JP2860375B2 - 燃料棒の装入方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、原子炉の燃料棒装入システムに関し、特
に、マガジン内に所望のパターンで燃料棒を装入する自
動燃料棒装入システムに関するものである。

従来技術の説明 発電に利用されている型式の原子炉における燃料集合
体は、一般に、上部ノズル及び下部ノズル又はタイプレ
ートを含む骨格構造体内に離間関係で配列された多数の
燃料棒を含んでおり、同燃料棒は上部ノズル及び下部ノ
ズル又はタイプレート間に延在している。各燃料棒は一
般に、端栓により両端が封止された金属管と、端栓間で
上記金属管内に収容された濃縮核燃料ペレットの積重体
とを備えている。所与の燃料棒内の全燃料ペレットは、
通常同じ濃縮度であるが、特定の燃料集合体において
は、原子炉の型式に応じて同じ又は異なつた濃縮度の燃
料棒を使用することができる。例えば、加圧水形原子炉
（PWR）においては、典型的に、特定の燃料集合体内に
同じ濃縮度の燃料棒を有する複数の燃料集合体が用いら
れているが、他方、沸騰水形原子炉（BWR）において
は、多重濃縮度の燃料集合体が用いられており、同燃料
集合体は燃料棒を特定の濃縮度パターンで配列すること
を要求する。

燃料棒装入システムは、特定の濃縮度の燃料棒を適切
に識別すると共に、燃料集合体内における燃料棒の所望
のパターンに燃料棒の装入を行う際に、該燃料棒を追跡
するための手順を実行しなければならない。従来の代表
的な燃料棒装入システムは、米国特許第4,625,396号、
第4,649,632号各明細書及びフランス国特許第2,579,359
号明細書に開示されている。

上述の米国特許第4,625,396号明細書に開示されてい
る燃料棒装入システムにおいては、個々の燃料棒には、
当該燃料棒の濃縮度を識別するためのバーコード・ラベ
ルが付けられている。燃料棒のバーコード・ラベル上の
識別データを読み取るために、作業者は、光学式読取装
置を用いる。光学式読取装置は、識別データをコンピュ
ータに入力し、このコンピュータは識別データを、装入
されるべき燃料集合体の特定の燃料棒パターンに関する
記憶データと比較して燃料棒を正しい位置と整合させ
る。

従って、BWR用の燃料集合体に対し所望のパターンで
燃料棒を装入する際には、作業者は、個々の燃料棒を燃
料棒供給源から取り出して手動操作で光学走査機構を用
いて識別データを読み取りコンピュータに入力する。次
にコンピュータは、表示スクリーン上に、BWR燃料集合
体における燃料棒に対し適正位置を表示する。そこで作
業者は適正なBWR燃料集合体位置に対応する装入用マガ
ジン内の位置に燃料棒を挿入する。これ等のステップ
は、装入された燃料棒のBWRパターンが完成するまで繰
り返される。

上に簡略に述べた米国特許第4,625,396号明細書に記
載の燃料棒装入システムは、燃料棒の装入を自動化する
上での正しい方向における１つの発展ではある。しか
し、作業者により遂行することが要求される手順は手間
が掛かり作業者による誤りを生じ易い。従って、作業者
の誤りが生ずる機会を減少もしくは完全に排除する燃料
棒装入システムの更なる自動化を可能にする手段に対す
る必要性が依然として存在する。

発明の概要 本発明は、上述の必要性を満たすように構成された自
動燃料棒装入システムを提供するものである。本発明の
自動燃料棒装入システムにおいては、作業者の助力を最
小限度にして特定のパターンでマガジン内に燃料棒を装
入するための方法及び装置が用いられる。正しい装入パ
ターンを確保するために作業者の判断は要求されない。
本発明による自動燃料棒装入システムは、特に、濃縮度
が異なり得るBWR燃料棒の装入に適しているが、本シス
テムは他の種類の燃料棒の装入にも同様に使用すること
が可能であろう。

従って、本発明は、（ａ）既知濃縮度の燃料棒を貯蔵
もしくは載置するための複数個の移動可能なゴンドラを
有するコンベヤーの形態にある手段と、（ｂ）燃料棒を
受けるために前端部が開いている細長いスロットの行列
を画成する細長いマガジンと、（ｃ）燃料棒給送路を画
成すると共に、該燃料棒給送路に沿い、順次一度に１個
ずつ、コンベヤーのゴンドラの内の選択されたゴンドラ
から燃料棒を受けて該燃料棒の識別点を検査するための
受容・検査手段と、上記燃料棒給送路に沿い、順次一度
に１本ずつ検査された燃料棒をマガジン内の選択された
スロット内に送り込むための給送手段とを有するワーク
ステーションと、（ｄ）上記マガジンを移動可能に支持
すると共に、上記マガジンをＸ−Ｙ軸線に沿って移動し
順次一度に１つずつ上記スロットの内の選択されたスロ
ットを上記燃料棒給送路と整列させて上記マガジンに所
望の濃縮度パターンで相続く燃料棒を装入するように動
作可能である保持・位置割出し機構と、を備える燃料棒
の装入装置に向けられている。

また、本発明は、所望のパターンで燃料棒を装入する
ための方法であって、（ａ）既知の濃縮度の供給燃料棒
をコンベヤーに積載し、（ｂ）燃料棒を受けるために前
端部で開放している細長いスロットの行列を画成するマ
ガジンを設け、（ｃ）燃料棒給送路を定め、（ｄ）燃料
棒給送路に沿い供給燃料棒から選択された燃料棒を順次
一度に１本ずつ受け、（ｅ）燃料棒給送路に沿い順次一
度に１本ずつ、選択された燃料棒の識別点を検査し、
（ｆ）上記マガジンに順次一度に１本ずつ上記燃料棒給
送路に沿い、選択され且つ検査された燃料棒を送り、
（ｇ）上記マガジンを支持し且つ該マガジンをＸ−Ｙ軸
線に沿って移動して順次一度に１つずつ、選択されたス
ロットを上記燃料棒給送路と整列させて上記マガジン
に、相続く燃料棒を、所望の濃縮度パターンで装入する
ステップを含む方法に向けられている。

本発明の上に述べた特徴及び利点並びに他の特徴及び
利点は、本発明の例示的具体例が示してある添付図面と
関連して以下の詳細な説明を読むことにより当業者には
明らかとなるであろう。

発明の詳細な説明 以下の説明において、同じ参照文字もしくは数字は、
幾つかの図面を通し同じもしく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」その他同様の用語は単なる便宜上の
表現であって限定的な意味に解釈すべきでないことは理
解されたい。

図面、特に第１図及び第２図を参照すると、第３図に
フローチャートの形態で示してある動作もしくは作業を
実施するための燃料棒パターン装入方式もしくはシステ
ムにより用いられる本発明の燃料棒装入装置（参照数字
10で全体的に示してある）の諸構成要素が略示されてい
る。基本的な構成要素として、燃料棒装入装置10は、燃
料棒供給のための円形コンベヤー（燃料棒供給源）12、
燃料棒検査・給送のためのワークステーション14、燃料
棒をパターン化して格納するマガジン16、及び同マガジ
ンの保持・位置割出し機構18を備えている。この燃料棒
パターン装入システムにおいては、燃料棒装入装置10の
上記構成要素によって行われる種々の作業もしくは動作
を完遂させ、調和し且つ制御する独立コンピュータ20が
用いられている。

燃料棒パターン装入システムの概要 第３図のフローチャートを参照するに、ブロック（ス
テップ）Ａにおいては、収納もしくは供給円形コンベヤ
ー12に燃料棒Ｒを貯蔵もしくは積載するという燃料棒パ
ターン装入システムにおける最初の作業（第１図及び第
２図参照）が行われる。該円形コンベヤー12は、多数の
燃料棒Ｒを収納している収納溝形容器もしくはトレー24
を受けて支持する複数個のゴンドラ22から構成されてい
る。尚、これ等の燃料棒Ｒの内の幾本かは同じ濃縮度で
あり、他の燃料棒は互いに異なった濃縮度である。任意
の１つのトレー24は、同じ濃縮度を有する燃料棒Ｒを収
容するのが好ましい。このようにすれば、燃料棒の選択
は、異なったトレーの燃料棒間で行うだけでよく、単一
のトレーそれ自体内で燃料棒間の選択を行う必要がな
い。円形コンベヤー12は、一対の無端チェーン28（その
うち１つだけを図示）を両端で移動可能に支持するフレ
ーム構造26をも備えており、該無端チェーン28間にゴン
ドラ22が延在し、該ゴンドラ22の上端は上記一対の無端
チェーン28に取り付けられている。

コンピュータ20のオペレータは円形コンベヤー12に装
荷もしくは載置するためのソフトウエアのメニューオプ
ションを選択し起動する。それにより、コンピュータの
表示スクリーン20Aには、燃料棒トレーの内容を識別す
るために燃料棒トレー24をバーコード読取装置30で走査
することを指示するメッセージが表示される。走査が行
われると、トレー24を識別するデータが、コンピュータ
20のメモリ内に格納されているデータベースに伝送され
る。次いでオペレータには、スクリーン20A上に、識別
されたトレー24を円形コンベヤー12の１つのゴンドラ22
上に置いて、何れのゴンドラ22にトレー24が載置されて
いるかを識別するためにゴンドラ・バーコードの走査を
指示するメッセージが表示される。このシーケンスは、
円形コンベヤー12が完全に積載されるまで繰り返され
る。円形コンベヤー12が完全に積載されると、コンピュ
ータ20には、各トレー24内に位置する燃料棒Ｒの種類
と、円形コンベヤー12のゴンドラ22上における各特定ト
レーの位置とに関するデータベースが利用可能になる。

第３図のブロックＢは、特定の小束パターンの燃料棒
Ｒを格納マガジン16内に実際に装入することを開始する
小束パターンを選択するという燃料棒パターン装入シス
テムの次の動作を示している。パターンが一旦選択され
ると、コンピュータ20は、オペレータに対し、表示スク
リーン20A上に、或る行動を取るよう指示するメッセー
ジを表示し、複数回繰り返されるシーケンス又はサイク
ルで検査・給送ワークステーション14及び位置割出し機
構18の動作を制御する。尚、コンピュータ20のデータベ
ースに既に入れられた設計マトリックスに基づき格納マ
ガジン16内に実質的に自動的に燃料棒を装入することを
達成するためには、上記のシーケンスもしくはサイクル
が繰り返される回数は例えば、４×4BWR小束パターン燃
料棒装入の場合、16回である。

また、コンピュータ20のオペレータは、小束パターン
を選択することによりマガジンの装入を開始するための
ソフトウエアのメニューオプションを選択し起動する。
コンピュータの表示スクリーン20A上には、小束格納マ
ガジン16を所定位置に移動するオペレータに対する指示
がメッセージとして表示される。そこで、オペレータは
該メッセージを読み取りBWR燃料集合体の上部タイプレ
ートに刻まれたパターン識別番号をキー入力し、次いで
このタイプレートをマガジン・ホルダ（保持機構）32に
取り付ける。このキー入力された識別番号は、コンピュ
ータに対しどの型の小束燃料棒パターンをマガジン16内
に装入すべきかに関する識別情報となる。次いで、コン
ピュータ20はそのデータベースを基に、円形コンベヤー
の在庫量のチェックを実行して、当該小束燃料棒パター
ンに対する正しい量及び混合割合で燃料棒Ｒが円形コン
ベヤー12上に存在することを確認する。

第３図のブロックＣ及びＤでは、選択された小束燃料
棒パターンの装入が完了するまで、燃料棒パターン装入
システムの動作シーケンスにおける上述の最初の２つの
動作が示してある。これ等の最初の２つの動作では、先
ず、コンピュータ20が、選択された小束パターンに装入
すべき所望の初期状態の燃料棒Ｒを有する円形コンベヤ
ー12の第１の適当なゴンドラ22を選択し、第２に、オペ
レータが選択されたゴンドラ22上のトレー24から燃料棒
の先導端部を実際に手動操作で取り出して該燃料棒の端
部を検査・給送ワークステーション14に設置する。コン
ピュータ20は、円形コンベヤー12を、ゴンドラの内の第
１の適当なゴンドラが第２図に見られるようにワークス
テーション14とほぼ整列関係になるように上記円形コン
ベヤー12をしてゴンドラ22の運動を行わしめるように該
円形コンベヤー12と作用上接続されている。そこで、コ
ンピュータ20のディスプレイのスクリーン20Aには、オ
ペレータに対して、選択されたゴンドラから燃料棒の１
つをワークステーション14に設置するメッセージが表示
される。

第３図のブロックＥは、燃料棒パターン装入システム
の反復装入シーケンスの次の動作もしくは作業を示す。
この作業においては、オペレータによって、正しい制御
棒がワークステーション14に設置されたことが確認され
る。基本的には、ワークステーション14は、その上流側
端部近傍に停止しゲート機構32を、その下流側端部近傍
に燃料棒給送機構（給送手段）34を備えている。停止ゲ
ート機構32は、初期状態において、コンピュータ20によ
り該燃料棒Ｒが正しい濃縮度であることが確認されるま
で、オペレータによって、該燃料棒Ｒが給送機構34へと
下流側に運動するのを遮って阻止するように位置付けら
れる。

燃料棒Ｒの識別に当たっては、オペレータは手動でバ
ーコード読取装置30を走査して燃料棒のバーコード・ラ
ベルの情報を読み取り入力する。そこでコンピュータ20
は燃料棒識別番号が正しいことを確認して、該識別番号
を燃料棒の濃縮度と関連付ける。このデータ及び選択さ
れた小束パターンのデータから、コンピュータ20は位置
割出し機構18を制御して、マガジン16を、該マガジン16
内の適切なスロット内に制御棒を挿入するための正しい
位置へと動かす。

第３図のブロックＦでは、燃料棒パターン装入システ
ムの反復装入シーケンスの別の動作が行われ、ここで
は、マガジン16は燃料棒を装入すべき正しいマガジンス
ロットがワークステーション14上で給送機構34と整列す
るようにマガジン16が適切に位置付けられる。コンピュ
ータ20は、マガジン保持・位置割出し機構18の動作を制
御して、マガジンを、該マガジン内の適切なスロットが
燃料棒と整列するまでＸ−Ｙ軸に対して移動させる。燃
料棒のバーコードが読み取られて検査もしくは確認され
た後でしかもマガジンが適切な位置に割り出された後
に、機械的停止ゲート機構32が付勢されて移動され、ワ
ークステーション14を経る燃料棒Ｒの給送路Ｐを開放
し、その結果、燃料棒は手動走査で移動させて燃料棒給
送機構34と係合させることができる。

第３図のブロックＧは、反復装入シーケンスにおける
燃料棒パターン装入システムの最終動作を表す。この動
作においては、確認された燃料棒が、給送機構34の動作
により駆動されて適切なマガジンスロット内に装入され
る。第３図のブロックＨは、燃料棒の選択された小束パ
ターンのマガジン16への装入が完了するまでブロックＣ
〜Ｇにおける動作が繰り返されることを表している。シ
ーケンスの繰り返しにおいて、マガジン16の位置付け
は、適当なゴンドラ22が選択されてワークステーション
14との整列関係に移動されるのと同時に行うことができ
る。

上記の一連の動作もしくはシーケンスの完了後、コン
ピュータ20は、タイプレートに刻んだ番号と16本の燃料
棒の識別番号とを組み合わせることによって小束の識別
番号を作成する。そこで、ワークステーションのプリン
タ（図示せず）は、燃料棒識別番号、濃縮度及び実際の
マガジン装入パターンを含むマガジンのための多符号化
工程カードを印字出力する。

燃料棒装入装置 第２図に略示してあるように、上に詳細に説明した燃
料棒供給円形コンベヤー12に加えて、燃料棒装入装置10
は、上述の燃料棒検査・給送ワークステーション14、燃
料棒パターン格納マガジン16及びマガジン保持・位置割
出し機構18を含む。円形コンベヤー12のゴンドラ22は、
トレー24内に既知の濃縮度の燃料棒Ｒを貯蔵するもので
あり、燃料棒の選択されたトレー24をワークステーショ
ン14と概ね整列せしめるように運動可能に取り付けられ
ている。マガジン16は、燃料棒Ｒを受けるために前端部
が開いている細長いスロット16Aの行列を画成してい
る。ワークステーション14は、円形コンベヤー12とマガ
ジン16との間に延在する燃料棒給送路Ｐを画成し、そし
て順次、燃料棒給送路Ｐに沿い１度に１つずつその上流
側の端部に、円形コンベヤーのゴンドラ22の内の選択さ
れたゴンドラから燃料棒Ｒを受け取るようになってい
る。ワークステーション14は、一度に１つずつ、順次、
燃料棒Ｒの識別点を検査もしくは確認するために燃料棒
給送路Ｐに沿って設けられている光学式走査・読取装置
（受容・検査手段）35を備えている。また、ワークステ
ーション14は、順次、燃料棒給送路Ｐに沿い一度に１本
ずつ、検査された燃料棒をマガジン16内のスロット16A
の内の選択されたスロット内に送り込むための燃料棒給
送機構34を備えている。マガジン保持・位置割出し機構
18はマガジン16を移動可能に支持し、そしてマガジン16
をＸ−Ｙ軸線に沿いほぼ垂直の平面内で移動して、順次
一度に１個ずつ選択されたスロット16Aを燃料棒給送路
Ｐと整列して、それにより、マガジン16内に、相続く燃
料棒Ｒを、所望の濃縮度パターンで装入するように作動
可能である。

次に第４図〜第８図を参照すると、燃料棒装入装置10
のワークステーション14が非常に詳細に図解してある。
ワークステーション14は、上部水平台40を支持する複数
個の垂直脚38から構成されると共に、該垂直脚38間に延
在し該垂直脚38を相互に接続する複数個の横材42により
補強されるフレーム構造36を備えている。フレーム構造
の水平台40には、燃料棒給送路Ｐに沿って整列して水平
台40の上流側端部から下流側端部に配列されて、バーコ
ード読取装置30と共に用いられる光学式走査装置44と、
該走査装置44の上流側及び下流側でそれぞれの支持部46
A、48Aにより回転自在に取り付けられた一対の案内遊び
ローラ46及び48と、走査装置44及び下流側の案内ローラ
48間に配置された既述の停止ゲート機構32と、既述の燃
料棒給送機構34と、固定の燃料棒案内50と、案内ローラ
48及び給送機構34の上流側の入口端間に配置されて燃料
棒の存在の検知に応答し給送機構34を“オン”に切り換
えるための燃料棒センサ52とが取り付けられている。

第６図及び第７図には、ワークステーション14の停止
ゲート機構32の配列及び構造が詳細に示してある。停止
ゲート機構32は（バーコード読取装置30及び光学式走査
装置44を含み）燃料棒Ｒの識別点を検査するのに用いら
れる走査・読取装置35とワークステーション14の燃料棒
給送機構34との間で燃料棒給送路Ｐに沿って配置されて
いる。特に、停止ゲート機構32は下流側の案内遊びロー
ラ48の直ぐ上流側に配設されていて、燃料棒給送路Ｐに
対し、第６図に実線で示してある遮断位置と第６図に破
線で示してある開放位置との間で動作可能であり、これ
等の位置において、それぞれ燃料棒Ｒの通過を阻止した
り可能にする働きをする。

停止ゲート機構32は、フレーム構造36の水平台40に取
り付けられて、摺動アーム56を燃料棒給送路Ｐから接近
離間自在に往復摺動可能に取り付けているブラケット54
と、該ブラケット54に取り付けられた空気シリンダの形
態で上記摺動アーム56の一端に接続されているアクチュ
エータ58とを備えている。該アクチュエータ58は、摺動
アーム56を、第６図にそれぞれ実線形状及び破線形状で
示してある伸長位置と引込み位置との間で移動するよう
に動作可能である。摺動アーム56の反対側の端部に取り
付けられた扁平な板の形態にあるゲート60は、上記アー
ムが伸長位置にある時には燃料棒給送路Ｐを横切って配
置され、そして摺動アーム56が引込み位置にある時に
は、燃料棒給送路Ｐから引き離される。アクチュエータ
58の動作はコンピュータ20によって制御される。アクチ
ュエータ58は、先導端部が現在、走査・読取装置35を横
切って位置している燃料棒の識別点の確認時にアーム56
及びゲート60を引っ込ませるように作動される。

第４図〜第６図及び第８図には、ワークステーション
14の燃料棒給送機構34の配列及び構成が詳細に図示して
ある。該燃料棒給送機構34は、固定の燃料棒案内50及び
燃料棒センサ52の下流側に配設されており、他方、該固
定燃料棒案内50及び燃料棒センサ52は既述の１つの案内
ローラ48の下流側に配置されている。燃料棒給送路Ｐが
停止ゲート機構32によって開放されると、燃料棒Ｒの先
導端部は、作業者により手動操作で案内ローラ48上へと
摺動もしくは移動され、次いで、燃料棒案内50に形成さ
れている先細の孔62を経て燃料棒センサ52を通過し、燃
料棒送り機構34の入口端部内へと移動される。コンピュ
ータ20は燃料棒センサ52から信号を受けて、燃料棒が到
達したことの検知に応答し燃料棒給送機構34の動作を開
始する。

燃料棒給送機構34は、離間関係でフレーム構造の水平
台40に取り付けられた一対のハウジング64を備えてお
り、該ハウジングは、回転自在に支承されて水平方向に
延在するそれぞれの軸66を有している。ハウジング64の
一側に沿い、各駆動ローラ68が燃料棒給送路Ｐに沿い離
間するようにして軸の突出端部に取り付けられている。
ハウジング64の他側に沿い各被駆動プーリ70が軸66の反
対側の突出端部に取り付けられている。また、燃料棒給
送機構34は、ハウジング64の下方で且つ該ハウジング間
で水平台40の下側面に取り付けられたモータ72を備えて
いる。該モータ72は回転出力駆動軸74を有しており、該
駆動軸74には駆動プーリ76が固定されている。駆動ベル
ト78が駆動プーリ76及び被駆動プーリ70を取り巻いて張
架されている。ベルト78の張力を調節するための遊びプ
ーリ80が、被駆動プーリ70の間で、水平台40に取り付け
られたブラッケト82により回転自在に取着されている。
従って、駆動ローラ68は、被駆動プーリ70と同じ回転軸
に取り付けられていることによってモータ72の動作で回
転されることは理解されるであろう。

また、燃料棒給送機構34は、ハウジング64の上方に取
着されて該ハウジング64を橋絡している上部構造84と、
該上部構造84上に支持された空気シリンダの形態にある
アクチュエータ86とを備えている。アクチュエータ86の
ピストン桿端部86Aは案内棒88を支持しており且つ押圧
ローラ90をそれらが、それぞれの駆動ローラ68の直ぐ上
方に該駆動ローラ68と整列して配置されるように該押圧
ローラ90を回転自在に取り付けている。燃料棒給送機構
34の動作に際して、アクチュエータ86は第４図、第５図
及び第８図に示してある引込み状態から伸長して、押圧
ローラ90を下側の駆動ローラ68に向かって移動させて、
それ等の間に燃料棒Ｒを係合させ且つ挟持せしめ、該燃
料棒Ｒを給送路Ｐに沿いマガジン16に向かって送給せし
める。センサ52は、燃料棒給送機構34の入口端部に燃料
棒が到達するのを検知してアクチュエータ86の動作を生
起する。

第４図、第５図及び第８図には、ワークステーション
14の燃料棒給送支援機構92の配列及び構造も示してあ
る。燃料棒給送支援機構92は、燃料棒給送機構34と関連
して用いられて、個々の燃料棒Ｒがマガジン16内に完全
に挿入されることを確実にする働きをする。燃料棒給送
支援機構92は、押圧ローラ90の間でしかも燃料棒給送路
Ｐの上方で該給送路Ｐから偏倚して上部構造84に水平に
取り付けられた空気シリンダの形態にあるアクチュエー
タ94を備えている。また、燃料棒給送支援機構92は、ア
クチュエータ94に対して平行に該アクチユエータ94の下
方で上部構造84に取り付けられた案内構造96と、該案内
構造96の下流側の端部に隣接して該案内構造96に取り付
けられたカム部材98と、コネクタ100及び該コネクタ100
の一側に枢着されたフィンガ102からなる装置とを備え
ている。コネクタ100はその上端部でアクチュエータ94
のピストン桿端部94Aに取り付けられており、更にその
中央部及び下端部で、案内構造96の一対の水平方向に移
動可能な入れ子形部材104に固定されている。

燃料棒給送機構34の駆動ローラ68及び押圧ローラ90が
燃料棒を駆動してその大部分がマガジン16内に挿入され
て可能な限度まで下流側に移動した時に、燃料棒給送支
援機構92が燃料棒給送機構34に代って燃料棒がマガジン
内に完全に装入されるように該燃料棒を駆動し続けるよ
うに動作する。更に具体的に述べると、アクチュエータ
94は、第４図に示してある引込み位置からマガジン保持
・位置割出し機構18のフープ形状のブラケット106に向
かって伸長する。アクチュエータのピストン桿端部94A
が伸長する際に、該ピストン桿端部94Aはコネクタ100を
連動し、該コネクタ100は枢着されているフィンガ102を
カム部材98から離れるように動かし、それにより、フィ
ンガは重力で時計方向に回動して、燃料棒の後尾端の上
流側で燃料棒給送路Ｐ内へと下向きに変位することがで
きる。アクチュエータ94の伸長が続けられると、上記フ
インガ102の一端部102Aは燃料棒の後尾端部と接触し
て、該燃料棒の後尾端部に充分な駆動運動を与え燃料棒
を完全にマガジン16内に挿入せしめる。他方、アクチュ
エータ94のピストン桿を引っ込ませると、フィンガ102
は第４図に示した位置に戻る。この位置においては、該
フィンガは反時計方向に回動して燃料棒給送路Ｐから外
れる。

次に、第４図、第５図及び第９図〜第11図を参照する
と、燃料棒装入装置10のマガジン保持・位置割出し機構
18の配列及び構造が詳細に図示してある。位置割出し機
構18は、燃料棒給送機構34の下流側で該給送機構34の出
口端部に隣接してマガジン16の前端部に配設されてい
る。位置割出し機構18は、基本的に、既述のフープ形状
のブラケット106と、該ブラケット106及びマガジン16を
水平（Ｘ軸線）方向に移動するための上側位置割出し手
段108と、該上側位置割出し手段108、ブラケット106及
びマガジン16を垂直（Ｙ軸線）方向に移動するための下
側位置割出し手段110とを備えている。

第11図に最も良く示してあるように、位置割出し機構
18のブラケット106は、垂直軸線を中心に回転自在に上
側の水平板112に取り付けられたほぼＵ字形の部分106A
と、水平軸線を中心に回動自在にこのＵ字形の部分106A
に取り付けられた円形部分106Bとを備えている。円形の
ブラケット部分106Bは、マガジン16の前端部分を受け且
つ該前端部に取り付けられて該マガジン16を支持する。
それぞれ直交する水平（Ｘ）及び垂直（Ｙ）軸線を中心
とするブラケット部分106A、106Bの運動は、ブラケット
106を取り付けている上側の板112が相応に垂直方向及び
水平方向に運動する結果として生起する。

第４図及び第９図に最も良く示してあるように、位置
割出し機構18の上側位置割出し手段108は上側の板112を
備えており、この板112には、既述のフープ形状のブラ
ケット106、上側の板112の下方に該板112から離間して
位置する下側の水平板114、一対の離間した水平の案内
部材116、及び第１のアクチュエータ118を取り付けてい
る。案内部材116は、上記第１のアクチュエータ118の両
側に沿つて下側の板114上に取り付けられている。一
方、案内部材116は、上側の板112を支持し、該板112の
下側の板114に対する水平（Ｘ）軸線に沿う運動を案内
する。第１のアクチュエータ118は下側の板114の延長部
114Aに取り付けられたモータ120と、該モータ120に取り
付けられて該モータ120により回転駆動される細長い外
ねじ付きのねじ軸122とを具備する。他方、ねじ軸122
は、上側の板112の下側面に固定され雌ねじを有するハ
ウジング124に結合されている。このようにして、第１
のアクチュエータ118は下側の板114に取り付けられて上
側の板112に駆動結合され、上側の板112を、下側の板11
4に対し水平案内部材116の軌跡に沿い且つ水平（Ｘ）軸
線に沿って運動せしめるように動作可能である。モータ
120とは反対側のねじ軸122の端部に隣接して運動変換装
置126が設けられており、この運動変換装置126により上
記軸の位置の情報が、制御の目的でコンピュータ20にフ
ィードバックされる。

第４図及び第10図に最も良く示すように、位置割出し
機構18の下側位置割出し手段110は、上側位置割出し手
段110の下側の板114の下方に離間して配設された水平の
プラットフォーム128と、一対の離間した垂直案内部材1
30と、第２のアクチユエータ132とを備えている。案内
部材130は、第２のアクチュエータ132の両側部に沿い水
平のプラットフォーム128上に取り付けられている。他
方、案内部材130は上側位置割出し手段108の下側の板11
4を支持し、該板114の運動（並びにそれと共に上側位置
割出し手段108を構成する総ての残余の構成要素）のプ
ラットフォーム128に対する垂直（Ｙ）軸線に沿う運動
を案内する。第２のアクチユエータ132は、プラットフ
ォーム128に隣接するフレーム構造の横材42の１つに取
り付けられたモータ134と、一対の互いに噛み合う雄ね
じが形成された水平及び垂直ねじ軸136及び138を備えて
おり、その内水平のねじ軸136はモータ134に取り付けら
れて該モータ134により回転駆動され、一方、垂直ねじ
軸138は、下側の板114の下側面に固定されている雌ねじ
が形成されたハウジング140に結合されている。このよ
うにして、第２のアクチュエータ132は水平のプラット
フォーム128に取り付けられ且つ下側の板114に駆動結合
されて、下側の板114をプラットフォーム128に対し垂直
案内部材130の軌跡に沿い且つ垂直（Ｙ）軸線に沿って
運動せしめるように動作可能である。モータ134とは反
対側の水平のねじ軸136の端部に隣接して別の運動変換
装置142が設けられており、この運動変換装置142によ
り、ねじ軸136の位置に関する情報が制御の目的でコン
ピュータ20にフィードバックされる。

第12図〜第15図には、燃料棒パターン格納マガジン16
の構造が詳細に示してある。このマガジン16は、ほぼ円
筒状の筒体144を有しており、このほぼ筒体144は、円形
の対向端板146A及び146Bと、縦軸方向に延在する接続棒
146により相互接続されている離間した中間の板146Cと
から構成されている。端板146A並びに中間板146B及び14
6Cは、小束の燃料棒パターンを画成する開口150の行列
を有する。細長い中空の管152（その内１本だけが第12
図に部分的に示してある）が開口150を介して取り付け
られて筒体144を貫通して延び、マガジン16のスロット1
6Aを画成している。これ等のスロツト16Aは、位置割出
し機構18のコンピュータ制御動作によって決定される所
望の濃縮度パターンで燃料棒Ｒを受け且つ保持する。

本発明の概念及びそれに伴う利点は上の説明から理解
されるであろうと考える。また、本発明の精神及び範囲
を逸脱することなく或はその実質的利点総てを犠牲にす
ることなく、形態、構造及び配列に関し種々の変更が可
能であることは明らかである。ここに図示し説明した実
施例は、単なる好適な例としての実施例に過ぎないと理
解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の燃料棒装入装置で用いられる円形コ
ンベヤーを略示する部分斜視図、第２図は、上記円形コ
ンベヤーと関連し且つ概略的に第１図に円で囲んで示し
た領域に配設される燃料棒装入装置の構成要素を略示す
る図、第３図は、燃料棒パターン装入システムで遂行さ
れる動作の全シーケンスを図解するフローチャート、第
４図は、本発明の燃料棒装入装置の燃料棒検査・給送ワ
ークステーションの側面図、第５図は、第４図の線５−
５に沿って見たワークステーションの端面図、第６図
は、第４図の線６−６に沿って見たワークステーション
の平面図、第７図は、第６図の線７−７に沿って見たワ
ークステーションの停止ゲート機構の拡大端面図、第８
図は、第４図の線８−８でのワークステーションの燃料
棒給送機構の拡大垂直断面図、第９図は、第４図の線９
−９に沿つて見たワークステーションのマガジン保持・
位置割出し機構の水平方向位置割出し手段を示す平面
図、第10図は、第４図の線10−10に沿って見たワークス
テーションのマガジン保持・位置割出し機構の垂直方向
割出し手段の平面図、第11図は、第４図の線11−11に沿
って見たワークステーションのマガジン保持機構（ホル
ダ）の拡大端面図、第12図は、本発明の燃料棒装入装置
で用いられる燃料棒パターン格納マガジンを短縮して示
す軸方向拡大断面図、第13図は、第12図の線13−13で見
たマガジンの前端面図、第14図は、第12図の線14−14に
沿って見たマガジンの背端面図、第15図は、第12図の線
15−15におけるマガジンの拡大横断面図である。 10……燃料棒装入装置 12……円形コンベヤー（燃料棒供給源） 14……ワークステーション 16……マガジン 16A……スロット（燃料棒を受けるための位置） 18……マガジン保持・位置割出し機構 34……燃料棒給送機構（給送手段） 35……光学式走査・読取装置（受容・検査手段） 108……上側位置割出し手段 110……下側位置割出し手段 Ｐ……燃料棒給送路 Ｒ……燃料棒

フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ウオルター・バイアーズ アメリカ合衆国、サウス・キャロライナ 州、ウエスト・コロンビア、クウォータ ー・トレイル 3984 (72)発明者 デイモン・イースレイ・ハーレイ、ジュ ニア アメリカ合衆国、サウス・キャロライナ 州、サムター、クレマティス・トレイル 2250 (72)発明者 ジョゼフ・ヴィクター・シオフィ アメリカ合衆国、サウス・キャロライナ 州、コーラ、ドゥローワー・アール（番 地なし) (56)参考文献 特開 昭61−161495（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−179698（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G21C 21/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所望のパターンで燃料棒を装入するための
   方法であって、 （ａ）既知の濃縮度の供給燃料棒をコンベヤーに積載
   し、 （ｂ）燃料棒を受けるために前端部で開放している細長
   いスロットの行列を画成するマガジンを用意し、 （ｃ）燃料棒給送路を画成し、 （ｄ）該燃料棒給送路に沿い前記供給燃料棒から選択さ
   れた燃料棒を順次一度に１本ずつ受け、 （ｅ）前記燃料棒給送路に沿い順次一度に１本ずつ、選
   択された燃料棒の識別点を検査し、 （ｆ）前記マガジンに、前記燃料棒給送路に沿い、順次
   一度に１本ずつ、選択され且つ検査された燃料棒を送
   り、 （ｇ）前記マガジンを支持し且つ該マガジンをＸ−Ｙ軸
   線に沿い移動して、順次一度に１つずつ、選択されたス
   ロットを前記燃料棒給送路と整列させ、前記マガジン
   に、相続く燃料棒を所望の濃縮度パターンで装入する、 諸ステップを含む燃料棒の装入方法。
2. 【請求項２】所望のパターンで燃料棒を装入するための
   装置であって、 （ａ）既知濃縮度の燃料棒の供給源と、 （ｂ）燃料棒を受けるための位置を画成する細長いマガ
   ジンと、 （ｃ）燃料棒給送路を画成すると共に、前記燃料棒供給
   源から前記燃料棒給送路に沿い燃料棒を順次一度に１本
   ずつ受けて該燃料棒の識別点を検査する受容・検査手段
   と、前記燃料棒給送路に沿い一度に１本ずつ順次、前記
   検査された燃料棒を前記マガジン内のスロットのうち選
   択されたスロット内に送るための給送手段とを備えたワ
   ークステーションと、 （ｄ）前記マガジンを移動可能に支持すると共に、前記
   マガジンをＸ−Ｙ軸線に沿って移動し順次一度に１つず
   つ前記位置の内の選択された位置を前記燃料棒給送路と
   整列させて前記マガジンに所望の濃縮度パターンで相続
   く燃料棒を装入するように動作可能である、保持・位置
   割出し機構と、 を備えた燃料棒の装入装置。