JPS6249955B2 - - Google Patents

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JPS6249955B2
JPS6249955B2 JP55071792A JP7179280A JPS6249955B2 JP S6249955 B2 JPS6249955 B2 JP S6249955B2 JP 55071792 A JP55071792 A JP 55071792A JP 7179280 A JP7179280 A JP 7179280A JP S6249955 B2 JPS6249955 B2 JP S6249955B2
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JP
Japan
Prior art keywords
centering
crd housing
drive mechanism
housing
control rod
Prior art date
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Expired
Application number
JP55071792A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56168195A (en
Inventor
Tsukasa Ikegami
Tsugio Iwama
Shigekyo Sagi
Akira Hirai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6249955B2 publication Critical patent/JPS6249955B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉圧力容器に制御棒駆動機構
(以下CRDと称する)ハウジングを現地で据え付
けるのに用いられるCRDハウジングの自動芯出
し方法に関するものである。
第1図は、CRDハウジングの据付状態を示す
もので、1は原子炉圧力容器、2はCRDハウジ
ング、3はコアサポートを示している。CRDハ
ウジング2を原子炉圧力容器1に据え付けるに
は、CRDハウジング2を原子炉圧力容器1の底
部外側から挿入し、原子炉圧力容器1の底部に設
けられているスタブ4に溶接部5で溶接する。
CRDハウジング2は、内部に制御棒駆動装置
が入り、制御棒を動かすために上下するようにな
つているため、その据付精度は非常に高度なもの
が要求されている。
そのため、CRDハウジングの据付の際には、
据付芯出しが行われるが、従来用いられていた据
付芯出し方法は、コアサポート3上にのせたアラ
インメントスコープ6と、原子炉圧力容器1の底
部から挿入されたCRDハウジング2の上端およ
び下端に取り付けたアラインメント用のターゲツ
ト7および8を用いて行われる。
第2図aは、第1図の要部を示すもので、同図
bおよびcは、それぞれ、同図aのA部およびB
部の詳細を示し、同図dは同図aのアラインメン
トスコープ6、コアサポート3、CRDハウジン
グ上端21およびCRDハウジング下端22の穴
芯を示している。
CRDハウジング2の芯出し精度は、例えば、
コアサポート3とCRDハウジング上端21との
距離およびCRDハウジング2の長さが、それぞ
れ、約4mである場合には、コアサポート3の穴
の中心に対し、CRDハウジング上端21の中心
をφ0.76内に納め、同時にCRDハウジング上端2
1の中心に対し、CRDハウジング下端22の中
心をφ5.08内に納める必要がある。
このような芯出し精度を得るためには、 (1) 先ず、コアサポート3の穴と、コアサポート
3に設置するターゲツト31の中心(ターゲツ
ト31には第2図dに示すように中心を示す十
字線が形成されている)が一致するように、タ
ーゲツト31をコアサポート3に設置する。
(2) コアサポート3上にアラインメントスコープ
6をのせ、付属している水レベル計を用いて、
アラインメントスコープ6の水平芯出しを行
う。
(3) アラインメントスコープ6を用いて、アライ
ンメントスコープ6内の中心(アラインメント
スコープ6には第2図dに示すように中心を示
す十字線が形成されている)とコアサポート3
の穴に設置したターゲツト31の中心とを一致
させる。
(4) 次に、アラインメントスコープ6の焦点を調
整し、CRDハウジング上端21に設置されて
いるターゲツト7の中心のコアサポート3の中
心に対する芯ずれを測定する。この測定はアラ
インメントスコープ6を90゜ずつ回転させて4
回行い、4回の測定の平均値をデータとして使
用する。この測定の結果、CRDハウジング上
端21の芯が公差内に入つていない場合には、
CRDハウジング下端22を移動させて公差内
に入るようにする。
(5) 同様にして、CRDハウジング下端22につ
いても芯出しを行う。
このようにして、CRDハウジングの芯出しは
終り、ついで芯出しされたCRDハウジング2は
スタブ4に第1図の溶接部5で溶接される。溶接
中、CRDハウジング2に変形が生じるので、前
述の(4)および(5)の作業と溶接作業とを交互に行な
いながらCRDハウジング2の据付が行われる。
そして、このような芯出しおよび据付作業は約
200本のCRDハウジングについて実施される。
しかし、このような従来の方法においては、 (1) アラインメントスコープの芯出しを、水レベ
ルにより人間が行うので、時間がかかり、個人
差によつてその精度が異る。
(2) 芯出しがアラインメントスコープの目視によ
つて行われるので、個人差の影響を受けて測定
精度が異る。また測定時間も長くなる。
(3) CRDハウジングの芯が公差内に入つていな
い場合には、アラインメントスコープの測定者
がそのずれ量をCRDハウジング下端にいる作
業者に連絡して、そのずれ量に応じてCRDハ
ウジングを移動させているが、アラインメント
スコープの測定者とCRDハウジング下端にい
る作業者との距離は約8m以上もあり、また直
接話しをすることができないので、連絡ミスや
操作ミスを生じやすい。
(4) コアサポート、CRDハウジング上端および
下端にターゲツトを設置する必要があるが、こ
れらの部分の加工公差に応じて、数種類の大き
さのターゲツトを用意する必要があり、あわせ
作業は容易でない。
(5) 1個の芯ずれのデータを得るのに4回の測定
が必要で、測定回数が多くなる。
等の欠点があつた。
本発明は、このような欠点を除去し、CRDハ
ウジングの自動芯出しを可能とすることを目的と
するもので、原子炉圧力容器の底部外側から挿入
した制御棒駆動機構ハウジングを該底部に設けら
れているスタブに溶接するにあたり、前記制御棒
駆動機構ハウジングを、その上部をジンバルサポ
ートで支持しその下部を球面軸受で支持する滑り
軸受で支持してなり、三次元的に駆動可能な芯出
し装置の支持棒上に固定し、前記原子炉圧力容器
のコアサポートに固定プリズムと常時鉛直に保持
される鉛直補正プリズムとを含む自動鉛直芯出し
機構を有するレーザー発振器を設置し、前記制御
棒駆動機構ハウジングの上端及び下端に複数のフ
オトセルアレイより構成され、前記レーザー発振
器からのレーザビームの前記フオトセルアレイ上
の照射位置を検出し制御装置に出力する受光器を
設置し、該制御装置で前記レーザービームに対す
る制御棒駆動機構ハウジングの位置ずれを演算
し、該位置ずれの演算結果に基づき前記芯出し装
置を駆動して自動芯出しを行なうことを特徴とす
るものである。
すなわち、本発明は、自動鉛直芯出し機構を有
するレーザー発振器を用い、レーザー光の特徴で
ある直進性およびレーザースポツトのエネルギー
分布がガウス分布となつている点を利用して、受
光体として用いるフオトセルと組合せることによ
つて、CRDハウジングの芯出しをレーザーで行
い、得られた変位量をフイードバツクして、
CRDハウジングの芯の補正を自動的に可能とす
るものである。
以下、実施例について説明する。
第3図aは、本発明のCRDハウジングの自動
芯出し方法の一実施例で用いる自動芯出し装置を
用いてCRDハウジングの据付を行つている状態
を示す図で、第3図bは、同図aのコアサポート
3、CRDハウジング上端21および下端22の
受光器11および12を第3図aと対応させて示
したものである。この図において、9はコアサポ
ート3上に設置した自動鉛直芯出し機構を有する
レーザー発振器、10はCRDハウジング上端2
1に設置されたビームスプリツタ、11はビーム
スプリツタ10で反射したレーザービームに対向
して設置され、複数のフオトセルアレイにより構
成されている受光器、12はビームスプリツタ1
0を通過したレーザービームに対向してCRDハ
ウジング下端22に設けられている複数のフオト
セルアレイにより構成されている受光器であり、
CRDハウジング下端22にはCRDハウジング2
を支持する自動芯出し装置13およびこれらを制
御する制御装置等が設けられている。なお、レー
ザー発振器9は、コアサポート3穴に入れれば、
レーザービームの中心と穴の中心が一致するよう
に構成され、受光器11および12もそれぞれ
CRDハウジング上端21および下端22の径の
中心と受光器の中心がワンタツチで一致するよう
に構成されている。
第4図は、この自動芯出し装置の動作機構の概
略を示すもので、レーザー発振器9より出たレー
ザービームは、受光器11または受光器12に入
射し、レーザービームのエネルギーは電流に変換
される。受光器11および受光器12には、それ
ぞれ制御回路(マイクロコンピユーター)14お
よび15が接続しており、これらの制御回路14
または15により、受光器11または12のフオ
トセルアレイ内のレーザービームの位置が検出さ
れる。レーザー発振器9と制御回路14,15の
出力は制御装置(演算回路)16に入力し、演算
処理が行われる。この制御装置16の出力によつ
て、例えば、3回路に指示が与えられる。第一
は、CRDハウジング2が芯ずれしていた場合
に、ずれている量に応じて自動的に公差内に
CRDハウジング2を動かすための自動芯出し装
置13への指示回路であり、増幅器17を介して
接続されている。第二は、CRDハウジング2の
芯位置の表示のためのデイスプレイ18への指示
回路であり、第三は、芯測定結果を記録指示する
レコーダー19への指示回路である。
第5図は、自動鉛直芯出し機構を有するレーザ
ー発振器の具体例を示すもので、aはレーザービ
ームが鉛直方向を向いているとき、bはレーザー
ビームが鉛直方向と異つているときの状況を示し
ている。この装置は第5図aに示すように、レー
ザー発振器9から発射されたレーザービームが鉛
直方向を向いているときは、レーザー発振器9か
ら発射されたレーザービームは、レンズ91を通
つた後、鉛直補正プリズム92、固定プリズム9
3で方向を変えられ、元のレーザービームと平行
になりレンズ94によつて平行ビームとなるよう
に構成されている。従つて、レーザー発振器9か
らのレーザービームが第5図bのように鉛直方向
と異つている場合においても、鉛直補正用のプリ
ズム92は、その斜面が常に水平になるので、固
定プリズム93で屈折し、レンズ94を通過した
レーザービームは常に鉛直になり、自動鉛直芯出
しができる。
第6図は、受光器の構造およびこの受光器を用
いたレーザービームによる位置検出の原理を説明
する図で、受光器11および12は同図aに示す
如く、A×Bの大きさを有し二次元的に配列した
フオトセル100アレイよりなり、レーザービーム
200は同図bに示すように、四つのフオトセル
,,,に照射される。フオトセル100ア
レイにレーザービーム200スポツトが入射する
と、レーザーのエネルギー量に応じて電流が生じ
る。レーザー光の光量分布はガウス分布になつて
いるので、ガウス分布の頂点を演算処理してレー
ザービームの位置が求められる。ここで、各フオ
トセル100内の座標軸をCRDハウジング上端21
の受光器11では、x(上)、y(上)、下端22
の受光器12では、x(下)、y(下)とし、各
フオトセル100アレイの座標を、上端21の受光
器11ではX(上)、Y(上)、下端22の受光器
12ではX(下)、Y(下)とし、第6図aにお
いて、フオトセル100アレイの中心を中心とし
て、各フオトセル100の位置を、第6図aに示す
如く、m,nで示すと、レーザービームの位置は
次式で表すことができる。
ここで、x,yは第6図bの,,,で
示すフオトセル100アレイの検出したレーザービ
ームを測定して次式によつて求めることができ
る。
従つて、第6図cに示す如く、コアサポート3
とCRDハウジング上端21までの距離、CRDハ
ウジング2の長さ、CRDハウジング下端22か
ら自動芯出し装置13の球面軸受26までの距離
が、それぞれ、l1,l2,l3である場合には、第6
図dに示すような、CRDハウジングの芯合せに
必要な移動量X,YおよびX〓,Y〓は次式によ
つて求めることができる。
第7図aおよびbは、自動芯出し装置の具体例
の、それぞれ、要部平断面図、要部縦断面図であ
る。これらの図において、23はCRDハウジン
グ2の支持棒、24は支持棒23の上部を支持す
るジンバルサポート、25は支持棒23の下部に
設けられている滑り軸受、26はCRDハウジン
グ2の傾きに応じて自在に動作可能に支持する球
面軸受で、27および28が、それぞれX微動用
モータおよびY微動用モータであり、29および
30が、それぞれX〓微動用モータおよびY〓微
動用モータである。
そして、(3)式によつて求められたX,Y,X
〓,Y〓の値になるように、X微動用モータ2
7、Y微動用モータ28、X〓微動用モータ2
9、Y〓微動用モータ30が駆動されて、CRD
ハウジング2の芯出しが行われる。この測定の順
序をフローチヤートで示すと第8図のようにな
る。
第9図は、他の実施例の要部を示すもので、こ
の実施例の受光器110および受光器120には
それぞれ寸法公差の穴111および121が設け
てある。このように受光器110,120に寸法
公差の穴を設けてある場合には、その中に芯が入
つた場合は、芯出しの終了をただちに知ることが
できる。従つて、CRDハウジングの芯出し作業
をさらに容易に実施することができる。
なお、第4図に一点鎖線で示す如く、制御装置
16に増幅器と自動溶接機とを含む自動溶接手段
20を接続した構造としておき、CRDハウジン
グ2とスタブ4との溶接において、溶接により芯
ずれした量に応じて、溶接の開始位置を決め、芯
ずれ量を修正するための自動芯ずれ修正溶接のア
ルゴリズムを付けて、溶接作業も自動化するよう
に構成すれば、CRDハウジングの据付、溶接を
すべて自動化することも可能となる。
以上の説明より明らかな如く、この実施例の
CRDハウジングの自動芯出し方法はCRDハウジ
ングの芯出しが自動的に行われるため、簡単、容
易に精度のよい芯出しを行うことができる。
以上の如く、本発明のCRDハウジングの自動
芯出し方法は、CRDハウジングの芯出しの自動
化を可能にするもので、産業上の効果の大なるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のCRDハウジングの据付け方
法を説明する概略説明図、第2図aは、第1図の
要部を説明する断面図、第2図bおよびcは、第
2図aのそれぞれ、A,B部の詳細断面図、第2
図dは、同じく要部の説明図、第3図aは本発明
のCRDハウジングの自動芯出し方法の一実施例
の概略説明図、第3図bは、同じく要部の説明
図、第4図は、同じく実施例のブロツク図、第5
図aおよびbは、同じく実施例で用いるレーザー
発振器を用いる自動鉛直芯出し機構の構造および
動作原理を説明するための説明図、第6図a,
b,cおよびdは、同じく実施例で用いる受光器
の構造およびこの受光器を用いたレーザービーム
による位置検出の原理を説明するための説明図、
第7図aは、同じく実施例で用いる自動芯出し装
置の平断面図、第7図bは、同じく縦断面図、第
8図は、同じく一実施例を使用する際の自動芯出
し方法のフローチヤート、第9図は、同じく他の
実施例の要部の説明図である。 1…原子炉圧力容器、2…CRDハウジング、
3…コアサポート、4…スタブ、9…レーザー発
振器、11,12…受光器、13…自動芯出し装
置、23…支持棒、24…ジンバルサポート、2
5…滑り軸受、26…球面軸受、27…X微動用
モータ、28…Y微動用モータ、29…X〓微動
用モータ、30…Y〓微動用モータ、91,94
…レンズ、92…鉛直補正プリズム、93…固定
プリズム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 原子炉圧力容器の底部外側から挿入した制御
    棒駆動機構ハウジングを該底部に設けられている
    スタブに溶接するにあたり、前記制御棒駆動機構
    ハウジングを、その上部をジンバルサポートで支
    持しその下部を球面軸受で支持する滑り軸受で支
    持してなり、三次元的に駆動可能な芯出し装置の
    支持棒上に固定し、前記原子炉圧力容器のコアサ
    ポートに固定プリズムと常時鉛直に保持される鉛
    直補正プリズムとを含む自動鉛直芯出し機構を有
    するレーザー発振器を設置し、前記制御棒駆動機
    構ハウジングの上端及び下端に複数のフオトセル
    アレイより構成され、前記レーザー発振器からの
    レーザビームの前記フオトセルアレイ上の照射位
    置を検出し制御装置に出力する受光器を設置し、
    該制御装置で前記レーザービームに対する制御棒
    駆動機構ハウジングの位置ずれを演算し、該位置
    ずれの演算結果に基づき前記芯出し装置を駆動し
    て自動芯出しを行なうことを特徴とする制御棒駆
    動機構ハウジングの自動芯出し方法。
JP7179280A 1980-05-28 1980-05-28 Automatic centering device for nuclear reactor instrument Granted JPS56168195A (en)

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JP7179280A JPS56168195A (en) 1980-05-28 1980-05-28 Automatic centering device for nuclear reactor instrument

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JP7179280A JPS56168195A (en) 1980-05-28 1980-05-28 Automatic centering device for nuclear reactor instrument

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Publication Number Publication Date
JPS56168195A JPS56168195A (en) 1981-12-24
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Families Citing this family (2)

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JP2006258613A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 National Institute Of Occupation Safety & Health Japan レーザー光と光センサを利用した変位計測及び変位検知システム。
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JPS56168195A (en) 1981-12-24

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