JPS6188195A

JPS6188195A - ペレツト充填装置

Info

Publication number: JPS6188195A
Application number: JP60205596A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　克盛
Original assignee: Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Priority date: 1985-09-18
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1986-05-06
Also published as: JPH0375080B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、例えば核燃料ペレットなどの円０一体を被覆
管に自動充填するペレットの充填装置に［■する。

「従来の技術ｊ原子炉における周知の設み１の熱発生炉心は、聡５１杓
２１．０００個の燃料棒を含む多数の燃料：Ｌ合体から
なっている。各燃料棒には、原子炉の核分裂過程の間中
、熱を発生させるのに用いる２４０個の燃料ペレットが
入っている。従って５００万個以上のペレットを製造作
業の間に波？ａ管に充填しなければならない。原子炉の
大ささに関係４ｆく、被覆管にこの様に５吊のベレツ；
−を装置又は充填する仕事は、原子炉の建設コスト及び
完全な原子炉を組み立てるに必要な建設時間における主
要な要素を占めている。

現在の慣行によれば、約２５列の燃料ペレット柱を入れ
たトレイに関して固定の所定位置に被覆管を支持−ツる
秤々の設計のスタンド及びテーブルを用い、熱料ベレッ
トを、手で押し棒を押すことにより数列ごとまとめて被
覆管に挿入している。

各ベレット柱はその対応する被覆管の開口端と軸方向に
正確に整列され、その後作ｆｆ１ｌｓが、トレイのベレ
ッ１−が空になるまで、４ないし５のペレット柱を中空
の被覆管の中に同時に押込む。次に、このトレイに新し
いペレットが供給され、この過程は各被覆管が一杯にな
るまで約５回繰り返される。なお、最終トレイのペレッ
トを被覆管に装填するとき、被覆管からペレットがはみ
ださないようにするため、作業者が手で過剰のペレット
をとり除き、所定のペレットスタック長さになるよう取
り除いた空所に調整ベレットを手で挿入する。

そして、ペレットを燃料棒の中に溜めておくため、各燃
料棒の両端にプラグを溶接する。

［発明が解決しようとする問題点］本発明が解決しようとする問題点は次の２点である。

（イ）燃料ペレットを被覆管に充填する際、作業者が押
し棒を手で押ず操作を何回ちくり返さなれればならず、
非能率的であり、時間がかかる上労働コストが高くなる
問題。

（ロ）燃料ベレットの装填数が増加するにつれ、押し棒
を押す力が大ぎくなり約４ｍ分のペレット（重さ約２に
９）の数列分を全部被覆管に充填しおわる時の力は作業
者の負担となる問題。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、作業者の
負担を軽くし、能率よく短時間でペレットを被覆管に充
１ａｌｔすることのできるベレット充填装置を提供する
ことを目的としている。

「問題点を解決するための手段」本発明の基本的構成は、複数のペレットを長さ方向に配
列して一定長とした複数のペレット柱をベレット柱の後
端に配置された押込棒により、ペレット柱の先端方向に
配設された複数の被覆管に充填するようにしたものであ
る。そして、前記押込棒には、駆動装置が設けられる。

前記駆動装置は、駆動源と、この駆動源によりペレット
の軸方向に進退可能に移動させられかつ垂下する２本の
支持部材を備えたアームとからなり、前記アームと押込
棒とは、互いに支持片と支持部材とを交互に配した状態
でこれら支持片と支持部材とに移動軸をベレット柱の軸
方向に４通させて連設される。また、これら支持片と支
持部材との間には、スプリングが挾持され、かつ移動軸
の後端には、過負荷検出器が取り付けられる。

「作用」ペレット充填装置を上記のように構成した場合には、被
覆管にペレットの充填が自動的に行われる。また、ペレ
ット詰まりなどが生じた場合には、過負荷検出器が過負
荷を検出してその信号を駆動装置に送り、駆動装置を停
止させる。過負荷の状態が解消されたら駆動装置を駆動
させればよい。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図ないし第９図により説
明する。この充填装置は、円柱形状のペレットＰを同軸
上に複数配置しかつ並列状態に整列させる整列機構１と
、該整列機構１により整列されたペレットＰの各列の長
さを測定する測定は構２と、該測定機構２の測定結果を
記憶する記憶部３と、該記憶部３の記憶結果に基づいて
ペレットＰを取り除く分離フィンガー４と、該分離フィ
ンガー４によりペレットＰが取り除かれた列に長さ調整
用の調整ペレットＰ′を供給する供給ＲＷ１５と、整列
状態に配置された複数のペレットＰを、平行に配置され
た複数の被覆管Ｔに充填する充填機構６とを備えた基本
構成となっている。

本願発明が対象とするのは、この充填装置の中でも主と
して前記充填機構６であるが、理解の便宜のために以下
ペレットＰの流れにそって整列次構１から順に説明する
こととする。

前記整列ｒＡ４Ｍ１は、第２・３図に示すようにペレッ
１−トレイ１０上に載せられた多数のペレットＰを、ペ
レットトレイ１０の２５列の溝１０ａにその端面同志が
互いに突き合うように整列さけるもので、ベレットトレ
イ１０の溝１０ａが開口づる一端を第１整列板１１によ
り塞ぎ、分離フィンガー４で第１整列板１１とは反対側
の端にあるペレットＰの端面を第１整列板１１に向けて
押すことにより、整列させる基本構成となっている。

また、前記測定機溝２は、第２図に示すように、前記分
離フィンガー４と測長器１２とが連動された構成となっ
ており、分離フィンガー４がペレッ１−　ｉ−レイ１０
上の各列のベレッ１〜Ｐを整列させたのち、該分ｐＨフ
ィンガー４と第１整列板１１との間の長さくすなわちそ
の列のペレットＰの長さ）を副長器１２により測定する
ものである。なお、この測長値は記憶部３にデータ転送
される。

この記憶部３は、測定機構２によって測定された各列の
ペレットＰの長さを記憶するものである。

また、前記分離フィンガー４は、ベレットトレイ１０の
２５列のｉＭ　１　’Ｏａに対し５組設けられ、１絹の
分離フィンガー４が５列の満１０ａ上のペレットＰの整
列および測長をするようになっている。

次いで、第２図および第６図により、調整ペレットＰ′
を供給する供給機構５について説明すると、これは、調
整ベレットＰ′を収納するホッパ１５を有し、該ホッパ
１５から下降する調整ペレットＰ′をエアシリンダ１６
により駆動されるフライドペット１７により押し出して
排出口１日からペレット（・レイ１０上に供給する構成
となっている。

前記ペレット充填別構６は、本発明の主たる対象となる
もので、第１図に示すように、ベレット柱Ｐ１の後端に
位置する押込棒１９には、駆動装置Ｍが設けられている
。前記駆動装置Ｍは、サーボモータなどからなる駆動源
２０とこの駆動源２０によりペレット柱Ｐ１の軸方向に
進退可能に移動させられかつ垂下する２本の支持部材５
０ａを備えたアーム５０とからなっている。このアーム
５０は、ボ、−ルガイド２１によって移動可能に支持さ
れているとともに、ボールネジ２２の回転によりペレッ
ト柱Ｐ１の軸方向に移動できるようになっている。もら
ろんこのボールネジ２２は、駆動源２０に連設されてい
る。また、前記アーム５０ど２本の支１．１片１９ａを
立設した押込棒１９とは、その支持片１９ａと支持部材
５０ａとを交互に配した状態でこれら支持片１９ａと支
持部材５０ａとに、アーム５０の下端先端部５０ｂに固
着された移動軸２４ａを貫通させて移動可能に連設され
ている。また、これら支持片１９ａと支持部材５０ａと
の間には、移動軸２４ａに介装されたスプリング２３が
挾持され、かつ移動軸２４ａの後端には、過負荷時にス
プリング２３の弾発力に抗して後退りる押込棒１９の後
退を検出しその検出信号を駆動源２０に送って駆動源２
０の駆動を停止させる過負荷検出器（ロードセル等）２
４が取り付けられている。

そして、この充１［Ｎ構６は、２５列のペレット柱Ｐ１
に対して５組具怖され、その１組はペレットＰのピッチ
（１４ｍｍ）づつ充填テーブル（供給テーブル）１４が
駆動機構によりピッチ移動するのに伴ない５回充填を繰
り返し、５組５列ですべてのベレン１〜Ｐが充填完了と
なる。

また、第７図は、前記充填は横６の押込棒１９により押
されたペレットＰを・ｍ　Ｖｉｆｆ管Ｔに案内するため
のペレットガイド用移動台２５のｍ　Ｍ例を示すもので
、これは、ｌｌＩ覆管案内ガイド２６・ベレットガイド
（丸棒）２７および移動台２５全体を被覆管Ｔの軸方向
に沿って移動させる移動は構２８から構成される。また
、前記ペレットガイド２７は複数の丸棒を平行に配設し
てなるもので、その一端（第７図右端）は前記案内ガイ
ド２６に固定され、他端はペレットトレイ１０の溝１０
ａと１１０ａとの間の山部の下側に挿入される。一方、
前記移動０！横２８は被覆管Ｔと平行に延びる案内棒３
１と移動台２５仝体を案内棒３１に支持するスライドベ
アリング３２とから構成される。

以下、ペレットＰを被覆管Ｔに充填するまで第９図のフ
ローチャートを参照しながら説明する。

２５列の溝１０ａが形成されているペレットトレイ１０
にペレットＰを整列し、整列・副長テーブル１３にセッ
トすると、第９図に示１流れによって処理がなされる。

（ステップ１）：ベレットトレイ１０が＠柊のものでな
い場合（すなわち、最後に被覆管Ｔに充填するペレット
Ｐをのせたペレットトレイ１０でない場合）ステップ２
に、また最終ペレットである゛場合ステップ８に移行す
る。

（ステップ２）：ペレットトレイ１０上のペレットＰは
、第１整列板１１の下降とともに、整列（１構１の作用
にＪ：り整列され、整列完了後、分間［フィンガー４に
連動された測長器１２により、１列毎のペレットＰの長
さが測長される。

（ステップ３）：測長値は記憶部３にデータ転送されて
第１級の処理（各列の副長値を累積加算する処理）が行
なわれる。

（ステップ４）：整列および測長されたペレットトレイ
１０は、第１整列板１１が上昇したのち、トレイ押込ア
ーム３５により次の調整ペレット供給テーブル１４に移
動しくステップ５）：テーブル１４ごとテーブル駆動機構に
より、ペレットＰの充填位置まで搬送される。

（ステップ６）：ベレットＰの充填は、充填機構６によ
り行なわれる。すなわち、駆動源２０を駆動させ、ボー
ルネジ２２を回転・駆動させることによりアーム５０を
ベレット柱Ｐ１側に移動させる。すると、アーム５０の
支持部材５０ａは、スプリング２３を押して押込棒１９
の支持片１９ａをペレット柱Ｐ１側に移動させてペレッ
ト柱Ｐ１を被覆管Ｔに充填する。この場合、ペレットＰ
が詰まったりすると過負荷となる。この状態で１よ、ア
ーム５０はスプリング２３をさらに圧縮する方向に移動
するが、押込棒１９は移動しないで一定位置に停止する
。すなわち、押込棒１９はアーム５０に対して相対的に
後退する。すると、押込棒１９の支持片１９ａが過負荷
検出器２４に当たって、過負荷の状態を検出し、その検
出信号を駆動源２０に出力して駆動源２０の駆動を停止
させる。

このときペレット柱Ｐ１は、移動を浮止するので、ペレ
ット詰まりなどの障害を取り除ぎ、駆動源２０を駆動さ
せて再度、押込棒１９を移動させる。

被覆管ＴにペレットＰを充填し終えたら、押込棒１９を
退避させて、再、び新たなペレットトレイ１０を持てば
よい。

（ステップ７）：ペレットＰが空になったペレットトレ
イ１０は、テーブルに載せられた状態で前進し、ペレッ
トトレイ排出機構（図示せｆ）により排出され、前記テ
ーブル１４は調整ペレット供給テーブル位置まで再び戻
される。

（ステップ８）：Ｒ終ベレットトレイ１０が、整列・測
長テーブル１３に載ると、空ペレット供給部３６に載せ
られている空ベレットトレイ１０がエアシリンダー３７
により調整ペレット供給テーブル１４に移動する。

（ステップ９）：そして、この空ベレットトレイ１０の
先頭に調整ペレットＰ′が供給できる空間を確保さゼる
ために、第２整列板３８が空ペレットトレイ１０の先端
近傍に下降する。

（ステップ１０）ニ一方、ペレットトレイ１０上のペレ
ットＰは、前述したステップ２と同様、整列機構１およ
び測定別格２により、１列毎に整列、測長される。

（ステップ１１）：記憶部３にデータ転送された副長値
は、先に累積加口された被覆管Ｔに対応する各列のペレ
ットの測長値に加算され、この加算された値（すなわち
各列の全ペレット長）Ｊ。

を被覆＠王内部に収納できるベレットスタック長しと比
較し、（ステップ１２）：ペレットスタック長しより長い場合
には、分離フィンガー４により、不必要なペレットＰを
分離する。

そして、この不必要なペレットＰが分離された列に調整
用ペレットＰ′が供給されるものである。

（ステップ１３）：整列Ｊ５よび測長がすみ、分離フィ
ンガー４による゛不必要な通常ペレットＰの分離が終わ
った最終１−レイ１０上の各列のペレットＰは、調整ペ
レット供給テーブル１４上の空のベレットトレイ１０上
に分離フィンガー４により押されて移される。

（ステップ１４）：第２整列板３８が上昇したのち、調
整ペレットＰ′を必要とする列をテーブル駆動Ｂｉ　ｆ
Ｓにより調整ペレット排出口１８まで移動し、列の先頭
に調整ペレットＰ′を１個供給する。

（ステップ１５）：このようにして調整ベレットＰ′の
供給が終わると、最後に被覆管Ｔに充填されるペレット
Ｐを載せたベレットトレイ１０は、ペレットＰの充填位
置までテーブルごと搬送され、（ステップ１６）：充填
機構６により被覆管Ｔへの充填が行なわれる。

（ステップ１７）：そして、空になったトレイはυ１出
は構により排出されて、そのテーブルは調整ベレット供
給テーブル位置に戻され、ペレットＰのすべての充填が
「終了」となる。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば次のようなほれた
効果を奏することができる。

■　作業者が押し棒を手で押す操作がなくなり、ベレッ
ト充填作業が自動化されるため、能率的となり、骨動コ
ストが低くおさえられる。

■　調整ベレットを作業者が一個一個手で挿入する必要
がなくなり、ベレッ１〜の充填時間が短縮化される。

■　ペレット詰りなどによって過負荷の状態になったと
きでも、過負荷検出器の作動によりベレット柱の押込作
業を中断することができるので、機器の損傷を防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は充填機構の斜視図、第２図はベレット充填装置
を示す斜視図、第３図は分離フィンガーの斜視図、第４
図は第３図ＩＶ　−ＴＶ線に沿う矢視図、第５図は第３
図ｖ−■線に沿う矢視図、第６図は調整ペレット供給殿
栴の斜視図、第７図はペレットを被覆管に案内する移動
台の一部を切欠いた斜視図、第８図は測定は構、記憶部
および分離フィンガー間のデータの流れる系統を示すブ
ロック図、第９図はペレットの充填工程を示すフローチ
ャートである。Ｐ・・・・・・ペレット、Ｐ′・・・・・・調整用ベレ
ット、Ｐｌ・・・・・・ベレット柱、■・・・・・・被
ｍ管、１・・・・・・整列線描、２・・・・・・測定機
構、３・・・・・・記憶部、４・・・・・・分離フィン
ガー、４ａ・・・・・・テーパー、５・・・・・・供給
は構、１０・・・・・・ベレットトレイ、１１・・・・
・・第１整列板、１２・・・・・・測長器、１３・・・
・・・整列・測長テーブル、１４・・・・・・調整ベレ
ット供給テーブル、１９・・・・・・押込棒、１９ａ・
・・・・・支持片、２０・・・・・・駆動源、２２・・
・・・・ボールネジ、２３・・・・・・スプリング、２
４ａ・・・・・・移動軸、２４・・・・・・過負荷検出
器、５０・・・・・・アーム、５０ａ・・・・・・支持
部材、Ｍ・・・・・・駆動装置。

Claims

【特許請求の範囲】

複数のペレットを長さ方向に配列して一定長とした複数
のペレット柱をペレットトレイ上に整列させ、このペレ
ット柱を、ペレット柱の後端に配置された押込棒により
、ペレット柱の先端方向に配設された複数の被覆管に充
填するようにした充填装置であって、前記押込棒には駆
動装置が設けられ、この駆動装置は、駆動源とこの駆動
源によりペレット柱の軸方向に進退可能に移動させられ
かつ垂下する２本の支持部材を備えたアームとからなり
、前記アームと２本の支持片を立設した押込棒とは、そ
の支持片と支持部材とを交互に配した状態でこれら支持
片と支持部材とに移動軸を貫通させて連設されるととも
に、これら支持片と支持部材との間には、移動軸に介装
されたスプリングが挟持され、かつ移動軸の後端には、
過負荷時にスプリングの弾発力に抗して後退する押込棒
の後退を検出しその検出信号を駆動源に送って駆動源の
駆動を停止させる過負荷検出器が取り付けられてなるこ
とを特徴とするペレット充填装置。