JPH09178884A - 燃料取替機およびその運転方法 - Google Patents

燃料取替機およびその運転方法

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JPH09178884A
JPH09178884A JP7338681A JP33868195A JPH09178884A JP H09178884 A JPH09178884 A JP H09178884A JP 7338681 A JP7338681 A JP 7338681A JP 33868195 A JP33868195 A JP 33868195A JP H09178884 A JPH09178884 A JP H09178884A
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JP
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fuel
earthquake
carriage
trolley
braking
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JP7338681A
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English (en)
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Naoki Fukushi
直己 福士
Toshio Gyotoku
俊夫 行徳
Hidefumi Kawauchi
英史 川内
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • 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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  • Carriers, Traveling Bodies, And Overhead Traveling Cranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】設置位置の階高が建屋の高い位置にあり、建屋
基礎に入力された地震力が建屋下層から上層に階高が上
がるに従い建屋の増幅効果により大きくなる場合でも、
また燃料取替機が燃料移送状態にあっても、燃料取替機
の駆動機能および安全性を阻害することのない燃料取替
機を提供する。 【解決手段】原子炉建屋の燃料交換床上を走行する台車
1,14と、この台車に設けられ、燃料をつかむ燃料つ
かみ具10と、前記台車および燃料つかみ具を制御する
制御装置と備え、前記燃料つかみ具10が台車1,14
とともに燃料プールおよび原子炉ウェル上を移動し、原
子力プラントの燃料を交換する燃料取替機において、前
記台車1,14に、地震発生感知時に前記台車の制動を
解除する車輪制動解除装置16と、地震終了感知時には
前記台車を制動状態にする車輪制動装置とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料取替機およびそ
の運転方法の改良に係わり、特に原子力発電所の燃料操
作床上に設置される燃料取替機のように、設置位置の階
高が建屋の高い位置にある燃料取替機およびその運転方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来一般に採用されているこの種の燃料
取替機は、例えば図12に示されているように、免震ゴ
ムを複数枚の硬質板26と粘弾性的性質を有する軟質板
25a、25bと交互に積層して構成されており、軟質
板のうち少なくとも1枚の軟質板25aが、低歪域では
弾性率がその他の軟質板の弾性率より低く、高歪域では
弾性率が軟質板の弾性率よりも高くなっている。
【0003】以上より歪の小さい領域では、軟質板25
aの変形が優先し、全体として低鋼性を示し、歪の大き
い領域では、軟質板25bの高ヒステリシス性が現れ、
微小振動に対する減衰効果と地震時の大変形に対するば
ね効果およびダンパー効果を兼備させているものであっ
た。
【0004】また、図13に示されているように、定盤
27を支持する支柱28の下端に超電導体29を設け、
床30上の支持台31上に磁気シールド32をはさんで
永久磁石33が設けられているものもある。このもの
は、永久磁石33と超電導体29との組合せによるマイ
スナー効果により、定盤27の支柱28を浮上させ、こ
の浮上による間隙部によって振動Fを絶縁させる構造と
なっていた。
【0005】なお、この種の燃料取替機に関連するもの
としては、例えば特開平1−190847号号公報、特
開平1−190848号公報あるいは特開昭64−43
643号公報などが挙げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように積層免震ゴ
ムを改良して、低歪域では低鋼性の免震ゴムとして挙動
し、高歪域では高減衰性免震特性を示すようにすること
により、微震動に対する減衰効果と大変形に対するばね
効果および減衰効果を得るもの、また、磁石と超伝導体
とのマイスナー効果により定盤の支柱と床との間に間隙
を設けることにより、振動部分との絶縁により免震効果
を得るもの、また介在されたボールのころがりを利用す
ることにより地震入力を低減させるものは、地震入力を
低減させるに有効な免震機構ではあるが、しかし、原子
力発電プラントにおける燃料取替機は、使用済燃料の交
換等のため、建屋の高い位置にある燃料プール上を燃料
を搭載した状態で走行する必要があり、上記の免震装置
を設置するに際しては、燃料取替装置駆動機能および安
全性を阻害しないような構造上の制約を受け、燃料取替
機本体に対して従来の免震装置を適用することは容易で
はない。
【0007】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、設置位置の階高が建屋の高い位置
にあり、建屋基礎に入力された地震力が建屋下層から上
層に階高が上がるに従い建屋の増幅効果により大きくな
る場合でも、また、燃料取替機が燃料移送状態にあって
も、燃料取替機の駆動機能および安全性を阻害すること
なく運転可能なこの種の燃料取替機およびその運転方法
を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、原子
炉建屋の燃料交換床上を走行する台車と、この台車に設
けられ、燃料をつかむ燃料つかみ具と、前記台車および
燃料つかみ具を制御する制御装置と備え、前記燃料つか
み具が台車とともに燃料プールおよび原子炉ウェル上を
移動し、原子力プラントの燃料を交換する燃料取替機に
おいて、前記台車に、地震発生感知時に前記台車の制動
を解除する車輪制動解除装置と、地震終了感知時には前
記台車を制動状態にする車輪制動装置とを設け所期の目
的を達成するようにしたものである。
【0009】また本発明は、原子炉建屋の燃料交換床上
を走行する台車と、この台車に乗設され、燃料をつかむ
燃料つかみ具と、前記台車および燃料つかみ具を制御す
る制御装置と備え、前記燃料つかみ具が台車とともに燃
料プールおよび原子炉ウェル上を往復移動し、原子力プ
ラントの燃料を交換する燃料取替機の運転方法におい
て、前記台車を、地震発生感知時に前記台車の制動を解
除し、かつ地震終了感知時には前記台車を制動状態にす
るようにしたものである。
【0010】すなわちこのように形成されている燃料取
替機であると、地震感知時には車輪制動機能を解除され
ることから、燃料取替機にかかる水平地震を車輪のころ
がりにより、地震入力の低減化が図られ、かつ地震終了
感知時には台車が制動状態に戻されることから、台車は
すぐに安定した状態となり、したがって、たとえ燃料取
替機が燃料移送状態にあっても、燃料取替機の駆動機能
および安全性を阻害することはないのである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図7には燃料取替機の原子炉建
屋家内における設置状況が示され、また図1および図2
にはその燃料取替機およびその周辺が概略線図で示され
ている。原子炉建屋の使用済燃料操作床面11上には、
レール4bが設置されており、そしてこのレール上には
走行台車(ブリッジ)2が設置されている。
【0012】また、この走行台車(ブリッジ)2上に
は、レール4aが設置され、このレール4a上に、横行
台車(トロリ)1が設置されている。また、走行台車
(ブリッジ)2および横行台車(トロリ)1には、地震
感知装置(加速度センサー)14bおよび14aが各台
車底部に設置されている。
【0013】さらに、横行台車(トロリ)1には制御装
置15が設置され、走行台車(ブリッジ)2および横行
台車(トロリ)1の車輪駆動系には、車輪制動解除装置
16aおよび16bと、これに連結された車輪制動装置
(電磁ブレーキ)18aおよび18bが設置されてい
る。
【0014】またこれらの台車には、図8から図11に
示されているように、車輪に転倒防止金具5およびガイ
ドローラ6が設けられている。
【0015】次に図3に基づいて本発明の免震機構の動
作について説明する。地震感知装置(加速度センサー)
14aおよび14bは、走行台車(ブリッジ)2および
横行台車(トロリ)1の底部に設置され、地震時燃料取
替機に作用する地震応答加速度を検出し、加速度レベル
に対応した電気信号(加速度信号19aおよび19b)
は、制御装置15に取り込まれる。
【0016】制御装置15に取り込まれた加速度レベル
に対応した電気信号は、設定した加速度レベル(トリガ
ーレベル)に対応した電気信号レベルとの比較が行われ
る。そこで、検出した加速度レベルがトリガーレベルよ
り低い場合、燃料取替機の走行台車(ブリッジ)2およ
び横行台車(トロリ)1の車輪駆動系に取り付けられた
車輪制動解除装置16aおよび16bに、制動装置制御
信号20aおよび20bが送られ、車輪3aおよび3b
に連結された車輪制動装置(電磁ブレーキ)18aおよ
び18bに電磁ブレーキ閉信号21aおよび21bが送
られ、車輪3aおよび3bがロックされ、通常設置状態
が維持されたままとなる。
【0017】一方、検出された加速度レベルがトリガー
レベル以上となった場合、制御装置15から燃料取替機
の走行台車(ブリッジ)2および横行台車(トロリ)1
の車輪駆動系に取り付けられた車輪制動解除装置16a
および16bに、制動装置制御信号20aおよび20b
が送られ、車輪3aおよび3bに連結された車輪制動装
置(電磁ブレーキ)18aおよび18bに電磁ブレーキ
開信号21aおよび21bが送られ、車輪3aおよび3
bが制動の働かないフリーの状態となることにより、地
震時に地震入力が燃料取替機に作用しようとしても、車
輪3aおよび3bがころがることにより地震入力の低減
化を可能とし免震機構として機能する。
【0018】また、地震終了感知時には前記台車を制動
状態にする車輪制動18a,18bが行われる。
【0019】次に、免震機構概念として、レール上の車
輪が地震時にどのような挙動を示すかを図4および図5
により説明すると、 (1)車輪に制動が働いている場合(従来の燃料取替機
の設置状況を模擬)、レールと車輪の間の摩擦係数
(μ)、機器重量(m)とすると摩擦力(Fm)が水平
力に対して発生し、レール上の車輪が地震による慣性力
(Fa)が作用する時、レールと車輪の間の摩擦係数
(μ)以上の加速度が発生する場合、車輪は滑ることに
より摩擦係数(μ)以上の加速度が入力されないことに
なる。つまり、摩擦係数(μ)までの地震力が機器に加
わることになる。
【0020】(2)車輪の制動が解除されている場合
(本発明の免震機構が作動する場合)、レール上の車輪
に地震による慣性力(Fa)が作用する時、車輪に制動
が解除されているために、車輪が左右に回転すること
で、レールから伝わる水平地震力を回転力に置換し免震
効果を得ることができる。
【0021】また、上記作用を説明するため、燃料取替
機主要構造体(横行台車・走行台車)の縮小モデルの振
動試験により得られた結果を図6に示す。この図におい
て、振動台22上に、走行台車(ブリッジ)モデル2’
および横行台車(トロリ)モデル1’からなる燃料取替
機の縮小モデルが設置されている。地震力の応答低減を
測定するために、振動台22上には加速度センサーA1
を、走行台車(ブリッジ)モデル2’には加速度センサ
ーA2を、横行台車(トロリ)モデル1’には底部に加
速度センサーA3を、中央部には加速度センサーA4
を、頂部には加速度センサーA5を設置して、横行台車
(トロリ)モデル1’がすべる方向であるX方向に地震
力が加わるように振動台22を加振した。
【0022】横行台車(トロリ)モデル1’は、すべり
挙動により現状の設計状態(車輪制動有)でも図6の上
側の図に示すように、すべりによる地震応答の低減効果
(ΔES)が期待できることが確認されている。
【0023】一方、本発明の免震機構による、車輪の制
動が解除されている場合、走行台車(ブリッジ)モデル
2’から伝達した地震力が、横行台車(トロリ)モデル
1’の車輪モデル3a’が転がるために、免震機構とし
て作用し、図6の下側図に示すように、車輪のころがり
による地震応答の低減効果(ΔER)が期待でき、制動
の有無により横行台車(トロリ)モデル1’頂部の加速
度レベルでは(加速度センサーA5)では、ΔESRの
応答低減効果の差として現れる。
【0024】つまり、本発明の免震機構の採用により得
られる作用は、地震時の燃料取替機に対して、従来設計
時に考慮されている車輪のすべり効果による地震応答低
減効果をさらに上回る効果を得ることを可能とする。
【0025】上記のように本発明の免震機構を有する燃
料取替機は、地震時に車輪制動機能を解除、かつ地震解
除時の車輪制動機能を作動させることで、原子力発電所
の燃料操作床上に設置される燃料取替機のように、設置
位置の階高が建屋の高い位置にあるため、地震力が建屋
による増幅効果により大きくなる場合でも、燃料取替機
の駆動機能および安全性を阻害することなく地震時の水
平方向に作用する地震力を、車輪がころがることによ
り、燃料取替機に伝達する地震入力の低減を可能とする
ことができる。特に、高地震地帯向け原子力発電所にお
いて、建屋の応答増幅が大きい耐震設計条件下では効果
は大きい。
【0026】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、設置位置の階高が建屋の高い位置にあり、建屋基礎
に入力された地震力が建屋下層から上層に階高が上がる
に従い建屋の増幅効果により大きくなる場合でも、ま
た、燃料取替機が燃料移送状態にあっても、燃料取替機
の駆動機能および安全性を阻害することのないこの種の
燃料取替機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料取替機の一実施例を示す側面図で
ある。
【図2】本発明の燃料取替機の一実施例を示す正面図で
ある。
【図3】本発明の免震機構のロジックを示すフロー図で
ある。
【図4】本発明の免震機構の基本的考え方を説明するた
めの台車概念図である。
【図5】本発明の免震機構の基本的考え方を説明するた
めの台車概念図である。
【図6】本発明の免震機構の一振動試験例による応答加
速度分布図である。
【図7】本発明の燃料取替機の原子炉建屋家内における
設置状況を示す鳥瞰図である。
【図8】本発明の燃料取替機の横行台車の車輪とレール
部の設置状況を示す側面図である。
【図9】本発明の燃料取替機の横行台車の車輪とレール
部の設置状況を示す正面図である。
【図10】本発明の燃料取替機の走行台車の車輪とレー
ル部の設置状況を示す側面図である。
【図11】本発明の燃料取替機の走行台車の車輪とレー
ル部の設置状況を示す正面図である。
【図12】従来例の免震機構として免震ゴムを用いた例
を示す模式断面図である。
【図13】従来例の免震機構として永久磁石と超伝導体
を用いた例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1…横行台車(トロリ)、2…走行台車(ブリッジ)、
3…車輪、3a…横行台車車輪、3b…走行台車車輪、
4…レール、4a…横行レール、4b…走行レール、5
…転倒防止金具、6…ガイドローラ、8…補助ホイスト
(固定補助ホイスト)、9…補助ホイスト(回転ジブク
レーン)、10…燃料つかみ具、11…原子炉建屋燃料
交換床、12…原子炉ウェル、13…燃料プール、14
a…地震感知装置(横行台車)、14b…地震感知装置
(走行台車)、15…制御装置、16a…車輪制動解除
装置(横行台車)、16b…車輪制動解除装置(走行台
車)、17…制動装置(ブレーキ)、18a…車輪制動
装置(電磁ブレーキ)、18b…車輪制動装置(電磁ブ
レーキ)、19a…加速度信号、19b…加速度信号、
20a…制御装置制御信号、20b…制御装置制御信
号、21a…電磁ブレーキ開閉信号、21b…電磁ブレ
ーキ開閉信号、22…振動台テーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川内 英史 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉建屋の燃料交換床上を走行する台
    車と、この台車に設けられ、燃料をつかむ燃料つかみ具
    と、前記台車および燃料つかみ具を制御する制御装置と
    備え、前記燃料つかみ具が台車とともに燃料プールおよ
    び原子炉ウェル上を移動し、原子力プラントの燃料を交
    換する燃料取替機において、 前記台車に、地震発生感知時に前記台車の制動を解除す
    る車輪制動解除装置と、地震終了感知時には前記台車を
    制動状態にする車輪制動装置とを設けたことを特徴とす
    る燃料取替機。
  2. 【請求項2】 原子炉建屋燃料交換床位置に設置され、
    燃料プールおよび原子炉ウェル上を移動し、燃料を交換
    するために使用される横行台車、走行台車、車輪、レー
    ル、転倒防止金具、ガイドローラ、補助ホイスト、燃料
    つかみ具等により構成され、横向台車および走行台車に
    取り付けられた転倒防止金具により、地震時に車輪から
    の転倒・落下を防止する構造の原子炉施設の燃料取替機
    において、 前記台車の制動を行う車輪制動装置、制動解除を行う車
    輪制動解除装置、地震感知装置、制御装置を設置するこ
    とにより、地震時に車輪制動機能を解除し、地震終了時
    に車輪制動機能を作動させるようにし、燃料取替機にか
    かる地震入力の低減化を図ることを特徴とする燃料取替
    機。
  3. 【請求項3】 原子炉建屋の地震動の大きさに応じて、
    感知加速度設定値を定め、その設定値を越えたときに車
    輪制動機能を解除させ、かつ設定値以下のときに車輪制
    動機能を作動するように形成してなる請求項1、または
    2記載の燃料取替機。
  4. 【請求項4】 原子炉建屋の燃料交換床上を走行する台
    車と、この台車に乗設され、燃料をつかむ燃料つかみ具
    と、前記台車および燃料つかみ具を制御する制御装置と
    備え、前記燃料つかみ具が台車とともに燃料プールおよ
    び原子炉ウェル上を往復移動し、原子力プラントの燃料
    を交換する燃料取替機の運転方法において、 前記台車を、地震発生感知時に前記台車の制動を解除
    し、かつ地震終了感知時には前記台車を制動状態にする
    ようにしたことを特徴とする燃料取替機の運転方法。
  5. 【請求項5】 原子炉建屋の燃料交換床上を走行する台
    車と、この台車に設けられ、燃料をつかむ燃料つかみ具
    と、前記台車および燃料つかみ具を制御する制御装置と
    備え、前記燃料つかみ具が台車とともに燃料プールおよ
    び原子炉ウェル上を往復移動し、原子力プラントの燃料
    を交換する燃料取替機の運転方法において、 前記台車を、地震発生感知時に前記台車が制動状態にあ
    る場合には、前記台車の制動を解除し、かつ地震終了感
    知時には前記台車を制動状態に戻すようにしたことを特
    徴とする燃料取替機の運転方法。
  6. 【請求項6】 原子炉建屋の地震動の大きさに応じて、
    感知加速度設定値を定め、その設定値を越したときに前
    記車輪制動機能を解除させ、かつ設定値を越した状態か
    ら設定値以下に達したときに車輪制動機能が作動するよ
    うにした請求項4、または5記載の燃料取替機の運転方
    法。
JP7338681A 1995-12-26 1995-12-26 燃料取替機およびその運転方法 Pending JPH09178884A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011043400A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 台車又は燃料取替機の免震構造およびその運転方法
JP2013117448A (ja) * 2011-12-02 2013-06-13 Toshiba Corp 燃料取替機制御システム
JP2016161424A (ja) * 2015-03-03 2016-09-05 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 燃料取扱装置及びその運転方法

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