed inside the storage case and that removably holds a fuel rod, and the movable cylinder via the opening of the movable cylinder and the main body cylinder And inside and outside of the main body Swing support means for supporting the storage case so that it can swing and move, and as the movable cylinder is lowered, the storage case is positioned outside the movable cylinder and the main body body and the movable cylinder is raised. Accordingly, swinging means for swinging the storage case so that the storage case is positioned inside the movable cylinder and the main body barrel, and linear expansion different from the drive shaft are connected to the lower end of the movable cylinder. An index shaft having a rate, a displacement amount measuring means for measuring a displacement amount of the upper end side of the index shaft with respect to the support member, and a thermal elongation amount of the drive shaft is calculated based on information from the displacement amount measuring means And an arithmetic and control unit that corrects the amount of vertical movement of the movable cylinder by the vertical movement unit corresponding to the amount of thermal expansion.
第二番目の発明による燃料棒交換装置は、第一番目の発明において、前記変位量計測手段が、前記指標軸の上端側に設けられた出力用ウォームと、前記出力用ウォームに噛み合う大径ウォームホイールと、前記大径ウォームホイールに噛み合い当該大径ウォームホイールよりも歯数の少ない小径ウォームホイールと、軸方向に移動可能に支持されて前記小径ウォームホイールに噛み合う入力用ウォームと、前記入力用ウォームに設けられた検知部材と、前記支持部材に設けられて前記検知部材の移動量を計測する移動量計測手段とを備えていることを特徴とする。 A fuel rod exchanging device according to a second invention is the fuel rod exchanging apparatus according to the first invention, wherein the displacement measuring means is an output worm provided on the upper end side of the indicator shaft and a large-diameter worm meshed with the output worm. A small-diameter worm wheel that meshes with the large-diameter worm wheel and has a smaller number of teeth than the large-diameter worm wheel, an input worm that is movably supported in the axial direction and meshes with the small-diameter worm wheel, and the input worm And a movement amount measuring means provided on the support member for measuring the movement amount of the detection member.
本発明に係る燃料棒交換装置によれば、可動筒を上昇させているときと下降させているときとで駆動軸に熱伸び差を生じると、当該駆動軸の熱伸び量と異なる熱伸び量で指標軸が熱伸び差を生じることにより、変位量計測手段が、支持部材に対する指標軸の上端側の変位量を計測して、演算制御手段が、変位量計測手段からの情報に基づいて、駆動軸の熱伸び量を算出し、当該熱伸び量に対応して、昇降移動手段による可動筒の昇降移動量を補正するので、駆動軸の熱伸びによる位置決め精度の低下を防止することができる。 According to the fuel rod exchanging device according to the present invention, when a difference in thermal elongation occurs between the drive shaft when the movable cylinder is raised and when it is lowered, the thermal elongation amount different from the thermal elongation amount of the drive shaft. Thus, when the index axis produces a difference in thermal expansion, the displacement amount measuring means measures the displacement amount on the upper end side of the index axis with respect to the support member, and the arithmetic control means is based on the information from the displacement amount measuring means. Since the amount of thermal extension of the drive shaft is calculated and the amount of up and down movement of the movable cylinder by the up-and-down moving means is corrected corresponding to the amount of thermal extension, it is possible to prevent a decrease in positioning accuracy due to the thermal extension of the drive shaft. .
本発明に係る燃料棒交換装置の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。 Embodiments of a fuel rod exchanging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to only the following embodiments described with reference to the drawings.
[主な実施形態]
本発明に係る燃料棒交換装置の主な実施形態を図1〜4に基づいて説明する。
[Main embodiments]
A main embodiment of a fuel rod exchange device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1,2に示すように、軸方向を上下に向けて正面(図1,2中、左側)に開口を有する内部中空の本体胴111の内部上方には、軸方向を上下に向けたボールねじ軸112の一端側が回転可能に取り付けられている。このボールねじ軸112には、支持部材である支持板113が螺合しており、当該支持板113は、当該ボールねじ軸112の回転に伴って、当該ボールねじ軸112に沿って移動することができるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a ball whose axial direction is directed upward and downward is located above the interior of the
前記支持板113の下面には、軸方向を上下に向けた駆動軸114の一端(上端)が連結固定されている。この駆動軸114の他端(下端)には、軸方向を上下に向けて正面(図1,2中、左側)及び下面に開口を有する内部中空の可動筒115の上面が連結固定されており、当該可動筒115は、前記ボールねじ軸112の回転に伴って、前記支持板113及び前記駆動軸114を介して前記本体胴111の内部を昇降移動することができるようになっている。
One end (upper end) of the
前記可動筒115の内部には、軸方向を上下に向けて下面に開口を有する内部中空の収納ケース116が配設されている。前記可動筒115の内壁面の上方には、上方アーム117の基端側が、当該可動筒115及び前記本体胴111の前記開口を介して当該可動筒115及び当該本体胴111の内部と外部との間で先端側のスイング移動を可能とするように、水平軸回りで回動可能に連結されている。前記上方アーム117の先端側は、前記収納ケース116の外壁面の上下方向中程に上記基端側と同じ水平軸回りで回動可能に連結されている。
Inside the
前記可動筒115の内壁面の上下方向中程には、下方アーム118の基端側が、当該可動筒115及び前記本体胴111の前記開口を介して当該可動筒115及び当該本体胴111の内部と外部との間で先端側のスイング移動を可能とするように、水平軸回りで回動可能に連結されている。前記下方アーム118の先端側は、前記収納ケース116の外壁面の下方に上記基端側と同じ水平軸回りで回動可能に連結されている。
In the middle in the vertical direction of the inner wall surface of the
前記本体胴111の内部下方には、リンクアーム119の基端側が、前記可動筒115及び当該本体胴111の前記開口を介して当該可動筒115及び当該本体胴111の内部と外部との間で先端側のスイング移動を可能とするように、水平軸回りで回動可能に連結支持されている。前記リンクアーム119の先端側は、前記下方アーム118の基端と先端との間に上記基端側と同じ水平軸回りで回動可能に連結されている。
Below the inside of the
つまり、前記ボールねじ軸112を回転させて前記支持板113及び前記駆動軸114を介して前記可動筒115を下降させると、前記収納ケース116が、前記アーム117〜119の作用により、当該可動筒115及び前記本体胴111の内部から外部へ位置するように揺動移動し(図2参照)、前記ボールねじ軸112を回転させて前記支持板113及び前記駆動軸114を介して前記可動筒115を上昇させると、前記収納ケース116が、前記アーム117〜119の作用により、当該可動筒115及び前記本体胴111の外部から内部へ位置するように揺動移動する(図1参照)ようになっているのである。
That is, when the
前記収納ケース116の内部には、長手方向を上下に向けたガイドレール120が取り付けられている。前記ガイドレール120には、燃料棒を着脱可能に把持するグリッパ装置121が当該ガイドレール120に沿って移動できるように設けられている。
Inside the
また、前記可動軸115の上面には、軸方向を上下に向けた指標軸123の一端(下端)が連結固定されており、当該指標軸123は、前記駆動軸114と径方向で同一の断面積を有すると共に、当該駆動軸114と異なる線膨張率を有している。上記指標軸123は、前記駆動軸114よりも長く、その他端(上端)側が、前記支持板113の上方に位置するように当該支持板113の内側を軸方向で移動可能に貫通している。
In addition, one end (lower end) of an
図3に示すように、前記支持板113の上方に突出する前記指標軸123の上端側には、出力用ウォーム123aが形成されている。前記出力用ウォーム123aには、大径ウォームホイール124が噛み合っている。前記大径ウォームホイール124には、当該ウォームホイール124よりも歯数の少ない小径ウォームホイール125が噛み合っている。前記小径ウォームホイール125には、軸方向を上下に向けた入力用ウォーム126が噛み合っており、当該入力用ウォーム126は、回転に伴って軸方向に移動(昇降)することができるように支持されている。前記入力用ウォーム126の下端には、検知部材である移動板127が取り付けられている。
As shown in FIG. 3, an
つまり、前記指標軸123が熱膨張により軸方向へ伸縮すると、当該指標軸123の伸縮に伴う前記出力用ウォーム123aの上下方向の変位により、前記大径ウォームホイール124及び前記小径ウォームホイール125が回転し、前記入力用ウォーム126を介して前記移動板127が上下方向へ移動(変位)するようになっているのである。このとき、前記出力用ウォーム123aの変位量が前記大径ウォーム124から前記小径ウォーム125を介して前記入力用ウォーム126に伝達するので、当該入力用ウォーム126が上記出力用ウォーム123aよりも大きく変位するようになる。
That is, when the
前記移動板127の下方の前記支持板113上には、当該移動板127の移動量(変位量)を計測する移動量計測手段である接触式の変位センサ128が配設されている。この変位センサ128は、図4に示すように、演算制御手段である演算制御装置129の入力部に電気的に接続している。この演算制御装置129の出力部は、前記ボールねじ軸112を回転させる駆動モータ122に電気的に接続されており、当該演算制御装置129は、前記変位センサ128からの情報に基づいて、前記駆動モータ122の回転数を補正制御することができるようになっている(詳細は後述する)。
On the
なお、前記本体胴111は、炉内の炉心上方で当該炉心の周方向に沿って移動できるように配設されると共に、正面側の向きを切り替えることができるように周方向に回転可能となっている。
The
このような本実施形態においては、前記ボールねじ軸112、前記駆動モータ122等により昇降移動手段を構成し、前記上方アーム117、前記下方アーム118等により揺動支持手段を構成し、前記リンクアーム119等により揺動移動手段を構成し、前記ガイドレール120、前記グリッパ装置121等により燃料棒保持手段を構成し、前記出力用ウォーム123a、前記大径ウォームホイール124、前記小径ウォームホイール125、前記入力用ウォーム126、前記移動板127、前記変位センサ128等により変位量計測手段を構成している。
In this embodiment, the
次に、上述したような本実施形態に係るパンタグラフ式の燃料棒交換装置100の作動を説明する。 Next, the operation of the pantograph type fuel rod exchanging device 100 according to the present embodiment as described above will be described.
まず、前記本体胴111を炉心内の目的とする使用済みの燃料棒に最も近接する箇所に位置させるように当該本体胴111を炉心の周方向に沿って移動させた後、前記アーム117〜119を揺動させて前記収納ケース116を当該可動筒115及び当該本体胴111の内部から外部へスイング移動させることにより、目的とする使用済みの燃料棒の上方に前記グリッパ装置121を位置させるように、前記駆動モータ122を作動させて、前記駆動軸114を介して前記可動筒115を所定長下降させる。
First, after moving the
そして、前記ガイドレール120に沿って前記グリッパ装置121を下降させて、目的とする使用済みの燃料棒の上部を当該グリッパ装置121で把持したら、前記ガイドレール120に沿って当該グリッパ装置121を上昇させることにより、上記燃料棒を前記収納ケース116の内部へ収納した後、前記アーム117〜119を揺動させて当該収納ケース116を前記可動筒115及び前記本体胴111の外部から内部へスイング移動させることにより、当該収納ケース116を当該可動筒115の内部へ格納するように、前記駆動モータ122を作動させて、前記駆動軸114を介して当該可動筒115を規定の上方位置にまで上昇させる。
Then, when the
続いて、前記本体胴111を貯蔵室の近傍に位置させるように炉心の周方向に沿って移動させたら、前記駆動モータ122を作動して、前記駆動軸114を介して前記可動筒115を所定長下降させることにより、前記アーム117〜119を揺動させて、前記収納ケース116内に収納した使用済みの燃料棒を貯蔵室の上方に位置させた後、前記グリッパ装置121を下降させて上記燃料棒を貯蔵室内に収納する。
Subsequently, when the
次に、貯蔵室内の新たな燃料棒を前記グリッパ装置121で把持し、当該グリッパ装置121を上昇させて当該燃料棒を前記収納ケース116内に収納したら、当該収納ケース116を前記可動筒115の内部へ格納するように、前記駆動モータ122を作動させて、前記駆動軸114を介して当該可動筒115を規定の上方位置にまで上昇させた後、前記本体胴111を炉心の周方向に沿って再び移動させ、前記駆動モータ122を作動させて、前記駆動軸114を介して上記可動筒115を所定長下降させることにより、先に抜き出した前記燃料棒の位置していた箇所の上方に、上記収納ケース116内に収納した新たな燃料棒を位置させた後、上記グリッパ装置121を下降させて新たな燃料棒を炉心に入れる。このような作動により、炉心と貯蔵室との間で燃料棒を交換することができる。
Next, when a new fuel rod in the storage chamber is gripped by the
このような燃料棒の交換にあたって、上記燃料棒交換装置100は、炉内での位置関係の都合から、燃料棒を取り扱う下方寄りが炉内のナトリウム溶融液1中(約200℃)に位置し、上方寄りが炉内のカバーガス2の雰囲気中(約150℃)に位置していることから、前記収納ケース116を前記可動筒115の内部に位置させるように当該可動筒115を上昇させているときには前記駆動軸114及び前記指標軸123が両者共に全長にわたってカバーガス2側に位置する一方、前記収納ケース116を前記可動筒115の外部に位置させるように当該可動筒115を下降させているときには前記駆動軸114及び前記指標軸123の両者共に下方側がナトリウム溶融液1側に位置するようになる。
In such a fuel rod replacement, the fuel rod replacement apparatus 100 is located in the sodium melt 1 (about 200 ° C.) near the lower portion where the fuel rod is handled because of the positional relationship in the furnace. Since the upper side is located in the atmosphere of the
ここで、前記指標軸123が、前記駆動軸114と径方向で同一の断面積を有すると共に、当該駆動軸114と異なる線膨張率を有していることから、前記可動筒115が下降して、前記駆動軸114及び前記指標軸123の下方側がナトリウム溶融液1側に位置すると、上記線膨張率の相違から、前記支持板113に対して上記指標軸123の上端側が変位、すなわち、前記支持板113に対する前記ウォーム123aが上下方向に変位する。
Here, since the
この上記ウォーム123aの上記変位に伴って、前記大径ウォームホイール124及び前記小径ウォームホイール125が回転し、前記ウォーム126を介して前記移動板127が上下方向へ移動(変位)し、当該移動板127の当該移動量(変位量)を前記変位センサ128が計測する。
With the displacement of the
前記演算制御装置129は、前記変位センサ128からの情報に基づいて、前記駆動軸114の熱伸び量を算出し、予め入力されている、前記駆動軸114の熱伸び量と当該駆動軸114の昇降移動量の補正値、言い換えれば、前記ボールねじ軸112の回転による前記可動筒115の昇降移動量の補正値、すなわち、前記駆動モータ122の回転数の補正値との関係から、算出された上記熱伸び量に対応する当該駆動モータ122の回転数の補正値を求め、当該補正値を加味した回転数で上記駆動モータ122を作動させるように、当該駆動モータ122を作動させる。
The arithmetic and control unit 129 calculates the thermal expansion amount of the
これにより、前記可動筒115は、前記駆動軸114の熱伸びによる前記可動筒115の昇降移動量の誤差が補正されるので、前記アーム117〜119を揺動させて前記収納ケース116を当該可動筒115及び前記本体胴111の内部から外部へスイング移動させたときに、前記グリッパ装置121を目的とする位置に精度よく位置させることができる。
As a result, the
また、前記可動筒115が上昇して、前記駆動軸114及び前記指標軸123が全長にわたってカバーガス2側に位置すると、前記線膨張率の相違から、前記支持板113に対して上記指標軸123の上端側が変位、すなわち、前記支持板113に対する前記ウォーム123aが上下方向に変位し、当該ウォーム123aの上記変位に伴って、前記大径ウォームホイール124及び前記小径ウォームホイール125が回転し、前記ウォーム126を介して前記移動板127が上下方向へ移動(変位)し、当該移動板127の当該移動量(変位量)を前記変位センサ128が計測することにより、前記演算制御装置129が、上述と同様に演算処理して前記駆動モータ122を作動させるので、前記アーム117〜119を揺動させて前記収納ケース116を当該可動筒115及び前記本体胴111の外部から内部へスイング移動させたときに、当該収納ケース116を当該可動筒115の規定の位置に確実に格納することができる。
Further, when the
したがって、本実施形態に係る燃料棒交換装置100によれば、駆動軸114の熱伸びによる位置決め精度の低下を防止することができる。
Therefore, according to the fuel rod exchanging device 100 according to the present embodiment, it is possible to prevent a decrease in positioning accuracy due to thermal expansion of the
また、前記出力用ウォーム123aの変位量を前記大径ウォーム124から前記小径ウォーム125を介して前記入力用ウォーム126に伝達させることにより、当該入力用ウォーム126を上記出力用ウォーム123aよりも大きく変位させるようにしたので、前記駆動軸114と前記指標軸123との熱伸び差が小さくても前記移動板127の移動量を大きくすることができ、前記変位センサ128で確実に計測することができる。
Further, by transmitting the displacement amount of the
なお、前記指標軸123は、前記駆動軸114と異なる線膨張係数を有していれば、適用することができるが、前記駆動軸114の線膨張係数αdと前記指標軸123の線膨張係数αiとの差分Δα(=|αd−αi|)が、5.0(1/℃)以上であると、変位量の計測のさらなる容易化を図ることができるので好ましい。
The
具体的には、例えば、前記駆動軸114の材料にSUS304(線膨張係数αd:17.3(1/℃))を適用した場合には、前記指標軸123の材料として、アルミニウム合金(線膨張係数αi:25.0(1/℃))や、鉄(線膨張係数αi:11.7(1/℃))等を適用すると好ましい。
Specifically, for example, when SUS304 (linear expansion coefficient αd: 17.3 (1 / ° C.)) is applied to the material of the
[他の実施形態]
なお、前述した実施形態においては、前記駆動軸114よりも長い前記指標軸123の上端側を前記支持板113の上方に突出させることにより、当該支持板113の上面に設けた変位センサ128等によって、当該支持板113に対する上記指標軸123の上端側の変位量を計測するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記駆動軸114よりも短い指標軸の上端側の前記支持板113に対する変位量を、当該支持板113の下面に設けた変位センサ128等によって計測するようにすることも可能である。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the upper end side of the
また、前述した実施形態においては、移動量計測手段として接触式の変位センサ128を適用した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、レーザタイプの非接触式の変位センサ等を適用することも可能である。 In the above-described embodiment, the case where the contact-type displacement sensor 128 is applied as the movement amount measuring unit has been described. However, for example, a laser-type non-contact-type displacement sensor or the like is applied as another embodiment. It is also possible.
本発明に係る燃料棒交換装置は、駆動軸の熱伸びによる位置決め精度の低下を防止することができるので、原子力発電所等において極めて有益に利用することができる。 The fuel rod exchanging device according to the present invention can prevent a decrease in positioning accuracy due to thermal elongation of the drive shaft, and can be used extremely beneficially in a nuclear power plant or the like.
1 ナトリウム溶融液
2 カバーガス
100 燃料棒交換装置
111 本体胴
112 ボールねじ軸
113 支持板
114 駆動軸
115 可動筒
116 収納ケース
117 上方アーム
118 下方アーム
119 リンクアーム
120 ガイドレール
121 グリッパ装置
122 駆動モータ
123 指標軸
123a 出力用ウォーム
124 大径ウォームホイール
125 小径ウォームホイール
126 入力用ウォーム
127 移動板
128 変位センサ
129 演算制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
長手方向を上下へ向けるように前記本体胴の内部に配設されて正面に開口を有する内部中空の可動筒と、
前記可動筒に下端を連結された駆動軸と、
前記駆動軸の上端に連結された支持部材と、
前記支持部材を支持して前記可動筒を前記本体胴の内部で昇降移動させる昇降移動手段と、
長手方向を上下へ向けるように前記可動筒の内部に配設されて下面に開口を有する内部中空の収納ケースと、
前記収納ケースの内部に昇降移動可能に配設されて燃料棒を着脱可能に保持する燃料棒保持手段と、
前記可動筒及び前記本体胴の前記開口を介して当該可動筒及び当該本体胴の内部と外部との間を揺動移動できるように前記収納ケースを支持する揺動支持手段と、
前記可動筒の下降に伴って前記収納ケースを当該可動筒及び前記本体胴の外部へ位置させると共に当該可動筒の上昇に伴って当該収納ケースを当該可動筒及び当該本体胴の内部へ位置させるように当該収納ケースを揺動させる揺動移動手段と、
前記可動筒に下端を連結されて前記駆動軸と異なる線膨張率を有する指標軸と、
前記支持部材に対する前記指標軸の上端側の変位量を計測する変位量計測手段と、
前記変位量計測手段からの情報に基づいて、前記駆動軸の熱伸び量を算出し、当該熱伸び量に対応して、前記昇降移動手段による前記可動筒の昇降移動量を補正する演算制御手段と
を備えていることを特徴とする燃料棒交換装置。 An internal hollow main body barrel having an opening in the front face disposed so that the longitudinal direction is directed up and down;
An internal hollow movable cylinder disposed inside the main body trunk and having an opening in the front so that the longitudinal direction is directed up and down;
A drive shaft having a lower end coupled to the movable cylinder;
A support member coupled to an upper end of the drive shaft;
Elevating and moving means for supporting the supporting member and moving the movable cylinder up and down inside the main body body;
An internal hollow storage case that is disposed inside the movable cylinder so as to face the longitudinal direction up and down and has an opening on the lower surface;
A fuel rod holding means disposed in the storage case so as to be movable up and down and detachably holding the fuel rod;
Oscillating support means for supporting the storage case so as to oscillate and move between the movable cylinder and the inside of the body cylinder via the opening of the movable cylinder and the body cylinder;
As the movable cylinder is lowered, the storage case is positioned outside the movable cylinder and the main body cylinder, and as the movable cylinder is raised, the storage case is positioned inside the movable cylinder and the main body cylinder. Swing movement means for swinging the storage case,
An indicator shaft having a linear expansion coefficient different from that of the drive shaft, the lower end being coupled to the movable cylinder;
A displacement amount measuring means for measuring a displacement amount of the upper end side of the index shaft with respect to the support member;
Calculation control means for calculating the amount of thermal extension of the drive shaft based on the information from the displacement amount measuring means, and correcting the amount of vertical movement of the movable cylinder by the vertical movement means in accordance with the amount of thermal elongation. And a fuel rod changer comprising:
前記変位量計測手段が、
前記指標軸の上端側に設けられた出力用ウォームと、
前記出力用ウォームに噛み合う大径ウォームホイールと、
前記大径ウォームホイールに噛み合い当該大径ウォームホイールよりも歯数の少ない小径ウォームホイールと、
軸方向に移動可能に支持されて前記小径ウォームホイールに噛み合う入力用ウォームと、
前記入力用ウォームに設けられた検知部材と、
前記支持部材に設けられて前記検知部材の移動量を計測する移動量計測手段と
を備えていることを特徴とする燃料棒交換装置。 The fuel rod changer according to claim 1, wherein
The displacement measuring means is
An output worm provided on the upper end side of the indicator shaft;
A large-diameter worm wheel meshing with the output worm,
A small-diameter worm wheel that meshes with the large-diameter worm wheel and has fewer teeth than the large-diameter worm wheel;
An input worm supported so as to be movable in the axial direction and meshing with the small-diameter worm wheel;
A detection member provided in the input worm;
A fuel rod exchanging device, comprising: a movement amount measuring means provided on the support member for measuring the movement amount of the detection member.
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