JPH08262182A - 自動燃料交換装置 - Google Patents
自動燃料交換装置Info
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- JPH08262182A JPH08262182A JP7067822A JP6782295A JPH08262182A JP H08262182 A JPH08262182 A JP H08262182A JP 7067822 A JP7067822 A JP 7067822A JP 6782295 A JP6782295 A JP 6782295A JP H08262182 A JPH08262182 A JP H08262182A
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/18—Apparatus for bringing fuel elements to the reactor charge area, e.g. from a storage place
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多次元での同時制御を可能とすることによ
り、燃料移送時間の短縮化を図った自動燃料交換装置を
提供すること。 【構成】 自動燃料交換装置は、走行台車１と、横行台
車２と、伸縮管３、グラップル４、ホイスト５からなる
燃料掴み装置を含んで構成され、それぞれの動作座標軸
をＸ、Ｙ、Ｚ（燃料掴み装置の昇降）、θ（燃料掴み装
置の回転）とする。 また、自動燃料燃料交換装置に
は、燃料の自動移送が可能なるように演算手段１４及び
制御手段１２が設置されている。上記演算手段１４に
は、燃料掴み装置の移動ルートにおいて、移動番地の指
示が、入力手段１６により入力されると、ただちに、Ｘ
−Ｙ移動範囲中でＺ−θが同時移動可能エリアを割り出
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの駆動モータに適宜、駆動指令を、
与える制御システムとなっているため、最短距離におけ
る燃料の移送が可能となる。
り、燃料移送時間の短縮化を図った自動燃料交換装置を
提供すること。 【構成】 自動燃料交換装置は、走行台車１と、横行台
車２と、伸縮管３、グラップル４、ホイスト５からなる
燃料掴み装置を含んで構成され、それぞれの動作座標軸
をＸ、Ｙ、Ｚ（燃料掴み装置の昇降）、θ（燃料掴み装
置の回転）とする。 また、自動燃料燃料交換装置に
は、燃料の自動移送が可能なるように演算手段１４及び
制御手段１２が設置されている。上記演算手段１４に
は、燃料掴み装置の移動ルートにおいて、移動番地の指
示が、入力手段１６により入力されると、ただちに、Ｘ
−Ｙ移動範囲中でＺ−θが同時移動可能エリアを割り出
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの駆動モータに適宜、駆動指令を、
与える制御システムとなっているため、最短距離におけ
る燃料の移送が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラント用
の自動燃料交換装置に係り、特にＸ−Ｙ−Ｚ−θの４次
元同時制御により燃料集合体の高速移送に好適な自動燃
料交換装置に関する。
の自動燃料交換装置に係り、特にＸ−Ｙ−Ｚ−θの４次
元同時制御により燃料集合体の高速移送に好適な自動燃
料交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料交換装置は、台車上の操作ボ
ックスより、手動で操作するシステムであり、その走
行，横行は運転上独立に操作するようになっていた。
ックスより、手動で操作するシステムであり、その走
行，横行は運転上独立に操作するようになっていた。
【０００３】また、その後、西ドイツのＡＥＧ社が自動
化システムを開発したが、これは、台車上のオペレータ
コンソールからの操作で部分的自動化を図ったものであ
り走横行の同時制御方式を採用するに到っていなかっ
た。
化システムを開発したが、これは、台車上のオペレータ
コンソールからの操作で部分的自動化を図ったものであ
り走横行の同時制御方式を採用するに到っていなかっ
た。
【０００４】そこで、特公昭58−19238号に記載のよう
に、走行及び横行を同時制御するシステムにおいて、複
雑な形状をした走横行制限ループの中で現在位置から目
標位置までの制御ルートを自動演算し、走行及び横行の
速度指令信号を計算する制御方法に関する発明がある
が、走行及び横行の２次元同時制御にとどまっており、
燃料移送時間の高速化及び時間短縮を考慮した、多次元
同時制御については、配慮されていなかった。
に、走行及び横行を同時制御するシステムにおいて、複
雑な形状をした走横行制限ループの中で現在位置から目
標位置までの制御ルートを自動演算し、走行及び横行の
速度指令信号を計算する制御方法に関する発明がある
が、走行及び横行の２次元同時制御にとどまっており、
燃料移送時間の高速化及び時間短縮を考慮した、多次元
同時制御については、配慮されていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、いず
れもプール及びコアでの水平方向の２次元同時制御によ
る燃料移送時間の短縮だけを考慮しており、燃料掴み装
置の昇降及び回転動作についての同時制御については配
慮されておらず、したがってＸ−Ｙ−Ｚ−θ同時制御に
よる燃料移送時間の短縮化を図ることができなかった。
れもプール及びコアでの水平方向の２次元同時制御によ
る燃料移送時間の短縮だけを考慮しており、燃料掴み装
置の昇降及び回転動作についての同時制御については配
慮されておらず、したがってＸ−Ｙ−Ｚ−θ同時制御に
よる燃料移送時間の短縮化を図ることができなかった。
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、多次元での同時制御を可能とすることによ
り、燃料移送時間の短縮化を図った自動燃料交換装置を
提供することを目的とする。
ものであり、多次元での同時制御を可能とすることによ
り、燃料移送時間の短縮化を図った自動燃料交換装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の自動燃料交換装
置は、原子力発電プラントの炉心と燃料貯蔵プール間
を、Ｘ−Ｙ軸平面上で移動可能に構成された移動台車
と、該移動台車に取付けられて前記Ｘ−Ｙ軸平面と垂直
なｚ軸方向に移動される燃料掴み装置と、前記移動台車
に取付けられて前記燃料掴み装置をＺ軸回りにθ方向に
回転させる回転装置と、前記移動台車、燃料掴み装置お
よび回転装置を各々の軸方向に移動させると駆動手段を
有し、目標位置を設定することにより、自動的に炉心と
燃料貯蔵プールにわたって燃料移送を実行する自動燃料
交換装置において、燃料集合体の現在位置及び移送目標
位置を示す座標情報を入力する入力手段と、燃料掴み装
置のＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向における位置検出を行なう位置
検出手段と、前記入力手段の出力及び位置検出手段の検
出出力を取り込み、予め設定された移送制限領域内にお
いて現在位置から目標位置までの最短ルートを求める演
算手段と、該演算手段からの演算出力を取り込み、求め
られた前記最短ルートに従って前記燃料掴み装置を駆動
するための制御指令信号を前記駆動手段に出力する制御
手段とを有することを特徴とする。
置は、原子力発電プラントの炉心と燃料貯蔵プール間
を、Ｘ−Ｙ軸平面上で移動可能に構成された移動台車
と、該移動台車に取付けられて前記Ｘ−Ｙ軸平面と垂直
なｚ軸方向に移動される燃料掴み装置と、前記移動台車
に取付けられて前記燃料掴み装置をＺ軸回りにθ方向に
回転させる回転装置と、前記移動台車、燃料掴み装置お
よび回転装置を各々の軸方向に移動させると駆動手段を
有し、目標位置を設定することにより、自動的に炉心と
燃料貯蔵プールにわたって燃料移送を実行する自動燃料
交換装置において、燃料集合体の現在位置及び移送目標
位置を示す座標情報を入力する入力手段と、燃料掴み装
置のＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向における位置検出を行なう位置
検出手段と、前記入力手段の出力及び位置検出手段の検
出出力を取り込み、予め設定された移送制限領域内にお
いて現在位置から目標位置までの最短ルートを求める演
算手段と、該演算手段からの演算出力を取り込み、求め
られた前記最短ルートに従って前記燃料掴み装置を駆動
するための制御指令信号を前記駆動手段に出力する制御
手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記構成の自動燃料交換装置は、走行台車、横
行台車、及び燃料掴み装置より機器構成がなされ、それ
ぞれの動作座標をＸ、Ｙ、Ｚ（燃料掴み装置の昇降）、
θ（燃料掴み装置の回転）とする。
行台車、及び燃料掴み装置より機器構成がなされ、それ
ぞれの動作座標をＸ、Ｙ、Ｚ（燃料掴み装置の昇降）、
θ（燃料掴み装置の回転）とする。
【０００９】また、本発明に係る自動燃料燃料交換装置
には、燃料の自動移送が可能なる様、演算手段及び制御
手段が設置されている。
には、燃料の自動移送が可能なる様、演算手段及び制御
手段が設置されている。
【００１０】上記演算手段には、燃料掴み装置の移動ル
ートにおいて、移動番地の指示が、入力されると、ただ
ちに、Ｘ−Ｙ移動範囲中でＺ−θが同時移動可能エリア
を割り出し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの駆動モータに適宜、駆動
指令を、与える制御システムとなっているため、最短距
離における燃料の移送が可能となる。
ートにおいて、移動番地の指示が、入力されると、ただ
ちに、Ｘ−Ｙ移動範囲中でＺ−θが同時移動可能エリア
を割り出し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの駆動モータに適宜、駆動
指令を、与える制御システムとなっているため、最短距
離における燃料の移送が可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】図８（Ａ）に沸騰水型原子炉の炉心の横断
面図を示す。同図において、３６は燃料集合体、４０は
制御棒、４１はＬＰＲＭ（局所出力検出器）をそれぞ
れ、示している。
面図を示す。同図において、３６は燃料集合体、４０は
制御棒、４１はＬＰＲＭ（局所出力検出器）をそれぞ
れ、示している。
【００１３】また、図８（Ｂ）に示すごとく、１つの制
御棒４１を囲む４体の燃料集合体３６は、セルを構成し
ている。これらの４体の燃料集合体３６のハンドル３６
Ａは、制御棒に対向している。
御棒４１を囲む４体の燃料集合体３６は、セルを構成し
ている。これらの４体の燃料集合体３６のハンドル３６
Ａは、制御棒に対向している。
【００１４】原子炉を運転すると炉心の反応度が低下す
るため、定期的に古い燃料集合体を新しい燃料集合体と
交換しなければならない。この運転期間をサイクルと呼
び、各サイクル末期に新燃料との交換が行われる。炉心
の燃料集合体の数は、１１０万ＫＷ級の発電用原子炉で
は、約８００体であり、毎定検ごとに１／４〜１／３炉
心分の燃料集合体の交換が必要となる。この種の燃料交
換作業は、原子炉定検時のクリティカルパスとなってお
り、燃料交換時間の短縮は、原子力発電所の定検日数の
短縮につながり、ひいては、原子力発電プラントの稼働
率向上につながる。
るため、定期的に古い燃料集合体を新しい燃料集合体と
交換しなければならない。この運転期間をサイクルと呼
び、各サイクル末期に新燃料との交換が行われる。炉心
の燃料集合体の数は、１１０万ＫＷ級の発電用原子炉で
は、約８００体であり、毎定検ごとに１／４〜１／３炉
心分の燃料集合体の交換が必要となる。この種の燃料交
換作業は、原子炉定検時のクリティカルパスとなってお
り、燃料交換時間の短縮は、原子力発電所の定検日数の
短縮につながり、ひいては、原子力発電プラントの稼働
率向上につながる。
【００１５】次に従来の燃料交換装置の構成につき、以
下に説明する。
下に説明する。
【００１６】まず、燃料交換装置の一例を図９に、図９
の燃料交換装置における燃料掴み装置の具体的構成を図
１１に、それぞれ示す。
の燃料交換装置における燃料掴み装置の具体的構成を図
１１に、それぞれ示す。
【００１７】これらの図において、燃料交換装置は走行
台車１、横行台車２、グラップル４、伸縮管３、及びホ
イスト５より構成される。また燃料掴み装置は図１１に
示すように伸縮管３、グラップル４、ホイスト５、グラ
ップル駆動モータ１０、１１から構成されている。
台車１、横行台車２、グラップル４、伸縮管３、及びホ
イスト５より構成される。また燃料掴み装置は図１１に
示すように伸縮管３、グラップル４、ホイスト５、グラ
ップル駆動モータ１０、１１から構成されている。
【００１８】走行台車１は、後述する炉心プール３２及
び燃料貯蔵プール３０の両脇に設置された一対のレール
６の上を、駆動モータ８により移動する。
び燃料貯蔵プール３０の両脇に設置された一対のレール
６の上を、駆動モータ８により移動する。
【００１９】横行台車２は、グラップル４、伸縮管３及
びホイスト５を有し、走行台車１上に設置された一対の
レール７の上を駆動モータ９により移動する。
びホイスト５を有し、走行台車１上に設置された一対の
レール７の上を駆動モータ９により移動する。
【００２０】グラップル４は、ホイスト５により上昇，
下降すると共に、燃料集合体の装荷角度を調整するため
に駆動モータ１１により回転する。
下降すると共に、燃料集合体の装荷角度を調整するため
に駆動モータ１１により回転する。
【００２１】また、このグラップル４は、数本の伸縮管
３の下端に取付けられている。以下走行台車１の移動方
向をＸ，横行台車２の移動方向をＹ，グラップル４の昇
降方向をＺ，回転方向をθと称す。
３の下端に取付けられている。以下走行台車１の移動方
向をＸ，横行台車２の移動方向をＹ，グラップル４の昇
降方向をＺ，回転方向をθと称す。
【００２２】燃料交換装置の走行台車１、横行台車２及
びホイスト５は、直流電動機で駆動される。これらの制
御は演算装置により実行される（図１０）。
びホイスト５は、直流電動機で駆動される。これらの制
御は演算装置により実行される（図１０）。
【００２３】図１０に従来の自動燃料交換装置の走横行
部の電気的構成を示す。図１０において、８は走行台車
駆動モータ、９は横行台車駆動モータ、５０は演算装
置、５１Ａ、５１Ｂは速度制御装置、５２Ａ、５２Ｂは
速度検出器、５３は目標セル要求信号、５４Ａ、５４Ｂ
は位置信号、５５Ａ、５５Ｂは速度指令信号、５６Ａ、
５６Ｂは速度信号、である。
部の電気的構成を示す。図１０において、８は走行台車
駆動モータ、９は横行台車駆動モータ、５０は演算装
置、５１Ａ、５１Ｂは速度制御装置、５２Ａ、５２Ｂは
速度検出器、５３は目標セル要求信号、５４Ａ、５４Ｂ
は位置信号、５５Ａ、５５Ｂは速度指令信号、５６Ａ、
５６Ｂは速度信号、である。
【００２４】運転員は目標とする燃料集合体の燃料位置
ＩＤ番地を目標セル要求信号５３として演算装置５０に
入力する。
ＩＤ番地を目標セル要求信号５３として演算装置５０に
入力する。
【００２５】演算装置５０は走行台車１の現在位置Ｘ1
（位置信号５４Ａ）と横行台車２の現在位置Ｙ1 （位置
信号５４Ｂ）を取込み、現在位置と目標位置の関係か
ら、走行台車１及び横行台車２の速度指令信号５５Ａ、
５５Ｂを計算し、この速度指令信号５５Ａ、５５Ｂを、
それぞれ速度制御装置５１Ａ、５１Ｂに入力する。
（位置信号５４Ａ）と横行台車２の現在位置Ｙ1 （位置
信号５４Ｂ）を取込み、現在位置と目標位置の関係か
ら、走行台車１及び横行台車２の速度指令信号５５Ａ、
５５Ｂを計算し、この速度指令信号５５Ａ、５５Ｂを、
それぞれ速度制御装置５１Ａ、５１Ｂに入力する。
【００２６】速度制御装置５１Ａ、５１Ｂは、それぞれ
速度指令信号５１Ａと速度フィードバック信号５６Ａ、
速度指令信号５１Ｂと速度フィードバック信号５６Ｂと
を比較し、この差を小さくするように、制御対象の直流
電動機の回路電圧を制御し、各台車１、２の速度を指令
信号に追従させ、位置決めする。
速度指令信号５１Ａと速度フィードバック信号５６Ａ、
速度指令信号５１Ｂと速度フィードバック信号５６Ｂと
を比較し、この差を小さくするように、制御対象の直流
電動機の回路電圧を制御し、各台車１、２の速度を指令
信号に追従させ、位置決めする。
【００２７】上記従来技術の制御方法は、現在位置から
目標位置までの所要時間を短縮することを目的とし、Ｘ
Ｙ同時制御方法を行ったもので、Ｚ，θについての同時
制御による時間短縮は、考えられていなかった。
目標位置までの所要時間を短縮することを目的とし、Ｘ
Ｙ同時制御方法を行ったもので、Ｚ，θについての同時
制御による時間短縮は、考えられていなかった。
【００２８】次に、本発明に係る自動燃料交換装置の一
実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２９】自動燃料交換装置の機械系の構成は、図９
に示した通りである。Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの移動量を示す位
置信号は、各駆動軸に取付けられたシンクロ発信器（図
示せず）によって検出して、プロセス入出力装置１３に
入力される。
に示した通りである。Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの移動量を示す位
置信号は、各駆動軸に取付けられたシンクロ発信器（図
示せず）によって検出して、プロセス入出力装置１３に
入力される。
【００３０】プロセス入出力装置１３は、この信号をデ
ィジタル信号に変換して、計算機即ち中央処理装置１４
に出力する。
ィジタル信号に変換して、計算機即ち中央処理装置１４
に出力する。
【００３１】中央処理装置１４は、オペレータコンソー
ル１６からの運転員の指令に基づいて、移動しようとす
る位置と現在位置を比較して、その駆動量を計算し、そ
の操作信号をプロセス入出力装置１３及び制御盤１２を
介して、それぞれの駆動モータ８，９，１０，１１に与
える。図２は各位置検出装置の配置を示し、同図（ａ）
は、自動燃料交換装置全体における各位置検出装置の配
置を、同図（ｂ）は、ホイスト５における各位置検出装
置の配置をそれぞれ、示している。図２において６０は
走行台車１の走行位置検出用アクチュエータ、６１は走
行位置検出用リミットスイッテ、６２は昇降位置検出用
スイッチ、６３は昇降位置検出用シンクロ発信器、６４
は燃料掴み装置昇降用ホイスト、６５は走行位置検出用
シンクロ発信器、６６は横行位置検出用シンクロ発信器
である。
ル１６からの運転員の指令に基づいて、移動しようとす
る位置と現在位置を比較して、その駆動量を計算し、そ
の操作信号をプロセス入出力装置１３及び制御盤１２を
介して、それぞれの駆動モータ８，９，１０，１１に与
える。図２は各位置検出装置の配置を示し、同図（ａ）
は、自動燃料交換装置全体における各位置検出装置の配
置を、同図（ｂ）は、ホイスト５における各位置検出装
置の配置をそれぞれ、示している。図２において６０は
走行台車１の走行位置検出用アクチュエータ、６１は走
行位置検出用リミットスイッテ、６２は昇降位置検出用
スイッチ、６３は昇降位置検出用シンクロ発信器、６４
は燃料掴み装置昇降用ホイスト、６５は走行位置検出用
シンクロ発信器、６６は横行位置検出用シンクロ発信器
である。
【００３２】計算機システムとしては、中央処理装置１
４，プロセス入出力装置１３，オペレータコンソール１
６の他に、周辺装置として、記憶装置１５、Ｉ／Ｏタイ
プライタ１８、及びフロッピーディスク、読み取り装置
１９などが備えられている。
４，プロセス入出力装置１３，オペレータコンソール１
６の他に、周辺装置として、記憶装置１５、Ｉ／Ｏタイ
プライタ１８、及びフロッピーディスク、読み取り装置
１９などが備えられている。
【００３３】また、図３に示す自動燃料交換装置の位置
状態、すなわち、走行台車１の炉上位置（Ｃ）（図３の
Ｙ軸に平行な２本の二点鎖線ではされまれた位置）、横
行台車２のゲート通過位置（Ｄ）（図３のＸ軸に平行で
燃料貯蔵プール３０、ゲート３１および炉心プール３２
を通る二点鎖線の位置），グラップル４の上限位置
(Ｅ）、中間位置(Ｆ)、着座位置燃料貯蔵プール側
（Ｇ）、着座位置炉心側（Ｇ′）、燃料貯蔵プール内無
荷重時横走行移動許可位置（Ｈ）、炉心内無荷重時横走
行移動許可位置（Ｂ）、炉心内荷重時横走行移動許可位
置（Ａ）を、リミットスイッチ等の位置検出手段により
検出して、それぞれリレー盤２０及び、プロセス入出力
装置１３を介して中央処理装置１４に入力する。計算機
は、これらの信号を位置決め制御及び、監視のために使
用する（Ｚ方向はグラップル下端位置を示す）。
状態、すなわち、走行台車１の炉上位置（Ｃ）（図３の
Ｙ軸に平行な２本の二点鎖線ではされまれた位置）、横
行台車２のゲート通過位置（Ｄ）（図３のＸ軸に平行で
燃料貯蔵プール３０、ゲート３１および炉心プール３２
を通る二点鎖線の位置），グラップル４の上限位置
(Ｅ）、中間位置(Ｆ)、着座位置燃料貯蔵プール側
（Ｇ）、着座位置炉心側（Ｇ′）、燃料貯蔵プール内無
荷重時横走行移動許可位置（Ｈ）、炉心内無荷重時横走
行移動許可位置（Ｂ）、炉心内荷重時横走行移動許可位
置（Ａ）を、リミットスイッチ等の位置検出手段により
検出して、それぞれリレー盤２０及び、プロセス入出力
装置１３を介して中央処理装置１４に入力する。計算機
は、これらの信号を位置決め制御及び、監視のために使
用する（Ｚ方向はグラップル下端位置を示す）。
【００３４】本発明における、燃料交換作業の自動運転
の内容を具体的に図３乃至図６を参照して説明する。
の内容を具体的に図３乃至図６を参照して説明する。
【００３５】図３及び図４において自動燃料交換装置
は、燃料貯蔵プール３０及び炉心プール３２にまたがっ
て設置される。燃料交換を行う場合には、ゲート３１が
開かれ、燃料貯蔵プール３０と、炉心プール３２間には
水が張られる。燃料貯蔵プール３０の中には、燃料ラッ
ク３３が設置されている。
は、燃料貯蔵プール３０及び炉心プール３２にまたがっ
て設置される。燃料交換を行う場合には、ゲート３１が
開かれ、燃料貯蔵プール３０と、炉心プール３２間には
水が張られる。燃料貯蔵プール３０の中には、燃料ラッ
ク３３が設置されている。
【００３６】通常、燃料交換作業は、燃料ラック３３と
炉心３４の間で実施される。そのため、計算機には、燃
料ラック３３と炉心３４のＸ，ＹＩＤ番号と対応する
Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの制御ルート，各位置における燃料の装
荷状況、すなわち、燃料ラック３３または炉心３４にお
ける燃料の有無、燃料棒の設置角度等のデータが予め記
憶されている。
炉心３４の間で実施される。そのため、計算機には、燃
料ラック３３と炉心３４のＸ，ＹＩＤ番号と対応する
Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの制御ルート，各位置における燃料の装
荷状況、すなわち、燃料ラック３３または炉心３４にお
ける燃料の有無、燃料棒の設置角度等のデータが予め記
憶されている。
【００３７】以下、燃料ラック３３のある位置Ｐから、
炉心３４のある位置Ｑに燃料を移送する場合を例にと
り、図３及び図５に基づいて説明する。
炉心３４のある位置Ｑに燃料を移送する場合を例にと
り、図３及び図５に基づいて説明する。
【００３８】燃料取替機の現在位置Ｐにおける座標をＸ
P，ＹP，ＺP，θP、移送目標位置である位置Ｑの座標を
ＸQ，ＹQ，ＺQ，θQとする。
P，ＹP，ＺP，θP、移送目標位置である位置Ｑの座標を
ＸQ，ＹQ，ＺQ，θQとする。
【００３９】運転員は、まずオペレータコンソール１６
により目標位置ＱのＸ−ＹＩＤ番号を設定する。次に、
自動起動が可能かどうか、すなわち燃料の移送作業が可
能か否かの判定を計算機に要求する。
により目標位置ＱのＸ−ＹＩＤ番号を設定する。次に、
自動起動が可能かどうか、すなわち燃料の移送作業が可
能か否かの判定を計算機に要求する。
【００４０】自動起動が許可された場合には、起動用押
ボタンを押して、自動運転の起動を要求する。起動が開
始されると、まずＺ上昇制御が行われ、上限位置
（Ｅ）で一旦停止する。
ボタンを押して、自動運転の起動を要求する。起動が開
始されると、まずＺ上昇制御が行われ、上限位置
（Ｅ）で一旦停止する。
【００４１】次にＸＹ同時制御，が行われる。ＸＹ
制御においては、予め基準点ｂ，ｃが設定され、計算機
はＰ→ｂ→ｃ→Ｑを通る直線ルートを計算して、このル
ート上に乗るようＸ及びＹの駆動量を出力する。すなわ
ち、順次、点ｂ，ｃ，Ｑを目標位置として現在位置との
偏差ΔＸ，ΔＹを計算して、偏差の大きい方を一定速度
とし、他は偏差比で計算した速度とする。そこで、に
おいて、（Ｃ）リミットスイッチのＯＮ信号が条件とな
り、θ制御とＺ（下降）制御が同時に開始される。この
場合、Ｘ，Ｙの制御も同時に行われている。θ制御にお
いてもθP，θQの偏差Δθを計算して駆動量を出力す
る。におけるＺ（下降）制御は、（Ａ）リミットスイ
ツチ（炉心内荷重時横走行移動許可位置）がＯＦＦにな
るまで続けられる。
制御においては、予め基準点ｂ，ｃが設定され、計算機
はＰ→ｂ→ｃ→Ｑを通る直線ルートを計算して、このル
ート上に乗るようＸ及びＹの駆動量を出力する。すなわ
ち、順次、点ｂ，ｃ，Ｑを目標位置として現在位置との
偏差ΔＸ，ΔＹを計算して、偏差の大きい方を一定速度
とし、他は偏差比で計算した速度とする。そこで、に
おいて、（Ｃ）リミットスイッチのＯＮ信号が条件とな
り、θ制御とＺ（下降）制御が同時に開始される。この
場合、Ｘ，Ｙの制御も同時に行われている。θ制御にお
いてもθP，θQの偏差Δθを計算して駆動量を出力す
る。におけるＺ（下降）制御は、（Ａ）リミットスイ
ツチ（炉心内荷重時横走行移動許可位置）がＯＦＦにな
るまで続けられる。
【００４２】次に目標位置Ｑに位置決めが終了すると、
にて、振れ待ち制御（燃料集合体３６の振れが治まる
まで一定時間、待機すること）を行い、振れ待ち制御終
了にて、Ｚ（下降）制御を行い、燃料集合体３６を炉心
３４に挿入してグラップル４の下端が着座位置（Ｇ′）
で停止する。
にて、振れ待ち制御（燃料集合体３６の振れが治まる
まで一定時間、待機すること）を行い、振れ待ち制御終
了にて、Ｚ（下降）制御を行い、燃料集合体３６を炉心
３４に挿入してグラップル４の下端が着座位置（Ｇ′）
で停止する。
【００４３】尚、図５（Ａ）は、燃料集合体３６をグラ
ップル４で把持して移送する場合の制御フローを、図５
（Ｂ）は、燃料集合体３６をグラップル４が把持してな
い、空の状態で燃料貯蔵プール３０より炉心３４へ燃料
集合体３６を取りに行く場合の制御フローをそれぞれ、
示している。
ップル４で把持して移送する場合の制御フローを、図５
（Ｂ）は、燃料集合体３６をグラップル４が把持してな
い、空の状態で燃料貯蔵プール３０より炉心３４へ燃料
集合体３６を取りに行く場合の制御フローをそれぞれ、
示している。
【００４４】また燃料集合体３６を燃料貯蔵プール３０
から炉心３４へ移送する運転内容について図４及び図６
を用いて説明する。尚、図６（Ａ）は燃料集合体３６を
グラップル４で把持して移送する場合の制御フローを、
図６（Ｂ）は、燃料集合体３６をグラップル４が把持し
てない、空の状態で炉心３４から燃料貯蔵プール３０へ
燃料集合体３６を取りに行く場合の制御フローを示して
いる。
から炉心３４へ移送する運転内容について図４及び図６
を用いて説明する。尚、図６（Ａ）は燃料集合体３６を
グラップル４で把持して移送する場合の制御フローを、
図６（Ｂ）は、燃料集合体３６をグラップル４が把持し
てない、空の状態で炉心３４から燃料貯蔵プール３０へ
燃料集合体３６を取りに行く場合の制御フローを示して
いる。
【００４５】以下に炉心３４のある位置Ｑから燃料貯蔵
プール３０内の燃料ラック３３のある位置Ｐに燃料集合
体３６を移送する場合を例に採り、説明する。燃料掴み
装置の現在位置Ｑの座標を（ＸQ，ＹQ，ＺQ，θQ）と
し、移送目標位置Ｐの座標を（ＸP，ＹP，ＺP，θP）と
する。
プール３０内の燃料ラック３３のある位置Ｐに燃料集合
体３６を移送する場合を例に採り、説明する。燃料掴み
装置の現在位置Ｑの座標を（ＸQ，ＹQ，ＺQ，θQ）と
し、移送目標位置Ｐの座標を（ＸP，ＹP，ＺP，θP）と
する。
【００４６】運転員は、まずオペレータコンソール１６
により目標位置ＰのＸ−ＹＩＤ番号を設定する。次に自
動起動が可能か否かの判定を計算機に要求する。自動起
動が許可された場合には起動用押しボタンを押して、自
動運転の起動を要求する。起動が開始されると、まずＺ
上昇制御が行われ、（Ａ）リミット動作位置まで上昇
し、一旦停止する。
により目標位置ＰのＸ−ＹＩＤ番号を設定する。次に自
動起動が可能か否かの判定を計算機に要求する。自動起
動が許可された場合には起動用押しボタンを押して、自
動運転の起動を要求する。起動が開始されると、まずＺ
上昇制御が行われ、（Ａ）リミット動作位置まで上昇
し、一旦停止する。
【００４７】次にＸ，Ｙ，Ｚ，θ同時制御が行われ
る。Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ制御においては、予め基準点ｃが設
定され、計算機は、Ｑ→ｃを通る直線ルートを計算して
このルート上に乗るようにＸ，Ｙ，Ｚ，θの駆動量を出
力する。すなわち、ｃを目標位置として現在位置との偏
差ΔＸ，ΔＹを計算して偏差の大きい方を一定速度と
し、他は偏差比で計算した速度とする。そこでＸ，Ｙ方
向の移動開始が条件になり、θ制御とＺ（上昇）制御が
同時に開始される。
る。Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ制御においては、予め基準点ｃが設
定され、計算機は、Ｑ→ｃを通る直線ルートを計算して
このルート上に乗るようにＸ，Ｙ，Ｚ，θの駆動量を出
力する。すなわち、ｃを目標位置として現在位置との偏
差ΔＸ，ΔＹを計算して偏差の大きい方を一定速度と
し、他は偏差比で計算した速度とする。そこでＸ，Ｙ方
向の移動開始が条件になり、θ制御とＺ（上昇）制御が
同時に開始される。
【００４８】θ制御においては、θQ，θPの偏差Δθを
計算して駆動量を出力する。Ｚ（上昇）制御は上限位置
検出用リミットスイッチが動作するまで続けられる。
計算して駆動量を出力する。Ｚ（上昇）制御は上限位置
検出用リミットスイッチが動作するまで続けられる。
【００４９】次にＸ，Ｙ同時制御が行なわれる。Ｘ，
Ｙ同時制御において、予め基準点ｂ点が設定され、計算
機はｃ→ｂ→Ｐを通る直線ルートを計算してこのルート
上に乗るようにＸ及びＹの駆動量を出力する。
Ｙ同時制御において、予め基準点ｂ点が設定され、計算
機はｃ→ｂ→Ｐを通る直線ルートを計算してこのルート
上に乗るようにＸ及びＹの駆動量を出力する。
【００５０】次に移送目標位置Ｐに位置決めが終了する
と、にて振れ待ち制御を行ない、振れ待ち制御終了に
てＺ（下降）制御を行ない、燃料集合体３６を燃料貯蔵
ラック３３に挿入して着座位置で停止する。
と、にて振れ待ち制御を行ない、振れ待ち制御終了に
てＺ（下降）制御を行ない、燃料集合体３６を燃料貯蔵
ラック３３に挿入して着座位置で停止する。
【００５１】また制御パターンとして炉心３４より燃料
貯蔵プール３０へ燃料集合体３６を取りに行くパターン
があるが、これは図６（Ｂ）の制御フローに示すように
行なう。
貯蔵プール３０へ燃料集合体３６を取りに行くパターン
があるが、これは図６（Ｂ）の制御フローに示すように
行なう。
【００５２】以上の様に、自動運転では、〜の制御
を１サイクルとして、連続的に行うものである。
を１サイクルとして、連続的に行うものである。
【００５３】また、制御パターンとして、燃料貯蔵プー
ル３０より炉心３４へ燃料集合体３６を取りに行くパタ
ーンがあるが、この場合は図５（Ｂ）の制御フローに示
す如く行う。
ル３０より炉心３４へ燃料集合体３６を取りに行くパタ
ーンがあるが、この場合は図５（Ｂ）の制御フローに示
す如く行う。
【００５４】また、安全対策として、図７に示す如くＸ
−Ｙ−Ｚの移動制限ロジックを考慮している。
−Ｙ−Ｚの移動制限ロジックを考慮している。
【００５５】したがって本実施例によれば、Ｘ，Ｙ，
Ｚ，θの同時制御が可能となり、燃料交換時間の短縮に
大きな効果が得られる。
Ｚ，θの同時制御が可能となり、燃料交換時間の短縮に
大きな効果が得られる。
【００５６】また、前記実施例の変形例として、複数体
の燃料掴み装置を設けた自動燃料交換装置についても、
同じ制御方式が採用でき、燃料交換時間の短縮に大きな
効果が得られる。
の燃料掴み装置を設けた自動燃料交換装置についても、
同じ制御方式が採用でき、燃料交換時間の短縮に大きな
効果が得られる。
【００５７】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
燃料貯蔵プール及び炉心プール内の燃料集合体の移動及
び、燃料集合体を取りに行く動作に対して、Ｘ，Ｙ，
Ｚ，θの４次元同時制御が可能となるので、燃料交換作
業時間において、従来と比較し、従来１ステップの所要
時間として、約１０分に対し、本発明を採用することに
より、１分１０秒も短縮可能であり、１定検の効果とし
て１１０万ＫＷ級実績１２日の交換日数に対し、１日の
短縮が可能となり、定検期間の短縮に大きな効果があ
る。
燃料貯蔵プール及び炉心プール内の燃料集合体の移動及
び、燃料集合体を取りに行く動作に対して、Ｘ，Ｙ，
Ｚ，θの４次元同時制御が可能となるので、燃料交換作
業時間において、従来と比較し、従来１ステップの所要
時間として、約１０分に対し、本発明を採用することに
より、１分１０秒も短縮可能であり、１定検の効果とし
て１１０万ＫＷ級実績１２日の交換日数に対し、１日の
短縮が可能となり、定検期間の短縮に大きな効果があ
る。
【図１】本発明に係る自動燃料交換装置の一実施例を示
す全体構成図である。
す全体構成図である。
【図２】本発明に係る自動燃料交換装置における各位置
検出装置の配置を示す説明図である。
検出装置の配置を示す説明図である。
【図３】原子炉建屋最上階平面図及び原子炉建屋断面図
により、本発明に係る自動燃料交換装置の制御内容の一
例を具体的に示す説明図である。
により、本発明に係る自動燃料交換装置の制御内容の一
例を具体的に示す説明図である。
【図４】原子炉建屋最上階平面図及び原子炉建屋断面図
により、本発明に係る自動燃料交換装置の制御内容の一
例を具体的に示す説明図である。
により、本発明に係る自動燃料交換装置の制御内容の一
例を具体的に示す説明図である。
【図５】自動燃料交換装置の制御動作を示し、同図
（Ａ）は燃料貯蔵プール内の燃料集合体を炉心に移送す
る制御フロー、同図（Ｂ）は燃料貯蔵プールから炉心に
燃料集合体を取りに行く制御フローである。
（Ａ）は燃料貯蔵プール内の燃料集合体を炉心に移送す
る制御フロー、同図（Ｂ）は燃料貯蔵プールから炉心に
燃料集合体を取りに行く制御フローである。
【図６】自動燃料交換装置の制御動作を示し、同図
（Ａ）は炉心内の燃料集合体を燃料貯蔵プールに移送す
る制御フロー、同図（Ｂ）は炉心から燃料貯蔵プールに
燃料集合体を取りに行く制御フローである。
（Ａ）は炉心内の燃料集合体を燃料貯蔵プールに移送す
る制御フロー、同図（Ｂ）は炉心から燃料貯蔵プールに
燃料集合体を取りに行く制御フローである。
【図７】本発明に係る自動燃料交換装置における燃料掴
み装置のＸ−Ｙ−Ｚ軸における移動制限ロジックを示す
ブロック図である。
み装置のＸ−Ｙ−Ｚ軸における移動制限ロジックを示す
ブロック図である。
【図８】沸騰水型原子炉炉心の構造を示し、同図（Ａ）
は、炉心の横断面図、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＸ部
拡大図である。
は、炉心の横断面図、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＸ部
拡大図である。
【図９】燃料交換装置の一例の構造を示す外観図であ
る。
る。
【図１０】従来の自動燃料交換装置の走横行部の電気的
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の自動燃料交換装置の燃料掴み装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
１ 走行台車 ２ 横行台車 ３ 伸縮管 ４ グラップル ５ ホイスト ６ 走行レール ７ 横行レール ８ 走行台車駆動モータ ９ 横行台車駆動モータ １０ グラップル駆動モータ（昇降） １１ グラップル駆動モータ（回転） １２ 制御盤 １３ プロセス入出力装置 １４ 中央処理装置 １５ 記憶装置 １６ オペレータコンソール １７ Ｉ／Ｏタイプライタ １８ ロギングタイプライタ １９ 紙テープ読取装置 ２０ リレー盤 ３０ 燃料貯蔵プール ３１ ゲート ３２ 炉心プール ３３ 燃料ラック ３４ 炉心 ３５ 圧力容器 ３６ 燃料集合体 ４０ 制御棒 ４１ ＬＰＲＭ（局所出力検出器） ５０ 演算装置 ５１ 速度制御装置 ５２ 速度検出器 ５３ 目標セル要求信号 ５４ 位置信号 ５５ 速度指令信号 ５６ 速度信号
Claims (1)
- 【請求項１】 原子力発電プラントの炉心と燃料貯蔵プ
ール間を、Ｘ−Ｙ軸平面上で移動可能に構成された移動
台車と、該移動台車に取付けられて前記Ｘ−Ｙ軸平面と
垂直なｚ軸方向に移動される燃料掴み装置と、前記移動
台車に取付けられて前記燃料掴み装置をＺ軸回りにθ方
向に回転させる回転装置と、前記移動台車、燃料掴み装
置および回転装置を各々の軸方向に移動させると駆動手
段を有し、目標位置を設定することにより、自動的に炉
心と燃料貯蔵プールにわたって燃料移送を実行する自動
燃料交換装置において、 燃料集合体の現在位置及び移送目標位置を示す座標情報
を入力する入力手段と、 燃料掴み装置のＸ−Ｙ−Ｚ−
θ方向における位置検出を行なう位置検出手段と、 前記入力手段の出力及び位置検出手段の検出出力を取り
込み、予め設定された移送制限領域内において現在位置
から目標位置までの最短ルートを求める演算手段と、 該演算手段からの演算出力を取り込み、求められた前記
最短ルートに従って前記燃料掴み装置を駆動するための
制御指令信号を前記駆動手段に出力する制御手段とを有
することを特徴とする自動燃料交換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067822A JPH08262182A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 自動燃料交換装置 |
| US08/590,557 US5644607A (en) | 1995-03-27 | 1996-03-21 | Automatic refueling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067822A JPH08262182A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 自動燃料交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262182A true JPH08262182A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13356028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7067822A Pending JPH08262182A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 自動燃料交換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5644607A (ja) |
| JP (1) | JPH08262182A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009122102A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | マストおよびグラップルの制御を移動を許可する許可判定方法および装置 |
| JP2009276196A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 原子力燃料取扱装置の運転方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5700999A (en) * | 1995-07-28 | 1997-12-23 | Streicher; Stanley H. | Bar code based refueling system |
| US7636652B2 (en) * | 2003-10-06 | 2009-12-22 | Global Nuclear Fuel - Americas, Llc | Method and apparatus for facilitating recovery of nuclear fuel from a fuel pool |
| JP4588014B2 (ja) * | 2006-12-08 | 2010-11-24 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 燃料交換機 |
| US9721686B2 (en) * | 2006-12-29 | 2017-08-01 | General Electric Company | Handoff methods and assemblies for refueling a nuclear reactor |
| JP5523930B2 (ja) * | 2010-05-24 | 2014-06-18 | 株式会社東芝 | 原子炉の出力振動監視装置、方法及びプログラム |
| KR101179080B1 (ko) * | 2010-11-22 | 2012-09-03 | 두산중공업 주식회사 | 원자력발전소의 연료취급설비 원격제어 시스템 |
| US10186335B2 (en) * | 2015-07-14 | 2019-01-22 | Westinghouse Electric Company Llc | Under vessel automated work platform assembly |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4427623A (en) * | 1981-07-27 | 1984-01-24 | General Electric Company | Automatic fuel transfer apparatus and method |
| JPS5819238A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | 株式会社日立メデイコ | Ｃｔ装置における検出デ−タ演算処理回路 |
| JPH0664177B2 (ja) * | 1986-09-26 | 1994-08-22 | 株式会社日立製作所 | 原子炉燃料交換機の制御方式 |
| US5490185A (en) * | 1993-07-23 | 1996-02-06 | Westinghouse Electric Corporation | System for automatic refueling of a nuclear reactor |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP7067822A patent/JPH08262182A/ja active Pending
-
1996
- 1996-03-21 US US08/590,557 patent/US5644607A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009122102A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | マストおよびグラップルの制御を移動を許可する許可判定方法および装置 |
| US7986760B2 (en) | 2007-11-15 | 2011-07-26 | GE-Hitachi Nuclear Emergy Americas, LLC | Method and apparatus for permissive control of a mast and grapple |
| JP2009276196A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 原子力燃料取扱装置の運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5644607A (en) | 1997-07-01 |
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