JPH05249280A - ペレット直径検査方法及び装置 - Google Patents

ペレット直径検査方法及び装置

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JPH05249280A
JPH05249280A JP4207849A JP20784992A JPH05249280A JP H05249280 A JPH05249280 A JP H05249280A JP 4207849 A JP4207849 A JP 4207849A JP 20784992 A JP20784992 A JP 20784992A JP H05249280 A JPH05249280 A JP H05249280A
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JP
Japan
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pellet
pellets
path
diameter
moving
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Pending
Application number
JP4207849A
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English (en)
Inventor
John T Digrande
ジョン・トーマス・ディグランド
Arlett J Gallagher
アーレット・ジェイ・ギャラガー
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/06Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法違いのペレットの検出を監視して製造ラ
インから迅速に除去すべく、ペレット移送及びレーザ走
査と関連して動作し、廃棄率及び製造遅延も相当に低減
されるペレット直径検査方法及び装置を提供する。 【構成】 ペレット直径検査装置は、ペレット直径を検
出し測定するレーザ走査装置と、ペレット移送装置と、
レーザ走査装置により測定された寸法違いのペレットP
を除去するペレット除去装置20とを有する。ペレット
除去装置20は、放出部材44と、該放出部材を給送路
Lの一側に沿い且つ隣接して支持することが可能で且つ
該放出部材を、放出行程で、原位置から端位置へと上記
給送路を横切って移動して、ペレットを給送路から取り
除く共に、逆方向の行程で、端位置から原位置へと給送
路を横切って上記放出部材を移動することが可能である
支持部材42、46とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】
【発明の分野】本発明は一般に、核燃料ペレットの直径
検査に関し、特に、ペレットの移送及びレーザ走査と関
連して、寸法違いのペレットの検出を監視し、ペレット
製造ラインから寸法違いのペレットを迅速に除去するペ
レット除去方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来技術の説明】寸法違いの直径を有する核燃料ペレ
ットは、核燃料棒製造の効率及び費用に大きな影響を与
え得る。特に、過大寸法の直径を有するペレットは、燃
料棒への進入を塞いでしまい、そのため、作業者はペレ
ット送り装置の運転を停止し、過大寸法のペレットを引
き抜き且つ(又は)損傷を受けた燃料棒の交換を余儀な
くされる事態が起こり得る。この対策で相当の製造時間
が浪費してしまう。
【0003】また、過大寸法の燃料ペレットは、原子力
発電プラントにおける炉心内の核燃料棒の早期且つ費用
の掛かる交換の原因になるかも知れない。即ち、ペレッ
トが過大な場合には、被覆管対ペレット間の隙間が減少
し、被覆管に過大の応力が生じ、炉心運転中に燃料棒破
損が生ずる潜在的可能性があるからである。
【0004】製造ラインで移動中の100%のペレット
を検査するように設計されている最近のペレット検査シ
ステムにおいては、移動中のペレットをレーザビームで
走査して測定し過大寸法のペレットを検出するためのレ
ーザ装置と関連して、研削部所からペレット収容トレー
まで、ペレットを端と端とを接触させて1列にして移送
する移送装置が用いられている。この検査システムにお
けるペレットの移送装置は、米国特許願第536,92
6号の主題となっており、他方、レーザ走査装置は、米
国特許願第540,041号の主題となっている。
【0005】上述の検査システムの動作において、許容
し得ない即ち寸法違いのペレットが検出されると、レー
ザ走査装置は、ペレット移送装置を停止する。レーザ
は、毎秒15個までのペレットを走査するので、不合格
ペレットの識別のために、検査員は、手動操作で、下流
側の幾つかのペレットを、それぞれ個別に、走査器を通
し再送しなければならない。この操作手順のために、製
造に許容し得ない程の遅れが結果的に生ずる。これを回
避するための別法として、レーザ走査によりペレットの
流れが停止する毎に複数のペレットを手で取り出すこと
が考えられる。しかし、この試みは、確かに運転停止時
間を減少するが、走査器を毎秒通過するペレットの数が
大きいことから生ずる不確実性の故に、多数のペレット
を廃棄しなければならないと言う理由から、好ましい方
法ではない。従って、上述の欠点を回避するために、寸
法違いのペレットを除去する別の方法に対する必要性が
存在する。
【0006】
【発明の概要】本発明は、上述の欠点を克服し且つ上記
の必要性を満たすように設計されたペレット除去方法及
び装置を提供するものである。本発明によるペレット除
去方法及び装置は、寸法違いのペレットの検出を監視し
てペレット製造ラインから寸法違いのペレットを迅速に
除去するために、ペレット移送及びレーザ走査と関連し
て動作する。作業員/検査員の支援の必要性は大きく軽
減される。廃棄率及び製造遅延も相当に低減される。
【0007】従って、本発明は、(a)ペレットの外径
を検出し且つ測定するための検出・測定手段と、(b)
該検出・測定手段を通る給送路に沿いペレットを端と端
とを接触させて1列として移送するための移送手段と、
(c)上記検出・測定手段により検出され且つ測定され
た寸法違いの直径を有するペレットを上記給送路から取
り除くように動作可能なペレット除去装置とを備える。
該ペレット除去装置は、(i)放出部材と、(ii)給送
路の1つの側に沿い且つ隣接して取り付けられた支持部
材(支持手段)と、(iii)上記支持部材に取り付けられ
て、上記1つの側に対向する上記給送路の側に沿い且つ
隣接して放出部材を取り付けるアクチュエータ(移動手
段)とを備える。該アクチュエータは、上記給送路から
ペレットを取り除くために放出行程により上記給送路を
横切って原位置から端位置へと移送すると共に逆行程に
より上記放出部材を上記端位置から上記原位置へと上記
給送路を横切って移動するように動作可能である。
【0008】好適な実施態様においては、アクチュエー
タは、互いに平行に延在し且つ上記支持部材に取り付け
られた一対の加圧流体作動シリンダから構成される。放
出部材は、シリンダの端に横在関係で固定され取り付け
られる。給送路は、ペレットを支持するための直線状の
案内通路を有する支持トラックにより画成される。放出
部材は、支持トラックの案内通路から離間する方向に上
向きに傾斜した下縁部分を有する。放出部分の下縁部分
は、ペレットを給送路から放出する際にペレットの下方
部分と係合してペレットを案内通路の縁を越えて上向き
に転動せしめる。
【0009】本発明は、また、(a)ペレットの外径を
検出し且つ測定するステップと、(b)上記検出及び測
定が行われる部所を通る給送路に沿いペレットを端と端
とを接触させて1列として移送するステップと、(c)
上記給送路から、上記検出及び測定が行われる上記部所
で検出され測定された寸法違いの直径を有するペレット
を除去するステップとを含むペッレト検査方法にも向け
られている。上記除去ステップは、(i)上記給送路の一
側に沿い且つ隣接して放出部材を支持し、(ii)上記給送
路からペレットを取り出すために上記放出部材を放出行
程により原位置から端位置へと上記給送路を横切って移
動し且つ逆方向行程により上記端位置から上記原位置へ
と上記給送路を横切って上記放出部材を移動するステッ
プを含む。上記検出及び測定は、ペッレトをレーザ走査
することにより行われる。
【0010】本発明の上述及び他の特徴や利点は、本発
明の例示的実施例を示す添付図面と関連しての以下の詳
細な説明を読むことにより当業者には明らかになるであ
ろう。
【0011】
【好適な実施例の詳細な説明】以下の説明において、図
中、同じ参照数字は、同じ或は対応の部分を指すものと
する。また、以下の説明において、「前方」、「後
方」、「左」、「右」、「上方もしくは上向き」、「下
方もしくは下向き」等の用語は、単に説明の便宜上の表
現であって、制限する意味に解釈されてはならない。
【0012】
【ペレット直径検査システム】図面、特に図1及び図2
を参照すると、ペレット直径検査装置が参照数字10で
総括的に示してある。該検査装置10においては、基本
的に、レーザ走査装置(検出・測定手段)14と関連して
ペレット移送装置(移送手段)12が用いられている。
走査装置14は、端と端とを接触させて1列に配列され
たペレットPが移送装置12により前に進められている
間、該ペレットPをレーザビームで走査して測定し、寸
法違い(過大寸法か或は不足寸法)の外径を有するペレ
ットを検出する。これ等のペレットPは、ペレット研削
部所(図示せず)の出口に設けられた送りコンベヤ16
のような場所から受け取り、ペレット収納トレー18の
ような場所に排出される。ペレット移送装置12及びペ
レット走査装置14は、前述した米国特許願明細書に詳
細に図示され記述されている。ここでは、図3〜図6に
参照数字20で総括的に示した本発明のペレット除去装
置の理解を容易にするのに必要な範囲においてのみ、ペ
レット移送装置12及びレーザ走査装置14について説
明するに止どめる。
【0013】検査装置10のペレット移送装置12は、
取付プラットホーム22と、細長い固定のペレット支持
トラック24と、ペレット移送機構26とを備える。プ
ラットホーム22は、ほぼ水平方向に延在して、送りコ
ンベヤ16と収納トレー18との間に固定して配置され
ている。固定の支持トラック24は、プラットホーム2
2上に取り付けられていて、送りコンベヤ16及び収納
トレー18にそれぞれ隣接して入口端24A及び出口端
24Bを有している。支持トラック24も、該トラック
24の入口端24Aから出口端24Bに延在する直線路
(給送路)Lを画成するV字形断面を有する直線案内通
路28を形成している。支持トラック24の通路28に
より、ペレットの共通の縦軸線が直線路と一致するよう
にして、該直線路Lに沿いペレットPを端と端とが接触
した1列に整列して案内することができる。
【0014】ペレット移送機構26は、一対の前部及び
後部の離間したグリッパ30を備えており、各グリッパ
は、ペレット掴み位置と解放位置との間で動作可能であ
る。移送機構26は、グリッパ30を、図1に示すよう
に、初期位置に対して往復動するように動作可能であ
る。ペレットは、移送機構26により、レーザ走査装置
14を通過するように前進される。次いで、ペレットは
グリッパ30から解放されて、グリッパだけが移送機構
26により初期位置に戻される。
【0015】検査装置10のレーザ走査装置14は、支
持トラック24に沿って画成されたペレットPの直線路
Lをまたぐように設けられたハウジング32を備えてい
る。このハウジング32は、支持トラック24に対し傾
斜関係で延在して空洞34を画成しており、この空洞3
4を通ってトラック24が延在し、ペレットPは、トラ
ック24により画成される直線路に沿ってペレット移送
機構26により前進せしめられる。
【0016】また、レーザ走査装置14は、光源36及
び受光器38を備えている。光源36及び受光器38
は、トラック24により画成される直線路Lの両側に隣
接して空洞34の両側で且つ該空洞34内部でハウジン
グ32に取り付けられている。従って、レーザビームB
が発射されるビーム路は、支持トラック24上に端部接
触配列で前進される整列したペレットPの共通軸線及び
ペレットの直線路Lに対し非直交的に配向される。レー
ザ走査装置14は、公知の仕方で、ペレットが、トラッ
ク24に沿いレーザビームBを横切り且つレーザ走査装
置14を通って逐次前進する際に、該ペレットの外径を
測定し検出する。
【0017】図から明らかなように、支持トラック24
の入口端24Aに隣接して補助の空気シリンダ式ストッ
パ機構40が設けられている。移送機構26がペレット
を前進するように動作すると、ストッパ機構40が作動
されて、送りコンベヤ16上の先頭のペレットと係合し
該先頭のペレットを静止位置に保持し、該先頭のペレッ
トが支持トラック24上に移動するのを阻止する。移送
機構26が、前進もしくは往行程の終わりに達すると、
ストッパ機構40が減勢されて、先頭のペレットは解放
される。
【0018】
【本発明のペレット除去装置】図3〜図7を参照する
と、本発明の一実施例によるペレット除去装置20が示
してある。このペレット除去装置20は、ペレット移送
装置12及びレーザ走査装置14と関連して動作して、
寸法違いのペレットの検出を監視し、この種のペレット
をペレット支持トラック24から迅速に除去するように
動作する。
【0019】基本的構成要素として、ペレット除去装置
20は、支持台(支持部材もしくは支持手段)42と、
放出部材44と、アクチュエータ(移動手段)46とを
備える。支持台42は、支持トラック24に隣接し且つ
該支持トラック24の一側に沿ってプラットホーム22
上に固定的に取り付けられる。また、支持台42を支持
トラック24から離間し、プラットホーム22に支持ト
ラック24から放出部材44により取り除かれたペレッ
トが、該プラットホーム22の下側の収集場所に落下す
ることができるような開口48を、支持台42と支持ト
ラック24との間に画成するのに充分な空間を設けるの
が有利である。
【0020】アクチュエータ46は、互いに平行に延在
して支持台42に固定的に取り付けられた一対の加圧流
体作動シリンダ50から構成されている。一対のシリン
ダ50を使用することにより、放出部材44は、該放出
部材44が支持トラック24上のペレット列と係合する
ように運動する際に、該放出部材44は支持トラック2
4上のペレット列と整列した状態に維持される。
【0021】放出部材44は、逆L字形の断面形状を有
しており、上側の水平部分44Aと下側の垂直部分44
Bとから構成される。放出部材44は、その上側部分4
4Aでシリンダ50のピストンロッド52に、横断関係
で取り付けられる。アクチュエータ46が休止もしくは
停動状態にある場合には、放出部材44は、支持トラッ
ク24の対向側に沿い且つ隣接して位置する。寸法違い
の直径を有するペレットの検出に応答して、アクチュエ
ータ46は、適当な制御部(図示せず)により作動さ
れ、図3及び図4に示す原位置(図5及び図6には破線
で且つ図7には実線で示してある)から、図5及び図6
に実線で示す端位置(図7には破線で示してある)に向
かい支持トラック24上のペレット給送路を横切る放出
行程により放出部材44を退進運動させて、ペレット
を、支持トラック24及び給送路から取り除く。また、
放出部材44がその端位置に達すると、該放出部材44
は、プラットホーム22に取り付けられている近接スイ
ッチ54(図4)と係合し、該近接スイッチ54によ
り、アクチュエータ46は、伸長し、逆行程で動作し
て、放出部材44を端位置から原位置へと給送路を横切
り逆に移動する。
【0022】図3及び図4に示すように、除去装置20
の通常の休止状態においては、ピストンロッド52はシ
リンダ50から完全に伸長しており、放出部材44は、
シリンダ50及び支持台42から支持トラック24の対
向側に位置付けられる。この初期休止位置により、ペレ
ットPは、直線路Lに沿い自由に流れて走査装置14に
よる処理を受けることができる。
【0023】放出部材44の下側部分44Bは、レーザ
走査装置14の光源36と受光器38との間に配置され
て、該受光器と光源との間で伝送されるレーザビームを
横切り遮る。しかし、放出部材44は、その下側部分4
4Bに形成された斜めの通路56を有しており、そのた
め、放出部材44が原位置に位置する時には、該通路5
6は、該レーザ・ビームは、妨害をうけることなく該放
出部材44を通過することができる。また、放出部材4
4の上側部分44A及び下側部分44Bには、該放出部
材44が図3に示すように原位置にある時に、ハウジン
グ32の一部分と嵌合する切欠き58が形成されてい
る。
【0024】図7を参照するに、放出部材44の垂直下
側部分44Bには、縦軸方向に延在する水平の溝60が
形成されており、この溝60は下縁部分62を画成して
いる。下縁部分62は、支持トラック24の案内通路2
8から離間する方向に上向きに傾斜しており、それによ
り、ペレットを支持トラック24から放出する際には、
該ペレットの下側部分と係合し、これ等のペレットを案
内通路28の縁28Aを越えて容易に上向きに転動する
ことができる。これと関連して、溝60及び傾斜した下
縁部分62を省略して垂直な表面にした場合には、ペレ
ットが、放出部材44と支持トラック通路の対向縁との
間で詰まってしまう傾向があることが判明した。
【0025】レーザ走査装置14により、寸法違いのペ
レットPが識別されると、ペレット移送装置12は運転
を停止され、アクチュエータのシリンダ50が直ちにそ
のピストンロッド52を引き戻し、直線路Lを横切って
放出部材44を引っ張る。放出機構44により、寸法違
いペレットの正確な最終位置は、レーザビーム交差点箇
所から、該レーザビームを通り越して5個までのペレッ
トの範囲内にあるように定めることができる。従って、
不所望なペレットを取り除くためには、約5個のペレッ
トがトラック24から取り出されることになる。しか
し、不所望なペレット(単数又は複数)の除去を行うた
めに、トラック24から取り出されるペレットの正確な
数は5個に限定されるものではなく、所望によりそれよ
り多い或は少ない数のペレットが取り出すことも可能で
あることは容易に理解されるであろう。シリンダ50が
引き戻されると、走査過程は自動的に復旧する。
【0026】本発明の思想及びその多くの利点は上の説
明から理解されたであろう。尚、本発明の精神及び範囲
から逸脱することなく或はその実質的な利点を犠牲にす
ることなく、種々の変更が形態、構造及び配列に関して
可能であることは明らかである。従ってここに開示した
実施形態は、単に、好適もしくは例示的な実施例である
に留どまるものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 前述した米国特許願各明細書に記載のペレッ
ト移送装置及びレーザ走査装置と関連して本発明による
ペレット除去装置を用いるペレット直径検査装置の側立
面図である。
【図2】 図1の線2−2に沿って見たペレット直径検
査装置の拡大平面図である。
【図3】 本ペレット直径検査装置が具備する本発明の
ペレット除去装置を露出して示すために、ペレット移送
装置及びレーザ走査装置の一部分を断面で且つ切除して
示すペレット直径検査装置の拡大平面図である。
【図4】 図3の線4−4に沿って見たペレット直径検
査装置の端立面図である。
【図5】 図3に示したペレット除去装置のみの拡大平
面図である。
【図6】 図5の線6−6に沿って見たペレット除去装
置の側立面図である。
【図7】 ペレット直径検査装置の支持トラック上のペ
レットに係合する前及び後の、ペレット除去装置の放出
アームの伸長及び退進位置をそれぞれ示す拡大部分図で
ある。
【符号の説明】
10…ペレット直径検査装置、12…ペレット移送装置
(移送手段)、14…検出・測定手段(レーザ走査装
置)、20…ペレット除去装置、42…支持台(支持手
段もしくは支持部材)、44…放出部材、46…アクチ
ュエータ(移動手段)、P…ペレット、L…直線路(給
送路)。
フロントページの続き (72)発明者 アーレット・ジェイ・ギャラガー アメリカ合衆国、サウス・キャロライナ 州、レキンシントン、アール・ディー、バ ックマン 1032

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペレット直径の検査方法であって、 (a)ペレットの外径を検出し且つ測定するステップ
    と、 (b)前記検出及び測定が行われる部所を通る給送路に
    沿い、ペレットを端と端とを接触させて1列にして移送
    するステップと、 (c)前記検出及び測定が行われる前記部所で検出され
    測定された寸法違いの直径を有するペレットを、前記給
    送路から除去するステップと、を含み、該除去ステップ
    は、(i)前記給送路の一側に沿い且つ隣接して放出部
    材を支持すること、(ii)前記給送路からペレットを取
    り出すために前記放出部材を放出行程により原位置から
    端位置へと前記給送路を横切って移動し且つ逆方向行程
    により前記端位置から前記原位置へと前記給送路を横切
    って前記放出部材を移動すること、を含む、 ペレット直径検査方法。
  2. 【請求項2】 ペレット直径検査装置であって、 (a)ペレットの外径を検出し測定するための検出・測
    定手段と、 (b)該検出・測定手段を通過する給送路に沿いペレッ
    トを端と端とを接触させて1列にして移送するための移
    送手段と、 (c)前記検出・測定手段により検出され且つ測定され
    た寸法違いの直径を有するペレットを前記給送路から取
    り出すように動作可能なペレット除去装置と、を備え、
    該ペレット除去装置は、(i)放出部材と、(ii)前記
    放出部材を前記給送路の一側に沿い且つ隣接して、前記
    給送路の他側に対向して前記放出部材を支持し且つペレ
    ットを前記給送路から取り出すために前記放出部材を放
    出行程により原位置から端位置へと前記給送路を横切っ
    て移動し、その逆行程により前記端位置から前記ホーム
    位置へと前記給送路を横切って前記放出部材を移動する
    ための支持・移動手段と、を備える、 ペレット直径検査装置。
JP4207849A 1991-08-05 1992-08-04 ペレット直径検査方法及び装置 Pending JPH05249280A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/740,564 US5213218A (en) 1991-08-05 1991-08-05 Pellet reject apparatus and method
US07/740564 1991-08-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05249280A true JPH05249280A (ja) 1993-09-28

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ID=24977079

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4207849A Pending JPH05249280A (ja) 1991-08-05 1992-08-04 ペレット直径検査方法及び装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5213218A (ja)
EP (1) EP0526752B1 (ja)
JP (1) JPH05249280A (ja)
KR (1) KR930005044A (ja)
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