JPS6116039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉の炉心に用いる燃料棒に核燃
料ペレツトを装填する核燃料棒装填装置に関す
る。

原子炉の炉心には、炉心の特定領域に制御され
た量の熱を発生するように配列された燃料棒集合
体を装入する。燃料棒は長さ約3.7ｍ（12フイー
ト）で、それぞれ核燃料ペレツトが柱状にほとん
ど燃料棒の全長にわたつて装填されている。一部
のペレツト柱状配列体は、ウラン濃縮量が相違す
る異なるタイプの燃料ペレツトを含有する複数の
セグメントから構成される。

これらの燃料ペレツトのセグメントが正しいタ
イプのウラン燃料を含有し、セグメントが正しい
長さを有し、セグメントが燃料棒の正しい長さ方
向領域に位置することが原子炉の運転に必須であ
る。これらの要因が必須である理由は、炉心の特
定の領域で発生する熱の量を制御して過熱が起る
のを防止しなければならないからである。

さらに、原子炉技術者は、反応を制御し原子炉
停止を補助するために、燃料棒の特定の長さ方向
領域に特定のタイプの燃料を配置することを要求
している。従つて燃料ペレツトを燃料棒を装填す
る際に、異なるタイプの燃料ペレツトを装填した
り混ぜ合わせる誤りを氾さないことが重要であ
る。

経験から知つたところでは、従来の制御方法で
は核燃料棒を組立てる原子力産業に望まれる最適
レベルの正確度を達成できない。燃料棒集合体の
信頼し得るシステムに必要な品質管理度を十分に
保証する組立方法および組立装置が望ましい。

多数の現行システムでは、燃料ペレツトおよび
燃料棒をテーブル、スタンドおよびホルダ上で集
め組立て、集合した燃料ペレツト列を手で燃料棒
中に押し進める。これらのシステムは各種の案内
ブシユを用いて改変されている。かゝる案内ブシ
ユは、オペレータが集めた燃料ペレツト列を燃料
棒の中心線に合致させるのを助けて、ペレツトを
燃料棒中にスムーズにかつ損傷を与えることなく
移送するのを容易にするために開発されたもので
ある。しかし、これらのシステムには依然として
オペレータの側での人にありがちな破損の危検が
あり、従つて他人による多重チエツクにより正確
な組立を保証する必要がある。

米国特許第3940908号および第3965648号に開示
された従来のシステムへの改良においては、予め
集めた燃料ペレツト列を機械の指または振動装置
により多数の燃料棒中に移送する。しかしこれら
の特許は主として装填操作の１工程のみの改良に
すぎない。燃料棒自体は依然として手で装填位置
に配置しなければならない。燃料ペレツトを燃料
棒に装填する際に燃料ペレツトを自動的に秤量し
たり、燃料ペレツトの長さを測定する手段は講じ
られていない。装填順序のなかに自動安全制御が
含まれていない。

本発明は、最小の手動努力で原子力産業に要求
される品質制御を保証する態様と順序にて核燃料
ペレツトを燃料棒を自動的に装填する核燃料棒装
填装置を提供する。本発明の装置は割りＶ型トラ
フを具え、この上に所定のタイプの核燃料ペレツ
トよりなる所定の長さのセグメントを１列に集め
る。割りＶ型トラフの上方に設置した長さ制御ボ
ード上のライト（光）および制御盤上のデジタル
読取部により、オペレータに必要な長さを表示す
るとともに、集合ペレツト列の終点がどこにくる
べきかを物理的に指示する。正しい長さを集めた
後、割りＶ型トラフの２側面を開いてペレツトを
シヤツトル上に落下させる。シヤツトルをペレツ
トの秤量を行い得る位置に移動する。重量を記録
し、次いでシヤツトルを移動してペレツト列を案
内ブシユおよび押し棒と心合せ、即ち一直線に並
べる。押し棒にモータ駆動回転スクリユにより力
を加え、押し棒にペレツト列の後方の位置から適
正な力および速度を与えるように制御して、ペレ
ツトをシヤツトルの長さに沿つて案内ブシユ中に
前進させる。

案内ブシユの反対側では、燃料棒割出装置、即
ちカルーゼルにより燃料棒を配置する。カルーゼ
ルは適当な燃料棒を案内ブシユと心合せ関係に自
動的に移送する。燃料ペレツトを装填する前に、
案内ブシユを移動して燃料棒と係合させ、またシ
ヤツトルを移動して案内ブシユと係合させる。

押し棒によりペレツトを案内ブシユ中を前進さ
せる際に、光源およびホトセルにより燃料ペレツ
ト列の始点と終点を検知する。回転スクリユに接
続されたエンコーダが回転スクリユの１回転毎に
所定数の電気的パルスを発する。スクリユの回転
は押し棒により移動した長さに直接対応する。エ
ンコーダおよびホトセルと連動するマイクロプロ
セツサは、燃料ペレツトの通過の最初から最後ま
で生じるパルス数をかぞえる。このようにしてマ
イクロプロセツサはペレツト列の長さを計算す
る。

エンコーダおよびホトセルを押し棒と関連させ
て使用して、燃料棒のまだ燃料ペレツトにより占
拠されていない残留空間の長さを定める。この情
報を用いてマイクロプロセツサは最後のセグメン
トとして集めなければならない燃料ペレツトの正
しい長さを計算し、正しい全長の燃料ペレツトを
燃料棒に装填するのを確実にし、またこの情報を
制御パネル上のデジタル読取部に表示する。

ペレツト装填後、シヤツトルを案内ブシユから
切離し、案内ブシユを燃料棒から切離し、燃料棒
割出装置により別の燃料棒を案内ブシユと心合せ
位置に移送する。すべての装填順序を繰返し、燃
料棒割出装置により保持されたすべての燃料棒を
装填する。

好適な集合順序においては、割りＶ型トラフの
横のオペレータに第１タイプの燃料を提供し、こ
の特定のタイプの燃料をカルーゼルに装着した燃
料棒すべてに適正なセグメント長さにて装填す
る。次に第１タイプの燃料を取下げ、オペレータ
に第２タイプの燃料を提供し、カルーゼルの燃料
棒すべてに第２タイプの燃料を装填する。この操
作を繰返し、すべての燃料棒にその全長にわたつ
てすべての所望のセグメントを完全に装填する。
オペレータがある所定の時期に１タイプの燃料ペ
レツトしか手にし得ないこの方法では、オペレー
タが間違つたタイプの燃料ペレツトを特定の燃料
セグメントに混ぜ入れる可能性がほとんどなくな
る。

次に図面を参照しながら本発明を説明する。同
一符号は同一または対応部材を示す。

第１図に、原子炉の炉心に用いられるタイプの
燃料棒中に燃料ペレツトを自動的に装填するよう
に設計された核燃料棒装填装置を示す。この装置
は基本的には４つの主要部分、即ち装置制御部１
００、主キヤビネツト２００、案内ブシユ装置３
００および燃料棒割出装置（インデクサ）、即ち
本例ではカルーゼル（円陣型コンベヤ）４００を
具える。

本発明の装置の理解を容易にするために、主要
部分、これらの部分を構成する要素およびこれら
の関係について最初に要約しておく、その後で各
要素の詳細な説明を行う。最後に装填操作を行う
装置の作動を説明する。

作動は第１図に示す装置制御部１００の区域で
始まる。燃料ペレツトを装置制御部１００の後ろ
からトレー１０２の上に作業台１０６に沿つたコ
ンベヤシステムによつて送出す。機械オペレータ
が間違つたタイプの燃料ペレツトを燃料棒に不適
当に装填するのを防止するために、各トレーは１
タイプのみの燃料ペレツトを含む。作業台から燃
料ペレツトを主キヤビネツト２００および案内ブ
シユ装置３００を経て、燃料棒カルーゼル４００
のまわりに円状に装着された燃料棒４０２中に移
送する。オペレータは制御パネル１０８から装置
の作動を監視する。一般に装置制御部に内蔵され
たマイクロプロセツサにより、燃料ペレツト装填
装置内で起る作動の順序を指図する。

第２図は、第１図の２―２線方向に見た主キヤ
ビネツト２００を示す。この機械は、１列の燃料
ペレツトを受取る細長い部材、本例では割りＶ型
トラフ２０２を含む。オペレータは、所望数のペ
レツトをトレー１０２から取り、割りＶ型トラフ
２０２に集める。シヤツトル２０４は、燃料ペレ
ツトを集積位置から燃料棒装填位置に物理的に移
送する目的で設けられている。

シヤツトル２０４およびシヤツトル支持部２１
１を第２図に実線で示す位置から垂直に割りＶ型
トラフ２０２の直下の位置まで移動する機構が設
けられている。さらに、割りＶ型トラフ２０２の
半部を第２図に鎖線で示す開位置に移動し、これ
により燃料ペレツトを重力によりシヤツトル２０
４中に落下させる機構が設けられている。

第２図および第３図において、はかり柱２５０
はシヤツトル２０４を係合し、シヤツトル支持部
上のシヤツトルをペレツトが鎖線２０７で示す位
置に達するまで押上げる目的で設けられている。
このとき、シヤツトルは完全にはかり柱により支
持され、従つてシヤツトル部品と関連する種々の
他の機構により発揮される可能性のあるすべての
力から自由になつている。次にはかり２５２によ
りシヤツトルおよび燃料ペレツトのみを秤量す
る。秤量完了後、シヤツトルを第２図に実線で示
す下方位置に戻す。

再び第２図に戻つて、押し棒２２０は燃料ペレ
ツトをシヤツトルのトラフに沿つて燃料棒中に押
込む目的で設けられている。カバー２３０はシヤ
ツトルの直上の隣接位置を占めて燃料ペレツトに
対する包囲トラフを画成するように設けられ、こ
れにより、ペレツトをシヤツトルに沿つて押すと
きに、ペレツトがずれて詰まつたり、シヤツトル
を乗り越えて落ちたりするのを防止する。

次に第４図および第５図に進むと、案内ブシユ
装置３００は案内ブシユ３２０および案内ブシユ
先行部３０２を含み、シヤツトルと燃料棒４０２
との間の燃料ペレツトの移送を容易にする。案内
ブシユ先行部３０２の下には、案内ブシユ装置ア
クチユエータ３１０が装着され、案内ブシユ装置
を長さ方向に移動して燃料棒の端部に係合させる
ようになつている。

第６図および第７図において、シヤツトルを長
さ方向に移動するためのシヤトルアクチユエータ
２７０がシヤツトルの下方に設けられている。こ
の装置は、案内ブシユ装置が燃料棒と係合状態に
あるとき、シヤツトルアクチユエータがシヤツト
ルを移動して案内ブシユ装置と係合させるように
構成されている。

第８図および第９図には、押し棒を移動してペ
レツトを前進させる構造が示されている。この構
造には、スクリユ２２４およびこれと螺合関係に
あるナツト２２６が含まれる。ナツト２２６はア
ーム２２３により押し棒２２０に連結されてい
る。

スクリユ２２４を回すとナツト２２６および押
し棒２２０が長さ方向に移動する。押し棒を移動
すると、燃料ペレツトはシヤツトルから案内ブシ
ユ先行部のトラフ３０３（第４、５図参照）およ
び案内ブシユの通路３２２（第５図参照）を経て
燃料棒中に移送される。

第１１図および第１２図において、燃料棒カル
ーゼル４００は、その円周に沿つて装着された複
数の燃料棒４０２を含み、燃料棒を順序案内ブシ
ユ３２０の通路３２２と一直線に配列するように
作動する。カルーゼル駆動装置４１０は、燃料ペ
レツトの所定セグメントを第１燃料棒に装入し終
つた後、燃料棒カルーゼルを回動する働きをす
る。カルーゼルを適切に回動して、次の燃料棒を
案内ブシユの通路と一直線に配置する。この後、
後続燃料棒ごとに装填工程を繰返す。

上述した核燃料ペレツト装填装置の個々の構成
要素について以下に詳述する。

第１図に示すように、オペレータが燃料ペレツ
ト装入操作を監視し制御する区域には、制御パネ
ル１０８および主キヤビネツト２００にかぶせて
設けられた作業台１０６がある。コンベヤ装置は
作業台の全長にわたつて延在し、オペレータが手
で操作可能な作業台１０６上の位置にトレー１０
２を置く目的で設けられている。オペレータは、
手で燃料ペレツトを燃料トレー１０２から取り、
そのペレツトを作業台１０６の前部付近に配置さ
れた割りＶ型トラフ２０２（第２図参照）に置
く。作業台１０６の前には複数個のライト（光）
１２０が設けられ、所定の燃料棒設計計画に従つ
てトラフ２０２内に並べるべき燃料ペレツトのセ
グメントの大体の長さの指標をオペレータに与え
るようになつている。装入操作を制御するための
マイクロプロセツサが設けられており、このマイ
クロプロセツサはライト１２０のうち正しい１つ
のライトを点灯することを含む幾つかの機能を果
す。オペレータは、割りＶ型トラフ２０２の最石
端から始めて、通常特定の点灯ライトにより示さ
れる左側終点までペレツトを１列に並べる。正確
な長さを示す値は、セグメント長さ終点を指示す
る矢印および±0.6cm（±1/4インチ）の公差を示
す隣接マークを有する長さ目盛１２２によつて与
えられる。

制御パネル１０８は、オペレータが燃料ペレツ
ト装填装置の作動を監視するための制御部を含
み、特定の装填操作に必要なセグメントの正確な
長さは、制御パネルの部分１０７に設けられたス
クリーン１０９に表示される。

上述したマイクロプロセツサの細部は、本発明
のいかなる部分も構成するものではなく、マイク
ロプロセツサは、適切な操作順序を指令する任意
適当なタイプのものとすることができる。本発明
の特定の実施例においては、EPTAKマイクロプ
ロセツサ（Eagal Signal lndustrial Controls
Division of the Gulf ＆ Western
Manufacturing Company製）を使用する。

次に第２図および第３図に移ると、複数個の垂
直方向移動自在な、長さ方向に離間したシヤツト
ル柱２１０は、シヤツトル２０４を支持するとと
もに垂直方向に移動する作用をなす。具体的に
は、シヤツトル柱２１０の上に支持テーブル２１
３が装着されている。このテーブル２１３には、
２本の垂直方向延在シヤツトル支持部２１１が長
さ方向に離間して装着されており、各シヤツトル
支持部２１１は、その上端がシヤツトルを収容し
支持するように形成されている。

シヤツトル２０４が下方位置にあり、シヤツト
ルが案内ブシユ３２０の通路３２２と一直線に並
んでいる。即ちシヤツトルが第２図の実線で示す
位置にあるとき、シヤツトルはシヤツトルローラ
２５１（第６図参照）の上に乗り、押し棒２２０
はシヤツトルの樋溝内に位置し、カバー２３０は
シヤツトルにかぶさつている。燃料ペレツトを割
りＶ型トラフ２０２からシヤツトル２０４に移動
するために、シヤツトルを割りＶ型トラフの下側
位置まで押上げ、この途中で押し棒およびカバー
を回動してシヤツトルから第２図に鎖線で示す位
置にはずすための機構が設けられている。この機
構は、支持テーブル２１３の片側に装着され且つ
そこから上方に延在する押し棒カム２１２および
支持テーブルの反対側に装着されたカバーカム２
３４を含む。

カバーカム２３４とカバー２３０との間には、
シヤツトル柱２１０およびカム２３４が上方に移
動するにつれてカバーを開く機構が介在する。こ
の機構はシヤフト２３７に枢着されたレバー２３
５を含む。レバー２３５の一端にはカバーカム２
３４の通路内にローラ２３１が装着されている。
レバー２３５の他端は、ピン２３８により上方延
在アーム２３９に連結される。ベルクランクレバ
ー２４０は、ピン２４１のまわりで枢動自在に装
着されている。ベルクランクレバー２４０の一方
の脚部はカバー２３０を含む。他方の脚部はピン
２４２によりアーム２３９に連結される。第２図
から明らかなように、カム２３４が上方へ鎖線で
示す位置２３６に移動するとき、カムがローラ２
３１と係合し、これにより第２図で見てレバー２
３５を反時計方向に鎖線で示す位置２３４に移動
する。この結果、アーム２３９を下方へ移動し、
ベルクランクレバー２４０を反時計方向に枢動し
てカバー２３０を鎖線で示す位置２３２に移動
し、これによりシヤツトル２０４が垂直方向へそ
の最高位置に向つて移動する際にカバーをシヤツ
トルの移動路の外に出す。

同様に、押し棒カム２１２と押し棒２２０との
間には、押し棒を第２図で見て時計方向にシヤツ
トル２０４の垂直移動路の外へ移動する機構が介
在する。この機構はシヤツトル２１５に枢動自在
に装着されたレバー２１４を含む。レバー２１４
の一端には、押し棒カム２１２の通路内にローラ
２１２が装着されている。レバー２１４の他端は
ピン２１７により上方延在アーム２１８に連結さ
れる。上方アーム２１９はピン２２１に枢着され
ている。アーム２１９は、ピン２２２により上方
延在アーム２１８に連結される。ばね負荷プラン
ジヤ２０９は、ピン２２２をシヤフト２１５に連
結して、押し棒を第２図に実線で示す位置にバイ
アスする。押し棒２２０が装着された押し棒アー
ム２２３は、上方アーム２１９と一体に連結さ
れ、従つて後者と一緒に働く。第２図から明らか
なように、カム２１２がテーブル２１３と共に上
方へ鎖線で示す位置２２５に移動するにつれて、
カム２１２がローラ２１６と係合し、これにより
レバー２１４をシヤフト２１５のまわりで時計方
向に２２７で示す鎖線位置に回動する。この結
果、アーム２１８が下方に移動され、これにより
上方アーム２１９を時計方向へ枢動して、押し棒
アーム２２３および押し棒２２０を鎖線で示す位
置２２９に移動するとともに、ばね負荷プランジ
ヤ２０９を圧縮する。かくしてシヤツトルが垂直
方向へその最高位置に向つて移動する際に押し棒
をシヤツトルの移動路の外へ出す。

第２図から明らかなように、シヤツトル２０４
が下方位置にあるとき、押し棒２２０はシヤツト
ルの樋溝内に位置し、カバー２３０は押し棒の上
に位置する。まず最初カバーを開位置に向かつて
移動し、カバーが開位置に近づいた後押し棒を移
動するために、カム２１２および２３４は、カム
２３４がローラ２３８に接触してカバーの移動を
開始した後で、カム２１２がローラ２１６に接触
して、押し棒の移動を開始するように配置する。

燃料ペレツトの割りＶ型トラフ２０２からシヤ
ツトル２０４への移送を行うために、トラフ２０
２の２つの半部を第２図に鎖線で示す開位置２０
３に移動する機構が設けられている。具体的に
は、シヤツトル支持部２１１それぞれの上端は、
上方延在割りＶ型カム２９０を収容するように形
成されている。これらのカム２９０は、シヤツト
ルが鎖線で示す最高位置２９１に近づくと、割り
Ｖ型トラフ２０２の２つの半部に係合するように
配置されている。割りＶ型トラフの半部は、それ
ぞれピン２９２のまわりで枢動してばね２９３を
圧縮するように装着されている。ばね２９３は、
割りＶ型トラフの２つの側面を閉位置に戻すよう
に設計されている。後でシヤツトルが下方移動を
始めると、割りＶ型カムは割りＶ型トラフの２つ
の側面から離れ、圧縮されていたばねが伸長し２
つの側面を互に近づけ、第２図に実線で示す閉位
置に戻す。シヤツトルが最低位置に近づくと、第
一に押し棒カムが、第二にカバーカムが、対応す
るカム面から離れ、最初に押し棒を次にカバーを
それぞれ回動して、シヤツトル上の所定位置、即
ち第２図に実線で示す位置２２０および２３０ま
で戻す。

燃料ペレツトの列を割りＶ型トラフからシヤツ
トルに移した後、このペレツト列を秤量する機構
が設けられている。第３図において、秤量機構
は、プラツトホーム２５３上に長さ方向に離間し
て装着された２つのはかり２５２を含む。なおプ
ラツトホーム２５３はシヤツトル柱２１０も支持
する。はかり２５２は荷重セルを含むが、その細
部が本発明のいかなる部分も構成するわけではな
いので、概略が図示されているだけである。はか
りは任意適当なタイプのものとすることができ、
一実施例ではToledo Scales社製のモデルNo.3031
を使用する。はかり柱２５０は、各はかり２５２
から支持テーブル２１３の開口を経て上方へ延在
し、シヤツトル柱２１０、シヤツトル支持部２１
１およびこれらに装着された部材とは独立になつ
ている。シヤツトル柱が最高位置に到達し、割り
Ｖ型トラフが開いた後も、はかり柱は上昇し続
け、シヤツトルをシヤツトル支持部から切離して
持ち上げる。かくしてシヤツトルおよびその中の
燃料ペレツトが、装置の他の構成要素とは無関係
に、秤だけで支持される。従つてはかり２５２の
感知する重量は、はかり柱、シヤツトルおよびそ
の中の燃料ペレツトの重量だけである。電子式秤
量の結果をオペレータのために制御パネル１０８
に表示する。重量が予め指定されたパラメータ内
にあれば、操作をそのまゝ続ける。重量が予め指
定されたパラメータ内にない場合には、自動操作
を中止し、制御パネル上の警告灯を点灯してオペ
レータに燃料ペレツトの重量が予め指定されたパ
ラメータ内にないことを知らせる。

押し棒２２０をばね負荷プランジヤ２０９によ
り元の位置に戻す。即ち、シヤツトルが下方位置
に戻ると、カム２１２がローラ２１６から離れ
る。

これによりばね負荷プランジヤ２０９は伸長で
き、上方アーム２１９を反時計方向に枢動し、押
し棒アームおよび押し棒を元の下方位置に戻す。

同様にカバー２３０をばね負荷プランジヤ（図
示せず）により元の位置に戻す。即ち、カバーカ
ム２３４がローラ２３１から離れると、レバー２
３５が時計方向に枢動する。この結果、２３９が
上方移動し、これによりベルクランクレバー、２
４０を時計方向に枢動して、カバー２３０をシヤ
ツトルに重なる元の位置に移動する。

第４図および第５図において、シヤツトル２０
４は案内ブシユ先行部３０２のトラフ３０３、案
内ブシユの通路３２２および燃料棒４０２と一直
線に並んだ下方位置にある。ペレツトのシヤツト
ルから燃料棒への移動を容易するために、案内ブ
シユを燃料ロツドと係合させる案内ブシユアクチ
ユエータ機構３１０が設けられている。空気圧シ
リンダ３１２（任意の通常のタイプのものとする
ことができる）は案内ブシユ装置の下側に固定さ
れ、案内ブシユ装置を移動する力を生成する。空
気圧シリンダからシリンダロツド３１４が延在す
る。シリンダロツド３１４は継手３１５によりス
リーブ３１６に連結され、スリーブ３１６は案内
ブシユ先行部３０２に連結される。シリンダロツ
ドを圧縮ばね３１７により左方にバイアスする。
案内ブシユ装置ロツド３１８は案内ブシユ装置を
長さ方向移動自在に支持する。スリーブ３１６お
よび第２スリーブ３１９は双方とも案内ブシユ装
置の一部であり、ロツド３１８上を摺動自在に設
けられている。空気圧シリンダ３１２を付勢する
と、シリンダロツド３１４はばね３１７のバイア
ス力に抗して右方に移動し、かくしてブシユ装置
をロツド３１８に沿つて右方へ移動し、整列した
燃料棒４０２と案内ブシユ３２０を係合させる。
空気圧シリンダ３１２を滅勢すると、案内ブシユ
を含む案内ブシユ装置はばね３１７により第４図
に示す元の位置に戻される。

第６図および第７図において、シヤツトルアク
チユエータ機構２７０は、案内ブシユを燃料棒と
係合させた後、シヤツトルを長さ方向に移動して
案内ブシユアセンプリと係合させる作用をなす。
この機構２７０は任意の通常のタイプのアクチユ
エータ２７１を含む。図示例では、アクチユエー
タ２７１は電動式直線アクチユエータで、シヤツ
トルに連結されてその長さ方向移動を行う。シヤ
ツトルアクチユエータの上に設けられたシヤツト
ルアクチユエータアーム２７２は、シヤツトルア
クチユエータが付勢されると長さ方向に移動す
る。

シヤツトルアクチユエータ２７２はシヤツトル
アクチユエータロツド２７３に連結され、該ロツ
ドの他端にはシヤツトルヨークガイド２７６が装
着されている。下端が二叉になつたシヤツトルヨ
ーク２７５は、シヤツトル２０４の底部に取付け
られ、シヤツトルが最低位置、即ち第２図に実線
で示す位置にあるとき、シヤツトルヨークガイド
２７６と係合する。シヤツトルアクチユエータ２
７１を付勢すると、シヤツトルヨークガイド、従
つてシヤツトルは長さ方向右方へ、第６図に示す
矢印２７７に沿つて移動し、案内ブシユ装置の先
行部３０２と係合する。第７図に示すシヤツトル
戻しばね２７４は、ロツド２７３上に上述のよう
なシヤツトルの右方移動時に圧縮される位置に装
着されている。このばね２７４のバイアス力は、
シヤツトルアクチユエータを滅勢したときにシヤ
ツトルを長さ方向左方に移動し、かくしてシヤツ
トルを元の位置に戻すように作用する。

シヤツトルを案内ブシユ先行部と係合させると
きにシヤツトルを適切に案内するために、案内ブ
シユ先行部に先細ピン３０６（第４図に１個のみ
図示）を設け、これをシヤツトルの端部の対応す
る穴に係合させる。このことにより、シヤツトル
案内ブシユ先行部のトラフ３０３と正しく整列さ
せることができる。

第４図および第５図に戻つて、案内ブシユ装置
の端部を形成する案内ブシユ３２０は、燃料ペレ
ツトを燃料ロツド４０２の端部開口に案内する作
用をなす。トラフ３０３は案内ブシユ３２０の通
路３２２と一直線に整列するように構成されてい
る。通路３２２の左端は３２３で示すようにロー
ト形状に形成され、ペレツトをトラフ３０３から
通路３２２中にスムーズに案内するのを助けてい
る。通路３２２の右端も３２８で示すようにロー
ト形状に形成され、燃料棒４０２を通路３２２中
に案内するのを助けている。開口部の側面は連続
的に先細になつて円形リツプ３２９を形成する。
先細側面は燃料ロツドの端部を開口３２８に心合
せするのに役立つ。これにより通路の中心線を燃
料棒の中心線と一直線に整列し、燃料ペレツトを
燃料棒中にスムーズに移行するのを一層確実にす
る。

燃料棒中に装填されつつある燃料ペレツトのセ
グメントの長さが正確か否かチエツクするため
に、案内ブシユに通路３２２の互に反対側位置に
光源３４０および光検出器３４２を設ける。第５
図に示すように、光源３４０を通路３２２の片側
に、光検出器３４２を通路３２２の反対側でかつ
光源３４０からの光の通路にあたる位置にそれぞ
れ配置する。

燃料ペレツトまたは押し棒が通路の光源に直接
向かい合う部分を横断すると、光源からの光はホ
トセルから遮断される。ホトセルの状態を表示す
る信号をライン３４３を経て伝送して、後述する
態様で装置の作動を制御する。この目的のために
本例では光源とホトセルを用いたが、他の装置、
例えば空気スイツチを用いることもできる。

案内ブシユ通路３２２を通過する燃料ペレツト
から生じるほこりを確実に当該通路から除去する
ために、ヘリウムなどの不活性ガスを通路に導入
する手段とガスおよびほこりをここから除去する
手段を設ける。この目的のために、案内ブシユの
壁に光源およびホトセルの直前位置にて２個の傾
斜した穴３４４を設け、これらの穴に管３４５を
連結してヘリウムを通路３２２中に導びく。３個
の真空出口３４６の通路の円周に沿つて120゜離
して設け、これによりヘリウムガスおよびガスに
伴なわれたほこりの双方を通路から排出する。

案内ブシユを燃料棒と完全に係合状態にして、
燃料ペレツト用の連続通路を完成するまで、燃料
ペレツトを通路内で移動しないようにすることが
重要である。燃料ペレツトを案内ブシユを経て移
動する前に案内ブシユと燃料棒との係合を確実に
達成するために、第２の光源３４８を案内ブシユ
の出口端付近の片側に配置し、第２のホトセル３
４９を通路３２２の反対側に配置する。案内ブシ
ユが燃料棒の端部と係合するとき、燃料棒はロー
ト状開口３２８に入り、円形リツプ３２９にぶつ
かり、光源３４８からホトセル３４９への光通路
を遮断する。光の遮断を表示する電気信号をホト
セル３４９からライン３５０を経て、押し棒の作
動および燃料ペレツトの挿入を制御するマイクロ
プロセツサ１１０に伝送する。

第８，９および１０図において、主キヤビネツ
トおよび装置制御部は、押し棒を前進させて燃料
ペレツトをシヤツトルから案内ブシユを経て燃料
棒中に移送するための、そしてペレツトの挿入後
に押し棒を引抜くための適当な機構を含む。

スクリユ２２４は、キヤビネツトの全長にわた
つてシヤツトル２０４に平行な方向に延在する。
押し棒２２０を支持するナツト２２６は、このス
クリユに、スクリユが回転するにつれてスクリユ
に沿つて長さ方向に移動できるように装着されて
いる。押し棒アーム２２３および押し棒２２０を
ピン２２１に枢着する。ブラケツト２５６をナツ
ト２２６に装着して、押し棒の枢動に対する調節
自在なストツパとする。ベルト２６２を介してモ
ータ２６０をスクリユ２２４と連動させてスクリ
ユ２２４を回転する。

キヤビネツトの全長にわたつて延在するチヤン
ネル２５９に係合するナツトアーム２５７により
ナツト２２６の回転を防止する。従つて、スクリ
ユを回転すると、ナツトがスクリユの軸線に沿つ
て長さ方向にシヤツトル２０４と平行に移動す
る。モータは両方向に回転でき、従つて押し棒を
前進もしくは後退するいずれの方向にもスクリユ
を回転することができる。

モータ２６０を電気的に作動するために、第１
０図にブロツク図示するように、モータ制御部２
６８を設ける。前述したマイクロプロセツサ１１
０およびモータ制御部２６８の双方によりモータ
を完全に制御する。モータ制御部は、マイクロプ
ロセツサ１１０から入力を受取り、ライン２６９
を経て直流出力をモータに供給する。

押し棒の移動を適切に制御するために、モータ
制御部およびマイクロプロセツサは２つの信号源
から入力を受取る構成とする。第１入力源はホト
セル３４２で、これは、案内ブシユの通路が燃料
ペレツトまたは押し棒により占められたときに、
ライン３４３を経てマイクロプロセツサに信号を
送信する。

第２入力源はスクリユ２２４の端部に接続され
たエンコーダ２６４で、これはスクリユの回転に
直接応答して回転するようになつている。エンコ
ーダは当業界でよく知られた装置であり、エンコ
ーダ、従つてスクリユの１回転毎に所定数の電気
的パルスを発生する。スクリユの回転中にエンコ
ーダにより発せられた電気的パルスをライン２６
５によりマイクロプロセツサ１１０に伝送する。
マイクロプロセツサはエンコーダから受信した電
気的パルスの数をかぞえる。スクリユの１回転で
押し棒が一定量移動するので、かぞえられたパル
ス数は押し棒が移動した距離の直接の函数であ
る。エンコーダから受信された電気的パルスの数
をマイクロプロセツサにより距離測定値に変換
し、これをデジタル読取部１１２に表示する。こ
の読取値は制御パネル１０８に取付けられたスク
リーン１０９（第１図参照）に現われ、オペレー
タがすぐに見ることができる。

さらに、マイクロプロセツサは、押し棒が燃料
棒に入り、パルス数が所定の量に達したところ
で、モータに供給する電流を逆にするようにモー
タ制御部２６８に自動的に命令するようにプログ
ラムしてある。電流を逆にすると押し棒の移動方
向が逆になり、押し棒が燃料棒から引抜かれる。

挿入中の燃料ペレツト列の長さを計算するため
に、ホトセル３４２により燃料ペレツト列の始ま
りを検出し、対応する電気的信号をマイクロプロ
セツサ１１０に発信する。マイクロプロセツサ
は、この信号を受信すると、エンコーダ２６４の
発するパルスの数を数え始める。燃料棒中に装填
されているペレツトセグメントの終端を検知する
ために、押し棒２２０にその先端から所定の距離
の位置に貫通孔２６７をあける。貫通孔２６７
は、光源３４０からホトセル３４２への光の通路
を再び通じさせるように整列されている。光通路
が再び通じると、ホトセル３４２が信号をマイク
ロプロセツサに発信し、マイクロプロセツサがエ
ンコーダからの電気的パルスを計数するのを終了
させる。マイクロプロセツサは、エンコーダから
受取つた電気的パルスの数を合計し、この量を距
離に換言し、押し棒の端部から貫通孔２６７まで
の所定の距離を引算し、かくして燃料棒に実際に
挿入されている燃料ペレツト列の長さを計算す
る。この長さをオペレータが見ることができるよ
うに、制御パネルに取付けられたデジタル読取部
１１２に表示する。

燃料棒を構成する場合、集合した燃料ペレツト
を燃料棒内の特定の点で終了させることが必要で
ある。燃料棒の端部を端部キヤツプで閉じ、端部
キヤツプと最終集合列の燃料ペレツトとの間には
ばねを挿入する。燃料ペレツトを比較的正確な長
さと形状に構成する場合、長さおよび形状ともに
僅かな変動が生じる。各燃料棒に多数のペレツト
を装填するので、長さの累積変動はかなりな値と
なる。個々のペレツトの長さの変動にもかゝわら
ず、燃料ペレツト列の最終合計長さを所定の狭い
限界内に入れるために、最後から２番目のセグメ
ントを挿入し終つた後に、占拠されずに残つてい
る燃料棒の長さを測定する。この情報から、マイ
クロプロセツサは、挿入時に燃料棒内の装填燃料
ペレツトの終点を所望の特定の終点に位置させる
最終セグメント長さを計算する。

第５図および第１０図に最終セグメントの長さ
を決める特定の構成を示す。押し棒を案内ブシユ
を経て燃料棒中に前進させる。押し棒の先端が案
内ブシユの通路３２２に入り、押し棒に設けられ
た貫通孔２６７が光源３４０とホトセル３４２を
結ぶ通路に達すると、光源から光がホトセルに到
達する。受光したホトセルは信号をライン３４３
を経てマイクロプロセツサに発信し、マイクロプ
ロセツサにホトセル信号に対応するパルスカウン
トを記憶するよう指令する。押し棒は予め装入さ
れた燃料ペレツト列に係合するまで前進を続け
る。かくして押し棒の移動が限定されると、エン
コーダにより発せられるパルスが中断する。マイ
クロプロセツサは、このパルス中断を感知し、モ
ータ制御部２６８に押し棒の移動を、押し棒が後
退位置に到達するまで逆方向にするように命令す
る。マイクロプロセツサはエンコーダから受取る
電気的パルスの総数をかぞえ、ホトセル信号に対
応するパルスカウントを引算し、これを距離に換
算する。マイクロプロセツサは、次に押し棒の先
端と押し棒の貫通孔２６７との間の所定の距離を
加算し、ホトセルと燃料棒の端部に当接する案内
ブシユの通路の円形リツプ３２９との間の距離を
引算し、かくして燃料ペレツトにまだ占拠されず
に残つている燃料棒の長さの計算値を出す。マイ
クロプロセツサには、燃料棒を完全に装填したと
き燃料ペレツトに占拠されてはならない燃料棒の
長さがプログラミングされている。マイクロプロ
セツサは、最後のセグメントを挿入する前に、占
拠されずに残つている燃料棒の全長からこのプロ
グラムデータを引き、オペレータが装入すべき最
後のセグメントの必要な長さを計算する。この情
報を制御パネル１０８上のデジタル読取部１１２
に表示し、対応するセグメント長さ指示ライト１
２０を点灯する。

燃料ペレツト列の幾つかのセグメントを、燃料
棒の長さに沿つて特定の領域に配置することも望
ましい。特に、特定のウラン濃縮および酸化ガド
リニウム組成物を含有する幾つかの臨界セグメン
トを適切に配置して原子炉停止を容易にすること
が非常に重要である。押し棒は十分に長く、臨界
セグメントを挿入する前に、予め装填されたセグ
メントの端部ペレツトに係合する。従つて、燃料
ペレツトにより占拠されていない領域を計算する
ことに関して説明した過程に従つて、臨界セグメ
ントが燃料棒内の正しい領域を占拠していること
を確かめることができる。この過程を開始するた
めに、マイクロプロセツサは押し棒に予め装填さ
れた燃料ペレツトを完全に押込むように命令す
る。燃料ペレツトに占拠されずに残つている燃料
棒の長さを測定し、マイクロプロセツサはこの情
報を臨界セグメントのプログラムされた始点と比
較する。臨界セグメントの始点が特定の狭い限界
内に入らない場合には、この状態を制御パネルに
表示してオペレータに知らせ、燃料棒へのそれ以
上の装入を停止する。臨界セグメントを挿入した
後、マイクロプロセツサは再び押し棒を端部ペレ
ツトに係合するまで前進させ、マイクロプロセツ
サは燃料ペレツトに占拠されていない距離を測定
する。再び臨界セグメントの終点をプログラムさ
れた情報と比較し、終点が特定の狭い限界内に入
らない場合には、燃料棒の装入を停止し、第１３
図に示す制御パネル上の警告灯１３４を点灯す
る。

第１１図および第１２図において、燃料棒カー
ルゼル４００は、燃料棒を保持し、装填過程の適
切な段階で各燃料棒を順次案内ブシユと一直線に
整列させる目的で設けられている。カルーゼルは
燃料棒を支持する複数個の円形フレーム４０４を
含む。フレームは中心ハブ４０６に装着され、半
径方向外方へ延在する。各フレームには燃料棒を
受入れる複数の凹所４０５を円周方向に離間して
設ける。燃料棒を凹所に保持するために、複数個
の枢着クランプ４０８を設ける。これらのクラン
プは、外方に枢動して燃料棒を凹所に挿入できる
ようにするとともに、円形フレームの円周のまわ
りにぴつたり締め付けられて、装填操作中に燃料
棒を所定位置に保持する。特定例においては円形
フレームに50個の凹所を設ける。説明の便宜上、
第１２図においては装入すべき第１燃料棒を収容
する凹所を５００とし、次の凹所を５０１とし、
最後の凹所を５５０としてある。

カルーゼル制御機構、図示の実施例では簡単な
駆動装置４１０が、カルーゼルを回転する目的で
設けられている。駆動装置をマイクロプロセツサ
から供給される信号により制御し、かくして駆動
装置４１０によりカルーゼルを適当な時間に適当
な量だけ回転して、次の燃料棒を案内ブシユ通路
３２２と一直線に整列する位置に置く。カルーゼ
ルに装着されたエンコーダ４２０は、カルーゼル
の回転毎に所定数の電気的パルスを発生する。こ
れらのパルスをマイクロプロセツサに電気的に伝
送する。マイクロプロセツサは、これらの電気的
パルスをかぞえて、カルーゼルが回転した角度お
よびカルーゼルの相対的円周方向位置を計算す
る。本例のカルーゼルは50個の凹所を有するもの
として示してあるが、すべての場合にすべての凹
所に燃料棒を装荷することが必要なわけではな
い。特定の装填操作に必要な数の燃料棒をカルー
ゼルの凹所に順々に入れればよい。マイクロプロ
セツサは、カルーゼル制御部に自動的に命令し
て、燃料棒を有する凹所のみを装填位置に呈する
ようにカルーゼルを回転する。燃料棒が目下装填
位置にある軌道をマイクロプロセツサが保つよう
にするために、装填操作の開始時に、第１２図に
５００で示す第１燃料棒を案内ブシユ通路と一直
線に整列させる。以後の燃料棒カルーゼルの回転
はマイクロプロセツサにより制御する。

好適な操作方法においては、第１タイプの燃料
ペレツトを集めて複数のセグメントとし、これら
を各燃料棒に連続的に装填し、すべての燃料棒に
第１タイプの燃料ペレツトよりなる第１セグメン
トを装填する。第１セグメントをすべて装入し終
つた後、第２セグメントを集め、各燃料棒に連続
的に装入する。この同じ順序の操作を残りのセグ
メントすべてについて繰返して、すべての燃料棒
を完全に装填する。この操作方法によれば、オペ
レータに任意所定の時期に１タイプの燃料を提供
することができる。この操作方法の目的は、オペ
レータが単一燃料セグメントの中に異なるタイプ
の燃料ペレツトを混ぜる結果、燃料棒の装填が不
適当になる恐れを防止することにある。

第１タイプの燃料ペレツトを作業台１０６のト
レー１０２上にのせた場合、マイクロプロセツサ
１１０は、集めるべき正確なセグメント長さを制
御パネル１０８のデジタル読取部１１２に表示す
る。マイクロプロセツサはセグメント長さを表示
ライト１２０のうちの１つを点灯するようにプロ
グラムされている。この点灯ライトは、オペレー
タにその時集めているセグメントに対する左端点
の大体の区域を指示する。作業台に沿つて長さ目
盛１２２が設置されており、この長さ目盛は特定
の増分毎に目盛がつけられており、オペレータは
左端点の特定の長さ指示値を±0.6cm（±1/4イン
チ）の公差とともに知ることができる。オペレー
タは、割りＶ型トラフ２０２に燃料ペレツトを一
列に並べ、そのセグメント長さを割りＶ型トラフ
の遠くの右側から、デジタル読取部に表示されか
つ目盛１２２上の適切に選ばれた増分目盛により
特定指示されるセグメント長さに対応する終点ま
で延在させる。

この段階でこの機械は自動装填操作を始める用
意ができている。操作を始めるために、オペレー
タは制御パネル１０８上の「装填開始」スイツチ
１３０（第１３図参照）を押す。これにより、マ
イクロプロセツサ１１０は押し棒を装填すべきセ
グメントに対応する位置に配置し、カルーゼル駆
動装置４１０がカルーゼル４００を回転して、凹
所５００内の燃料棒を案内ブツシング３２０と一
直線に並ぶよう割出す。

１つのセグメントを完全に組立てたところで、
オペレータは制御パネル１０８上の「秤量」ボタ
ン１３２を押す。シヤツトル柱２１０が垂直上方
に移動し始め、１列の燃料ペレツトを受取るため
にシヤツトル支持部２１１およびシヤツトル２０
４を一緒に運ぶ。シヤツトルが上方移動を始める
と、第一にカバーカム２３４が、第二に押し棒カ
ム２１２が対応するカム面に係合し、カバー２３
０および押し棒２２０を回動して、シヤツトルが
垂直移動中に通過する通路の外に出す。シヤツト
ルが割りＶ型トラフ２０２の直下の隣接位置に到
着すると、割りＶ型カム２９０が割りＶ型トラフ
２０２の各側面の割りＶ型カム面２４８に係合
し、割りＶ型トラフの２つの側面を開く。割りＶ
型トラフの２つの側面が開くにつれて、２つの側
面間の間隔が増して燃料ペレツトの直径より大き
な距離になり、かくして燃料ペレツトがシヤツト
ル上に落下する。シヤツトル柱がその垂直移動範
囲一杯まで上昇し終つた後、はかり柱２５０はそ
れより僅かに高い位置まで昇り続け、シヤツトル
をシヤツトル支持部から切離して持上げ、かくし
てシヤツトルはシヤツトル柱や支持テーブル２１
３に取付けられたカムへのいかなる力からも妨害
されずに、はかり柱だけで完全に支持されるよう
になる。次にはかり２５２を働らかせてシヤツト
ルおよびその時シヤツトルが支えている１列の燃
料ペレツトを電子的に秤量する。この情報をマイ
クロプロセツサ１１０に電子的に伝送し、マイク
ロプロセツサはシヤツトルおよびはかり柱の重量
を引いて燃料ペレツトのみの重量を出す。この計
算重量を制御パネル１０８に表示する。

秤量完了後、はかり柱２５０が垂直降下し、シ
ヤツトルがはかり柱およびシヤツトル支持部２１
１双方の上に乗る。この時点からはかり柱および
シヤツトル柱双方が同じ速度で降下し、第２図に
実線で示す最低位置に達する。割りＶ型カムが割
りＶ型トラフの側面から離れるにつれて、圧縮さ
れていたばね２９３が伸長し、割りＶ型トラフの
２側面を近接するように押して、第２図に実線で
示す閉位置に戻す。

シヤツトルが最低位置に近づくにつれて、第一
に押し棒カムが、第二にカバーカムが対応するカ
ム面から離れ、まず押し棒を次にカバーを回動し
てシヤツトル上の所定位置、即ち第２図に実線で
示す位置２２０および２３０に戻す。

シヤツトル柱およびはかり柱がそれぞれ最低位
置まで降下すると、シヤツトル底部はシヤツトル
ローラ２５１の上に乗り、シヤツトル柱およびは
かり柱はシヤツトルから離れる。シヤツトルをシ
ヤツトルローラのみで支持するとき、シヤツトル
上に乗つている燃料ペレツトおよび燃料ペレツト
の背後に配置された押し棒は、案内ブシユ先行部
のトラフ３０３、案内ブシユの通路３２２および
燃料棒の内径と一直線上にある。

ここで第４図に示す案内ブシユ装置アクチユエ
ータ３１０が作動し、案内ブシユ装置を長さ方向
に移動して、第１２図に示す凹所５００内の心合
せ燃料棒と係合させる。これにすぐに引続いてシ
ヤツトルアクチユエータ機構２７０が作動し、シ
ヤツトル２０４をローラ２５１に沿つて長さ方向
に移動して案内ブシユ装置と係合させる。案内ブ
シユ先行部３０２に設けられた先細ピン３０６
が、シヤツトル２０４を案内ブシユ先行部のトラ
フ３０３と自動的に心合せする役目を果す。この
心合せにより燃料ペレツトをシヤツトルから案内
ブシユ先行部にスムーズに移すことができ、移送
操作中に燃料ペレツトに削り取りなどの損傷を与
えるのを防止する。

この段階で燃料ペレツト装填装置は燃料ペレツ
トを燃料棒に移送する用意ができている。マイク
ロプロセツサが、モータ制御部２６８に命令を与
えて、モータ２６０を付勢してスクリユ２２４を
回転し、これにより押し棒２２０をシヤツトル２
０４のトラフに沿つて移動する。燃料ペレツトを
シヤツトルに沿つて押している間に燃料ペレツト
がもち上るようなことがあるとしても、シヤツト
ルカバーがシヤツトルに沿つてとじ込め区域を形
成しているので、ペレツトが大きくもち上つて詰
りの原因となつたり、ペレツトをシヤツトルから
押し出す原因となることは防止される。燃料ペレ
ツトが案内ブシユ先行部３０２に入るとき、先細
ピン３０６によりシヤツトルが案内ブシユ先行部
のトラフ３０３と適切に心合せされているので、
燃料ペレツトはシヤツトルから案内ブシユ先行部
にスムーズに移送される。

ペレツトを案内ブシユの通路３２２を経て移送
する際、マイクロプロセツサは前述した要領で、
現在装填中の燃料ペレツトの列の長さを自動的に
測定する。この情報を記憶し、マイクロプロセツ
サが後で各燃料棒に挿入された燃料ペレツトの全
長を計算できるようにする。

ペレツトを装填する場合、押し棒を前進させ
て、案内ブシユと目下係合状態にある凹所５００
内の燃料棒４０２中に燃料ペレツトを押込む。１
列の燃料ペレツトを燃料棒中に挿入する間、マイ
クロプロセツサが所定数のパルスを数え終るまで
押し棒を前進させ続け、所定数のパルス計数時点
で、マイクロプロセツサがモータを吸回転してス
クリユの回転方向を逆にし、その結果押し棒の移
動方向を逆にする。押し棒を燃料棒および案内ブ
シユから引抜き、シヤツトルの反対端の位置まで
後退させる。シヤツトルアクチユエータ２７０が
作動してシヤツトルを長さ方向に移動し、案内ブ
シユ装置３００から切離す。次に案内ブシユ装置
アクチユエータ機構３１０が作動して、案内ブシ
ユ装置を心合せ燃料棒から切離す。

カルーゼル駆動装置４１０が自動的に燃料棒カ
ルーゼル４００を回転し、凹所５０１内の次の燃
料棒を案内ブツシング３２０の通路３２２と一直
線になる位置にもつてくる。オペレータは、再び
別のセグメントを構成する適当な長さの燃料ペレ
ツトを集め、全装入過程を繰返す。カルーゼルが
何度も回転して、凹所５５０が案内ブシユの通路
と一直線になる位置に配置され、かくしてすべて
の燃料棒に、その時オペレータに呈せられるタイ
プの燃料を装填し終つたら、コンベヤシステム１
０４が第１タイプの燃料を載せたトレー１０２を
運び去る。次の所望のタイプの燃料ペレツトの新
しいトレーを作業台１０６上に移送し、かくして
オペレータは第２タイプの燃料よりなるセグメン
トを集め始める。

この第２タイプの燃料を割りＶ型トラフ上に所
定のセグメント長さにて並べ、第１タイプの燃料
のセグメントを装填する際にとつた工程と同様の
工程にて装填操作を繰返す。セグメントを燃料棒
に挿入する間、セグメント長さ測定装置は、各セ
グメントを各燃料棒中に装填する毎に、各セグメ
ントを測定し続ける。マイクロプロセツサは、挿
入されたセグメントの合計長さを計算し、この長
さを燃料棒設計上の予定の長さと比較する。

燃料ペレツトの残りのセグメントを同様にして
装填し、最後セグメントをすべての燃料棒に装填
すべき時まで続ける。操作順序のこの時点で、燃
料ペレツトの最終セグメントを正しい長さにし
て、最終セグメントを燃料棒に挿入したときに、
燃料ペレツトの全長が所定の狭い限界内に入るよ
うにすることが必須である。この最終セグメント
の長さの計算は２つの方法のいずれによつても行
うことができる。マイクロプロセツサをプログラ
ムしておき、それ以前に挿入され、マイクロプロ
セツサに記録されたセグメント長さをすべて一緒
に加算することにより、燃料ペレツトの全長を計
算する。この和を燃料棒設計により指示された燃
料ペレツトの全長から引いて、最終セグメントの
長さを求め、これを制御パネル上のデジタル読取
部１１２に表示する。

或はまた、前述した方法によつて最終セグメン
トの長さを求めることもできる。押し棒２２０を
長さ方向に燃料棒中に移動して、燃料棒内に既に
装入された燃料ペレツトを完全に挿入する。押し
棒の貫通孔２６７がホトセル３４２を通過する
と、マイクロプロセツサがエンコーダ２６４の発
するパルスをかぞえ始める。マイクロプロセツサ
は、押し棒の移動方向を反転するときにパルス計
数をやめる。次にマイクロプロセツサは、燃料ペ
レツトに占拠されずに残つている燃料棒の長さを
計算し、この情報を燃料棒設計に従つて挿入すべ
き燃料ペレツトのプログラムされた全長と比較
し、最終セグメントの必要長さを計算する。この
情報を制御パネルに表示してオペレータに知らせ
る。かくしてオペレータは最終セグメントを集め
るのに必要な情報を得、装填操作を完了する。当
業者には、ホトセルおよび光源の機能を案内ブシ
ユの通路に沿つて配置した空気式スイツチによつ
て達成できることが明らかである。空気式スイツ
チは燃料ペレツトまたは押し棒の通過に応答し、
押し棒の貫通孔がミリツトスイツチを通過すると
きにマイクロプロセツサに信号を発する。

装置を運転している間、マイクロプロセツサ
は、セグメント長さ、挿入すべき最終セグメント
の長さおよび燃料棒内の臨界セグメントの位置を
計算する。前述したように、装填装置は燃料ペレ
ツトセグメントの重量を測定する。これらの測定
値のいずれかが所定のパラメータ範囲内に入らな
いと、マイクロプロセツサはその燃料棒の装入を
中止し、適当な信号を出してオペレータに知らせ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料棒装填装置および多数の
燃料棒を示す斜視図、第２図は燃料ペレツトを燃
料棒と合致する装填位置に移送する手段を内蔵す
るキヤビネツトの内部を示す第１図の２―２線方
向に見た拡大断面図、第３図はキヤビネツトに内
蔵された燃料ペレツト秤量装置およびシヤツトル
移送装置を示す図で、第１図のキヤビネツトの前
面から見た拡大側面図、第４図は本発明の燃料棒
装填装置に用いる案内ブシユ装置をシヤツトルの
端部および燃料棒の端部とともに示す側面図、第
５図は第４図の５―５線方向に見た案内ブシユを
示す断面図、第６図は本発明の燃料棒装填装置に
用いるシヤツトルおよびシヤツトルアクチユエー
タを示す側面図、第７図はシヤツトルアクチユエ
ータをその頂部から見た部分的断面図、第８図は
本発明の燃料棒装填装置に用いる回転スクリユお
よび押し棒機構を示す斜視図、第９図は第８図の
９―９線方向に見た押し棒機構を示す拡大断面
図、第１０図は本発明の燃料棒装填装置に用いる
押し棒機構、燃料ペレツト列長さ測定装置および
最終セグメント長さ決定装置のブロツク図、第１
１図は本発明の燃料棒装填装置に用いる燃料棒カ
ルーゼルおよび燃料棒割出装置を示す側面図、第
１２図は第１１図の１２―１２線方向に見た燃料
棒カルーゼルの一部を破断して示す拡大図、およ
び第１３図は第１図の燃料棒装填装置の前面から
見た制御ブロツクを示す側面図である。 １００…装置制御部、１０２…トレー、１１０
…マイクロプロセツサ、１２０…ライト、２０２
…割りＶ型トラフ、２０４…シヤツトル、２１０
…シヤツトル柱、２１２…押し棒カム、２２０…
押し棒、２５１…シヤツトルローラ、２５２…は
かり、２６０…モータ、２６４…エンコーダ、２
６７…押し棒先端の貫通孔、２６８…モータ制御
部、２７０…シヤツトルアクチユエータ、２９０
…割りＶ型カム、２９３…ばね、３００，３０２
…案内ブシユ装置、３０３…トラフ、３４２，３
４９…ホトセル、４００…カルーゼル、４０２…
燃料棒、４０８…クランプ、４１０…カルーゼル
駆動装置、４２０…エンコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) １列に並べられた複数個の燃料ペレツト
   を収容する細長い部材、(b) 複数個の燃料棒を支
   持する燃料棒割出装置、(c) 前記燃料棒割出装置
   を移動して、前記燃料ペレツト列を受取る位置に
   各燃料棒を順次配置する手段、(d) 前記燃料ペレ
   ツト列を前記細長い部材から前記燃料棒中に移送
   するために、前記細長い部材の下方に配置された
   シヤツトルを有するシヤツトル装置、(e) 前記細
   長い部材から燃料ペレツトを受取る受取位置およ
   び燃料ペレツトが前記燃料棒の１つと心合せ配置
   される装填位置に前記シヤツトルを移動する移動
   手段を有する移送手段、および(f) 秤量装置から
   なり、前記細長い部材が、前記燃料ペレツトを収
   容する第１位置と第２位置との間で回動自在に枢
   着された２つの傾斜部材よりなる割りＶ型トラフ
   を具え、更に前記傾斜部材を第２位置に回動して
   燃料ペレツトを前記シヤツトルの上に落下させる
   ための手段を含み、前記シヤツトル装置が、(a)
   前記シヤツトルを装填位置に支持する複数個のシ
   ヤツトルローラ、(b) 前記シヤツトルの下方に装
   着されたシヤツトル柱、および(c) 前記シヤツト
   ル柱を移動して、シヤツトルに係合させ、シヤツ
   トルを装填位置と受取位置との間で移動するため
   の機構、(d) 前記シヤツトル柱にこれと共に移動
   するように装着された割りＶ型カムであつて、前
   記シヤツトルが受取位置に移動したとき、前記傾
   斜部材を回動する手段に係合してこれを付勢して
   傾斜部材を第２位置に回動するように配置された
   Ｖ型カム、および(e) 前記シヤツトルが装填位置
   に移動したとき、前記傾斜部材を回動して第１位
   置に戻す手段を含み、さらに、(f) 前記シヤツト
   ル装置が秤量装置と協働するようになつている。
   燃料棒に核燃料ペレツトを装填する装置。 ２ 前記燃料棒割出装置が、(a) 複数個の燃料棒
   を収容する複数個の凹所が円周方向に離間して設
   けられたカルーゼル、(b) 前記カルーゼルに装着
   され、前記燃料棒を前記凹所内に保持する手段、
   (c) 前記カルーゼルを回転する手段、および(b)
   前記カルーゼルの回転を制御して、各燃料棒を順
   次前記燃料ペレツト列と心合せ位置に配置するた
   めのカルーゼル制御部を具える特許請求の範囲第
   １項に記載の装置。 ３ 前記燃料ペレツト列を移送する手段が、(a)
   前記燃料ペレツト列と心合せ位置に配置された押
   し棒、(b) 前記押し棒を直線的に移動するリード
   スクリユ、(c) 前記スクリユ回転する可逆モー
   タ、および(d) 前記モータを付勢して押し棒を前
   進させ、燃料ペレツトを燃料棒中に挿入し、また
   燃料ペレツト挿入後にはモータを逆回転して、押
   し棒を燃料棒から引抜くためのモータ制御部を含
   む、特許請求の範囲第１〜２項のいずれかに記載
   の装置。 ４ 秤量装置が、電子式秤量装置で、(a) 基台、
   (b) 基台に装着され、シヤツトルおよび燃料ペレ
   ツトの重量を表わす信号を発生する荷重セル、(c)
   前記シヤツトルおよびその中の燃料ペレツトを
   前記荷重セル上に支持し、かくして荷重セルによ
   りシヤツトルおよび燃料ペレツトの重量を感知で
   きるようにする支持手段、および(c) 前記荷重セ
   ルから信号を受信し前記燃料ペレツトの重量を計
   算する手段を具える特許請求の範囲第１〜３項の
   いずれか１項に記載の装置。 ５ 前記燃料棒割出装置と前記燃料ペレツト列と
   の間に介在して、燃料棒割出装置により割出され
   た燃料棒への燃料ペレツトの移送を補助する案内
   ブシユを具え、この案内ブシユが、燃料ペレツト
   を通す長さ方向通路を有し、第２位置にある前記
   シヤツトルが、燃料ペレツトを前記通路と心合せ
   配置するようにした特許請求の範囲第１項〜４項
   のいずれか１項に記載の装置。 ６ (a) 前記案内ブシユおよび燃料棒の相対移動
   を行う手段、および(b) 前記通路に設けられ、前
   記燃料棒を受取るとともに燃料棒を通路に対して
   心合せするために連続的にテーパされた側面を有
   する開口を含む特許請求の範囲第５項記載の装
   置。 ７ 前記案内ブツシユを長さ方向に移動して前記
   撚料棒割出装置により割出された燃料棒に係合さ
   せる案内ブシユアクチユエータを含む特許請求の
   範囲第５または６項記載の装置。 ８ (a) 前記案内ブシユおよび案内ブシユ先行部
   を含む案内ブシユ装置および(b) 前記シヤツトル
   が装填位置にあるとき、シヤツトルを長さ方向に
   移動して前記案内ブシユ先行部に係合させるシヤ
   ツトルアクチユエータを含む特許請求の範囲第７
   項記載の装置。 ９ 前記案内ブシユが、前記通路と連通しガス流
   を前記通路に導びくための入口、および前記通路
   と連通し、前記ガス流を排出するとともに前記ペ
   レツトおよび通路からほこりを除去するための真
   空出口を含む特許請求の範囲第５〜８項のいずれ
   か１項に記載の装置。 １０ 挿入中の燃料ペレツト列の長さを測定する
   手段を含み、この長さ測定手段が、(a) 前記スク
   リユの回転に応答し、スクリユの１回転毎に所定
   数のパルスを発生するエンコーダ、(b) 前記案内
   ブシユの通路を横切る光路に沿つて光を射出する
   ように配置された光源、(c) 前記光源からの光を
   受光するように配置されたホトセル、(d) 前記通
   路内に押入まれるペレツトによる前記光路の遮断
   に応答して、前記エンコーダからのパルスをかぞ
   え始める手段、(e) 前気押し棒の先端から所定の
   距離のところで押し棒を横断貫通し、前記光路を
   再現してパルスの計数を停止するための穴、およ
   び(f) 前記パルスの数から前記光路の遮断から再
   現までの間に前記押し棒が移動した量を計算し、
   これから前記所定の距離を引算して、挿入された
   前記燃料ペレツト列の長さを測定する手段を具え
   る特許請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の
   装置。 １１ 燃料棒を完全に装填するのに必要な前記燃
   料ペレツト列の長さを測定する手段を含み、この
   長さ測定手段が(a) 前記スクリユの回転に応答
   し、スクリユの１回転毎に所定数のパルスを発生
   するエンコーダ、(b) 前記押し棒を前記燃料棒中
   に、それ以前に装填された燃料ペレツトにより阻
   止されるまで前進させる手段、(c) 前記案内ブシ
   ユの通路を横切る光路に沿つて光を射出するよう
   に配置された光源、(d) 前記光源からの光を受光
   するように配置されたホトセルであつて、前記押
   し棒が前進して前記光源を通過したときに前記光
   路が遮断されると、前記パルスがかぞえ始めるよ
   う信号を発生するボトセル、(e) 前記押し棒の前
   進が装填済みペレツトにより阻止されたとき、前
   記パルスの計数を停止する手段、(f) 前記押し棒
   の前進の阻止に応答し、押し棒の移動を反転する
   よう前記モータ制御部に命令を出す手段、および
   (g) 計数パルスの数から前記燃料棒の装填を完了
   するのに必要な燃料ペレツト列の長さを計算する
   手段を具える特許請求の範囲第１〜９項のいずれ
   かに記載の装置。 １２ (a) 前記スクリユの回転に応答し、スクリ
   ユの１回転毎に所定数のパルスを発生するエンコ
   ーダおよび(b) 前記パルスをかぞえる手段であつ
   て、前記エンコーダから所定の合計数のパルスを
   受取るのに従つて、前記燃料ペレツトを燃料棒に
   挿入し終つた後、前記モータの回転を反転するよ
   うにした手段を含む特許請求の範囲第３項記載の
   装置。 １３ 前記押し棒が前記シヤツトルにかぶさる第
   １位置と前記シヤツトルから離れた第２位置との
   間で移動できるように枢着され、前記シヤツトル
   柱にこれと一緒に移動するように取付けられた押
   し棒カム、および前記シヤツトル柱の移動中に前
   記押し棒カムと係合でき、前記押し棒を第２位置
   に枢動し、シヤツトルの移動を可能にする押し棒
   機構を具える特許請求の範囲第３項記載の装置。 １４ (a) 前記シヤツトルにかぶさつて燃料ペレ
   ツトをシヤツトル内で閉じ込める第１位置とシヤ
   ツトルから離れた第２位置との間で移動できるよ
   うに枢着されたカバー、(b) 前記シヤツトル柱に
   これと一緒に移動するように取付けられたカバー
   カム、および(c) 前記シヤツトル柱の移動中に前
   記カバーカムと係合でき、前記カバーを第２位置
   に枢着し、シヤツトルの移動を可能にするカバー
   機構を具える特許請求の範囲第１〜１３項のいず
   れかに記載の装置。