JPS62287182A - 燃料集合体の上部ノズル組立装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 本発明は、燃料集合体の上部ノズルに、リーフスプリン
グをスクリュウで締め付けて取り付けるための上部ノズ
ル組立装置に関する。

「従来の技術」 一般に、燃料集合体の上部ノズルには、原子炉内におい
て燃料集合体を下方へ抑圧支持するためのリーフスプリ
ングが取り付けられている。

第６図は、上部ノズルの一例を示すもので、図中符号ｌ
はノズル本体、２はノズル本体ｌの上面に計・１つ取り
付けられたリーフスプリング、３はクランプである。

上記リーフスプリング２は、その一端に形１７Ｉ２．５
れた鉤部２ａかノズル本体ｌ上面に形成された貫通孔４
の周縁に引っ掛かけられているため、下方に弾性的に変
形しており、上方に向Ｉｆて強い１ｊｉｉｉ性力がかか
った状態にある。

このようなり゛−フスプリング２・・・の取付作業は、
従来、次のようにして行なわれている。

まず、第７図に示すように、ノズル本体ｌの貫通孔４に
、リーフスプリング２の鉤部２ａを挿通し、鉤部２ａを
貫通孔４の周縁に引っ掛ける。次いで、ノズル本体ｌの
所定位置にリーフスプリング２の固定部２ｂを位置決め
し、ここにクラップ３を彼せ、スクリュウ５をクランプ
３および固定部２ｂの孔を通してノズル本体ｌのキノ孔
に軽くねじ込む。そして、トルクレンチを用いて、スク
リュウ５を所定のトルクで締め付け、各スクリュウ５　
・の軸線方向における締結力（以下、締付軸力という）
が互いに略一定となるようにしている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、スクリュウ５を回転するのに要するトルクに
は、スクリュウ５と各部との摩擦力、およびリーフスプ
リング２の弾性力が関与するために、この締め付けトル
クは、スクリュウ５の締付軸力と正確には対応せず、し
から各スクリュウ５によってかなりのバラツキがある。

また、トルクレンチ自体、それほど精度の高い工具では
ないから、常に正確なトルクでスクリュウ５を締め付け
ろことができるとは限らない。

以」二のような誤差が累積するため、トルクレンチによ
ってスクリュウ５の締め付けトルクを設定するたけの従
来のリーフスプリング取付方法では、各スクリュウ５・
・・の締付軸力を均一かつ正確に保つ　とが円錐であっ
た。そこで、締め付けの信頼性をより一囮向上すること
が強く望まれている。

また、従来の方法では、強力な弾性力をもつリーフスプ
リング２を変形させつつ、スクリュウ５を締め付けるの
で、トルクレンチの使用に労力を要し、作業者の負担が
大きいうえ、作業に時間がかかるといった問題もあった
。

「本発明の目的」 本発明は、燃料集合体の上部ノズルに、リーフスプリン
ク固定用のスクリュウを、高精度の締付軸力が得られる
ように締め付けることによって、スクリュウの締め付け
信頼性を高め、しからこの締め付け作業を簡便かつ迅速
に行なうことのできる上部ノズル組立装置を提供するこ
とを目的とする。

「目的を達成するための手段」 本発明の燃料集合体の上部ノズル取付装置は、上部ノズ
ルの所定位置にリーフスプリングの固定部を押さえ付け
て固定する固定数構と、前記り−フスプリングの固定部
を貫通して上部ノズルにスクリュウをねじ込んで締め付
ける締め付け機構と、この締め付けによって生しるスク
リュウの内部応力を測定する軸力測定センサと、前記締
め付け手段による締め付けのトルクを測定するトルク測
定センサとを備えたことを特徴とする。

「作用　」 本発明では、まず、上部ノズル上の所定位置に、ｌ＆　
；、γｔされたリーフスプリングの固定部を、スプリン
タ固定機構によって押え付け、」二部ノズル上面に圧接
させる。次いて、リーフスプリング固定部を貫通して上
部ノズルにねじ込まれたスクリュウの締め付けを行なう
。

その際、軸力Ｌ！＋＋＋定センザによって、締め付けに
よって生じるスクリュウの内部応力を測定し、その値か
ら締付軸力を算出して、これを作業者に知らせる。また
同時に、トルク測定センサによって締め付けのトルクを
測定し、スクリュウの締付異常を検知して、スクリュウ
焼き付き等の異常を防止する。

「実施例」 Ｌ、ｌ下７Ｍ面を参昭１、て水含ｔ’＋Ｈの一宙施例本
註細に説明ずろ。

第１図は一実施例の燃料集合体の上部ノズル組立装置の
側断面図、第２図は同装置の正面図である。

まず、装置全体の概略構成を説明すると、図中符号１１
は床上に設置された架台であり、この架台ｌｌ上には、
組立を行なうべき一ヒ部ノズル本体Ｉを保持するための
円盤状の回転テーブルＩ２か設置されている。また、こ
の回転テーブルＩ２の近傍で、架台Ｉｉ上には、」二部
ノズル本体ｌにリーフスプリング２の固定部２ａを押し
付けて固定するためのスプリング固定機構１３が設けら
れている。さらにまた、゛架台Ｉｌｌ二には、フレーム
Ｉ４が直立して設置されており、このフレーム１４には
、上部ノズル本体１にスクリュウ５を締め付けるための
締め付け機構１５が設けられている。

前記回転テーブル１２は、架台Ｉｌ上に取り付けられた
テーブル支持台１６に、回転可能に取へ付けられたもの
である。また、回転テーブル１２とテーブル支持台１６
の間には、図示しない位置決め機構が設けられており、
テーブル１２は１８０°回転する海に係止されるように
なっている。

回転テーブル１２の上面には、第３図（平面図）に示す
ように、互いに１８０°隔てた位置に一対のノズル固定
具１８ａ、１８ｂが対向して取り付けられている。これ
らノズル固定具１８ａ、［８ｂは、四βＪい上部ノズル
本体１の角をはさみこんで固定するためのらのであり、
一方のノズル固定！１１８ａは回転テーブル１２上に固
定され、他方のノズル固定具＋８ｂは、クランプレバ−
１９，１９を回動することによって、互いに接近離間す
る方向に移動可能とされている。

前記スプリング固定機構１３は、第１図に示すように、
架台Ｉｌ上に固定されたノリンダ台２０と、このノリン
グ台２０上に上方に向けて取り付けられたスイングツリ
ンダ２Ｉと、このスイングツリング２１のロッド先端に
固定されたアーム２２とから構成されている。

前記スイングツリング２１は、通常の油圧ノリノブとは
異なり、油圧が供給されると、突出しているロッドを略
９０°回転しつつ引っ込めるものである。

また、アーム２２は、スイングツリンダ２Ｉが作動して
ロッドを引き込んだ際に、回転テーブル１２の中心方向
を向くように固定されており、スイングツリング２１が
作動していない時には、第３図中二点鎖線のように、上
部ノズル本体Ｉの着脱の邪魔にならないところに位置す
るようになっている。このアーム２２の先端部には、上
部ノズル本体１に形成されたスプリング取付孔２４．２
４に対応する位置に、円形の貫通孔２３．２３が形成さ
れており、これら貫通孔２３．２３は、後述する締付工
具が挿通できる内ｉ子とされている。

次に、前記フレーム１１および締め付け機構１５につい
て説明する。

フレームＩ　ｌｌは、下部フレーム１４ａと、上部フレ
ーム＋４ｂとから構成されたしのである。この下部フレ
ーム１４ａは、第１図に示すように、ハンドル２５を操
作することによって、架台１１上で前後方向（第１図中
左右方向）に移動操作可能とされている。また、上部フ
レーム１４ｂは、下部フレーム１４ａの上に、スライド
ベース２６を介して取り付けられており、クランプレバ
−２７を緩めることによって、下部フレーム１４ａに取
り付けられたストッパ２８．２８（第２図参照）の間で
下部フレームｌ　４　ａの移動方向と直交する方向に浮
動可能となっている。

上部フレームｌ　、ｉ　ｂの側面には、上下方向に延び
ろスクリュウ軸２９が、両端部を軸受３０，３０て支持
されて取り付けられている。このスクリュウ軸２つは、
その上端に取り付けられた笠歯車３１、および上部フレ
ーム１４ｂ上端のブラケット３２に軸支された笠歯車３
３を介し、ハンドル３４により回転操作されるようにな
っている。

また、スクリュウ軸２９には、ポス３５が螺合され、さ
らにこのポス３５にはベース板３６が取り付けられてお
り、このベース板３６はスクリュウ軸２つの回転に応し
て、上下に移動するようになっている。そして、このベ
ース板３６には、減ホｌ’ｌｌ′！す７七コ１−Ｆｌ”
Ｌ−１ｈ亦塙５５すＱ占ゼ１］τ？−；市仕１て取り付
けら（ｔでいる。

酸３ｉ２減速器３７は、その人力軸にハンドル・ＩＯが
取り付けられており、このハンドル４０が回転されると
、その回転数を減じてトルク変換器３８に伝えろように
なっている。

一方、前記トルク変換器３８は、減速器３７からの回転
を、下端出力軸に取り付けられｆニスブライノ連結部材
３つに伝えろ乙ので、内１軍に歪ゲーノ（トルク測定セ
ンザ）を備えており、内部の回転軸に生じる歪を電気信
号に変換し、図示しない表示盤に伝達するように構成さ
れている。そして、この表示盤では、前記電気信号をト
ルク値に換算し、作業音に表示するように構成されてい
る。

一方、下部フレーム１４ａの上部には、ブラケット／Ｉ
Ｉを介して、スクリュウ軸４２が上下方向に向けて取り
付けられている。このスクリュウ軸４２は、その下端に
取り付けられた笠歯車・１３および笠歯車４４を介して
、ハンドル４５により回転操作されるようになっている
。また、スクリュウ軸４２には、ポス４６を介して工具
支持部ｉｔ　１１．７が取り付けられており、ハンドル
４５が回されると、この工具支持部材４７が上下動する
ようになっている。

上記工具支持部材４７には、棒状の締付工具４８Ｌ、４
８Ｒが、それぞれ回転自在かつ一定距離摺動可能に、下
方に向けて取り付けられている。

これら締付工具４８Ｌ、４８ｆｌは同一のらので、それ
ぞれの上端部には、スプライン４９．４９が形成されて
いる。そして、いずれか一方の締付工具（図では４８Ｌ
）のスプライン４９を、前記トルク変換器３８の出力軸
に取り付けられたスプライン連結部付３９と係合さＵ゛
ることによって、減速器３７からの回転が締付工具４８
　Ｌに伝達されろようになっている。

前記締付工具／１８Ｌ（４８１）は、長い支持棒５０と
、その下端に取り付けられ１こ工具本体５１とからなる
。以下、この工具本体５Ｉについて、第４図（ａ）　、
　（ｂ）　、　（ｃ）を参照して説明ずろ。

図中、符号６０は円筒形の外筒であり、この外筒６０の
下端には、スクリュウ５の上端部と係合する係合部６０
ａが形成されている。そして、この外筒６０の内部には
、軸力測定センサ６１、スプリング６２、スプリング押
さえ６３がはめ込まれており、軸力測定センサ６１は、
スプリング６３により下方に付勢されて、外筒６０の下
端から若干突出している。

前記軸ツノ測定センサ６１は、その下端から５Ｍ！４　
ｚ程度の超音波パルスを発信するととらに、その反射波
を受信して電気信号に変換するらのであり、図示しない
コノピユータにより作動されるようになっている。そし
て、このコンピュータでは、超音波パルスの発信から反
射波の受信までに要した回帰時間を計測し、この回帰時
間から締付軸力を算出して、図示しない表示器によって
作業者に表示するように構成されている。

ここで、スクリュウ５の締付軸力測定の原理を説明する
。

スクリュウ５は、上部ノズル本体ｌに締め付けられると
、内部に引っ張り応力が発生し、弾性的な伸びを生じる
。超音波パルスがスクリュウ５の上端から下端までの間
を往復するとき（第５図参ｊｊ（’ｌ　）、その（云播
速変は、スクリュウ５内の応力増加とと乙に遅くなる。

また同時に、スクリュウ５の伸びによって、超音波の伝
播距離が延長されるために、その分さらに、超音波の回
帰時間が遅れる。これら２つの作用によって、超音波パ
ルスの回帰時間は、スクリュウ５の締付軸力の増加につ
れて長くなるので、第５図（ａ）のように締め付けてい
ない状態のスクリュウ５におけろ回帰時間を基糸として
、第５図（ｂ）のように締め付けた状態のスクリュウ５
における回帰時間の増加を測定することにより、締付軸
力が算出できるのである。

次に、この上部ノズル組立装置の使用方法を説明する。

まず始めに、リーフスプリング２・・およびクランプ３
・を、上部ノズル本体１の所定位置にセットし、スクリ
ュウ５を手で軽くねじ込み、第７図の状態に仮組みする
。

そして、この仮組みした上部ノズルｌを、回転テーブル
１２上のノズル固定具１８ａ、１８ｂの間にはさみこみ
、ノズル固定具＋８ｂのクランプレバ−１９，１９を締
めて固定する。

次いで、スイングンリング２１を作動させてアーム２２
を降下させ、クランプ３の上からリーフスプリング２の
固定部２ｂを押さえ込み、これを弾性的に聞げて、上部
ノズル１の上面に密着させろ。

次に、必要に応じてハンドル２５を操作し、下部フレー
ム＋４ａを前後に移動して位置決めしたうえ、ハンドル
４５を回して締付工具４８Ｌ、４８Ｒをそれぞれ下降さ
仕、各締付工具１Ｉ８Ｌ、−１８Ｒの下端を、それぞれ
上部ノズルｌ上に仮組みされているスクリュウ５，５に
１茨合さ什る。すると、各締付工具４８Ｌ、４８１下端
の軸力測定センサ６１，６１は、第５図（ａ）に示すよ
うに、スプリング６２．６２の付勢力によってスクリュ
ウ５゜５の上端面に圧接される。

そしてまず、この締め付け前の状態で、軸力測定センサ
６１を作動させ、超音波パルスがスクリュウ５の上端か
ら下端までを往復する回帰時間を測定し、コンピュータ
に記憶させておく。

次に、ハンドル４０を回転させ、減速器３７およびトル
ク変換器３８を介して締付工具４８Ｌを回転させてスク
リュウ５の締め付けを行なう。

この時、再び軸力測定センサ６１を作動さ什、コンピュ
ータにより超音波パルスの回帰時間を計測する。そして
、この計測された回帰時間を、面記締め付け前の回帰時
間と比較して、締付軸力を算出し、表示器によって表示
する。これにより、作業員は、スクリュウ５の締付軸力
を直接確認しながら締め付け作業を行ない、所定の軸力
値に達した時に締め付け作業を止める。

また、面記袖ツノ測定と平行して、トルク変換器３８の
内部の歪ゲージを作動させて、締め付けのトルクを測定
し、その値を表示盤により表示させておく。

こうして片方のスクリュウ５の締め付けが終わったら、
ハンドル３４を回転させて、スプライン連結具３つを上
昇させ、締付工具４８Ｌのスプライン４９との係合を外
す。そして、クランプレバ−２７を操作して上部フレー
ム１４ｂを第２図中右方に移動させ、再びハンドル３４
を操作して、スプライン連結具３９と、もう一方の締付
工具４８Ｒのスプライン４９とを係合させる。そして、
前記と同様に締付工具１１８Ｒを回転させ、スクリュウ
５の締め付けを行なう。

こうして、上部ノズル１上の同じ側のスクリュウ５．５
の締め付けが完了したら、ハンドル３４を操作して、ス
プライン連結具３９を締付工具４８Ｒから外し、さらに
スイングツリンダ２１への油ｒＥ供給を停止してアーム
２２による押さえを解除した後、回転テーブル１２を１
８０°回転させ、上部ノズル１の他方側のスクリュウ５
．５の締め付けを行なう。

このような構成からなる燃料集合体の上部ノズル組立装
置によれば、締付工具９↑８Ｌ、、１８Ｒの下端の軸力
測定センサ６１によって、スクリュウ５の締付軸力を直
接かつ正確に測定しなから、締め付け作業を行なうこと
ができる。したがって、従来のようにトルクレンチによ
ってスクリュウの締め付けトルク設定を行うたげの場合
と比較して、スクリュウ５の締め付け信頼性を格段に向
上することがてき、ひいては上部ノズルの品質向上を図
ることが可能である。

また、トルク変換器３８内の歪ゲージによって、締め付
けトルクを測定しなから、スクリュウ５の締ぬ付けを行
なうので、万が−、スクリュウ５に締付毘常が生じた場
合にら、これを即時に作業者に知らせることができ、ス
クリュウ焼き付きを未然に防止することができる。

また、強力な弾性力を６つり−フスプリノグ２を、予め
スイングツリンダ２１の油圧力によって押さえ付け、弾
性的に変形しておいてから、スクリュウ５の締め付けを
行なうので、スプリング２の変形のための力が要らず、
締め付けに要する力（ハンドル４０の回転に要する力）
が僅かで済み、作業者の労力軽減を図ることができる。

また、同時に、トルクレンチの操作に比へ、ハンドル４
０を回す操作は容易であるため、迅速な締め付け作寥が
可能である９ まｆ二、本実飄例の装置では、２本の締付工具４８Ｌ、
４８１を、同時にそれぞれスクリュウ５．５に嵌合させ
たのちに、スクリュウ５を締め付ける構成なので、１本
の゛締付工具を各スクリュウ５に差し替えて締め付けを
行なう場合と比較して、差し替えの手間が半分になると
いう利点らある。

またさらに、本装置では、手動でハンドル・１０を回し
、締め付けを行なうｒこめに、締付軸力を微妙に加減で
きろ。

なお、手動の代わりに、モータ等を駆動源として締め付
けを行ない、このモータをコンビエータによって制御す
るように構成してらよく、その場合には、スクリュウ５
の締付軸力が所定値に達したら、自動的に締め付けを止
めるようにすることら可能である。

また、前記装置では、表示器によって、締付軸力および
トルクを表示する構成であったが、表示器を使用する代
わりに、一定以上の値に達したらブザー等によって作業
者に知らせる構成としてもよい。

「発明の効果」 本発明の燃料集合体の上部ノズル組立装置によれば、次
のような効果が得られる。

■軸力測定センサによって、スクリュウの締付軸力を直
接かつ正確に測定しながら、締め付け作業を行なうこと
ができるので、トルクレンチによる締め付けトルクの設
定を行なっただけの場合に比べ、スクリュウ５の締め付
け信頼性を格段に向上することができ、ひいては上部ノ
ズルの品質向上を図ることが可能である。

■トルク測定セッサによって、締め付けトルクを確認し
ながら、スクリュウの締め付けを行なうので、万が−、
スクリュウに締付異常が生じた場合にも、これを即時に
作業者に知らせることができ、スクリュウ焼き付きを未
然に防止することができる。

■強力な弾性力をもつリーフスプリングを、予めスプリ
ング固定機構によって押さえ付けておいてから、スクリ
ュウの締め付けを行なうので、スプリングの変形のため
の力が要らず、締め付けに要する労力が僅かで済み、ひ
いては作業迅速性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の燃料集合体の上部ノズル
組立装置の側断面図、第２図は同装置の正面図、第３図
は同装置の要部を示す平面図、第４図（ａ）は同装置の
締付工具を示す上面図、（ｂ）は同工具の断面図、（ｃ
）は同工具を下方から見た図、第５図（ａ）　、　（ｂ
）は同工具の作用を説明するための断面図である。 また、第６図は上部ノズルの斜視図、第７図は従来のス
クリュウ取付方法を示す断面図である。 ■・・・上部ノズル本体　２・・リーフスプリング２ａ
・スプリング固定部　３・・クラップ５・スクリュウ　
　　Ｉ２　・回転テーブル１３・・スプリング固定機構 １４・・・フレーム　　　１５　締め付け機構３８・・
トルク変換器（トルク測定セッサ）４８Ｌ、４８Ｒ・締
付工具 ６１　軸力測定セッサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上部ノズルの所定位置にリーフスプリングの固定部を押
   さえ付けて固定する固定機構と、前記リーフスプリング
   の固定部を貫通して上部ノズルにスクリュウをねじ込ん
   で締め付ける締め付け機構と、締め付けによって生じる
   スクリュウの内部応力を測定する軸力測定センサと、前
   記締め付け機構による締め付けのトルクを測定するトル
   ク測定センサとを備えたことを特徴とする燃料集合体の
   上部ノズル組立装置。