JP2002214383A

JP2002214383A - 燃料クレーン位置検出装置及びその方法

Info

Publication number: JP2002214383A
Application number: JP2001009459A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Egashira; 良夫江頭; Seiichi Wakayama; 精一若山; Minoru Sakaguchi; 稔坂口; Tatsushi Maeda; 達志前田; Daisuke Soda; 大輔曽田; Hiroshi Yatabe; 弘谷田部
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】原子炉容器に設置された燃料集合体を移送す
るため、燃料移送クレーンの吊り上げ装置を燃料集合体
の鉛直上方に配置するための燃料クレーン位置検出装置
及びその方法を提供する。【解決手段】燃料クレーン位置検出装置は、走行位
置、マストチューブ高さ、燃料集合座標を表示する位置
表示器、クレーン走行、マストチューブ昇降用の駆動装
置、上部ノズル２０と連結するフィンガー、位置決め穴
に挿入するガイドピン１８を設けたグリッパ１７、リー
フスプリングの検出範囲への送波時間から相対位置を検
出するセンサからなり、送波時間が最小になるまで微小
走行させ、上部ノズル２０上方にグリッパ１７を配置、
位置決めし、ガイドピン１８を挿入しクレーンと燃料集
合体とを連結するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子炉格納容器内の
原子炉容器に設置され稼働する燃料集合体を、原子格納
容器内と原子格納容器外のキャスクピット又は除染場ピ
ット等との間で移送するために、原子炉格納容器等の上
方を走行させるよう配置された燃料移送クレーンで昇降
させるために、燃料移送クレーンのグリッパを燃料集合
体の上部に固着されている上部ノズルの配置されている
位置に正確に誘導して、燃料移送クレーンから昇降させ
るグリッパと上部ノズルとを確実に結合するための燃料
クレーン位置検出装置及びその検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉容器内の燃料集合体取替えおよび
燃料集合体上部の検査には、これ迄カメラを用いた方法
があり、それらは各部の検査箇所の近傍にカメラを設置
し検査を行い、もしくは、ズームカメラ等による離れた
箇所からの目視観察のみで検査している。即ち、図９に
示すように、原子炉格納容器１内の原子炉キャビティ２
内に設置され、ステンレスチューブ製の燃料棒５（図１
０参照）内に充填された核物質の核反応を起させ、高
温、高圧の発電等を行う蒸気を発生させる燃料集合体３
は、縦、横に、例えば、１７本×１７本の長さ約４ｍの
燃料棒５と核反応を制御するスパイダー等を配置したも
のからなり、このような燃料集合体３は、全体形状が箱
体をなすように縦横に並べられ、約１００体からなる燃
料集合体ユニット１０にされて、原子炉キャビティ２内
の底部に区画された原子炉容器４内に収容されて稼動さ
せるようにしている。

【０００３】このような燃料集合体３のうち、反応が終
了した燃料棒５又は微小な変形が生じた燃料棒５を含む
取り替える必要のある燃料集合体３、又は燃料棒５の反
応の違いにより燃料集合体３内での配置位置を変える必
要がある燃料集合体３は、原子炉容器４内の燃料集合体
ユニット１０から個別に取り出し、原子炉格納容器１外
の使用済燃料ピット６、キャスクピット７又は除染場８
に移した後、新燃料貯蔵庫９に保管されている新規の燃
料集合体３と取り換えられ、若しくは燃料棒５の配置換
えを行い、さらには変形のない燃料棒５を再装填した燃
料集合体３に変換されて、再び燃料集合ユニット１０の
規定場所に移すことが行われている。

【０００４】このために、原子炉格納容器１内の原子炉
キャビティ２の水面上方には走行レール１１が敷設され
ると共に、原子炉キャビティ内を縦、横に走行できる燃
料移送クレーン１２が設けられ、特に、原子炉格納容器
１内部の原子炉キャビティ２内では縦、横（Ｘ，Ｙ）に
走行できるようにし、燃料集合ユニット１０のうちの移
送を行う燃料集合体３を鉛直上方へ吊り上げ移送できる
ようにしている。また、原子炉格納容器１外のキャスク
ピット７の上方にも、走行レール１１′、燃料移送クレ
ーン１２′が設けられ、燃料移送管１３から燃料集合体
３を原子炉格納容器１から外部へ取り出し、又は搬入で
きるようにしている。なお、１４は燃料集合体３を燃料
移送管１３内を通過させる姿勢と燃料移送クレーン１
２′で昇降させる姿勢にするための燃料移送装置であ
る。

【０００５】また、図１０（ａ）に示すように、燃料移
送クレーン１２には、鋼製のマストチューブ１５が高さ
（Ｚ）方向に昇降可能に設けられており、このマストチ
ューブ１５の下端部には、吊具２８を介してグリッパー
チューブ１６が装着され、燃料集合体３を原子炉容器４
から抜き出し、又は挿入するために燃料集合体３の直上
から垂下されたグリッパーチューブ１６の下端に取り付
けられ、グリッパーチューブ１６の内部下端に設けられ
た円形の上部プレート２３の中央にあけられた穴を貫通
し、自在に燃料移送クレーン１２に設けた駆動装置によ
り上下動できるようにした、インナーチューブ２５の下
端に取り付けられたグリッパ１７をインナーチューブ２
５と共に下降させることにより、グリッパ１７の対角線
下端から垂下させたガイドピン１８を下降させるように
している。

【０００６】以下、本明細書ではグリッパ１７と上部プ
レート２３とを併せて上部構造体と呼称することとす
る。また、上部プレート２３を貫通し上下動するインナ
ーチューブ２５の下端部は、グリッパ１７上端に設けら
れた円形状の下部プレート２６の中央にあけられた穴を
貫通し、マストチューブ１５を押し下げることにより、
グリッパ１７全体と共にガイドピン１８も下降させるよ
うにしている。

【０００７】なお、同図において、２９はグリッパーチ
ューブ１６上昇時、燃料移送クレーン１２との衝突を防
止するためのリミットスイッチ、３０はグリッパ１７を
回動させるエアシリンダー２４に空気を供給するための
空気供給室、３１はガイドキーである。

【０００８】一方、前述したように４ｍ程度の長さのス
テンレス管からなり、内部に核反応物質を充填した燃料
棒５を縦横に１７本づつ配置した燃料集合体３の上方に
は、グリッド１９を介して鋼製の上部構造体を形成する
上部ノズル２０が設けられている。

【０００９】この上部ノズル２０は、図１１に示すよう
に正方形の枠体３９からなり、枠体３９の上端部四隅に
は、グリッパ１７と上部ノズル２０との結合時の間隔を
一定のものにするためにガイドピン大径部４０下端と上
端を係合させるようにした間隔保持部材３２が立設さ
れ、しかも、間隔保持部材３２のうち対角に配置された
間隔保持部材３２には、上述したように下降して来るガ
イドピン１８を挿入するための位置決め穴３３が穿設さ
れ、上記ガイドピン１８をこの位置決め穴２１に挿入
し、さらにグリッパ１７をマストチューブ１５で下降さ
せ、図１０（ｃ）で示す上部ノズル２０とグリッパ１７
の配置状態になったとき、エアシリンダー２４を回動さ
せることにより、フィンガー２２の支点間を連結してい
る連結部材２７が押し下げられ、下端が外側に開くこと
により、グリッパ１７と上部ノズル２０がフィンガー２
２に設けた爪２１により係合し、グリッパ１７と上部ノ
ズル２０とが連結される。

【００１０】また、ガイドピン１８の上方はスリーブ４
１内を上下動し、スリーブ４１内のガイドピン１８には
スプリングが巻回されており、このスプリングの押付け
力でガイドピン１８が下方へ押し付けられることによ
り、ガイドピン１８を下方へ押し付け図１０（ｃ）に示
す連結状態を保持するようにしている。また、図１０
（ｃ）に示す連結状態を解除するためには、ガイドピン
１８上方に巻回されているスプリングの押し付力に抗し
て、インナーチューブ２５を若干引き上げ、インナーチ
ューブ２５を回動させることにより、フィンガー２２の
爪２１が上部ノズル２０と係合する周方向からずれるこ
とにより、フィンガー２２下端の爪２１を上部ノズル２
０の係合部から引き離し、爪２１によるグリッパ１７と
上部ノズル２０との連結を解除した後、マストチューブ
１５を上昇させることにより、グリッパ１７と上部ノズ
ル２０との係合を解除することができる。

【００１１】さらに、図１１に示すように、上部ノズル
２０には、四隅に立設された間隔保持部材３２の隣接
部、即ち上部ノズル２０の枠体３９上方にはグリッド１
９の上端部を被覆する蓋３４を上方から押付け保持する
ため、直角三角形状にされ、頂部に押圧のための水平面
が形成され、高さ方向の部材が枠体３９中に挿入され、
燃料集合体３の上方に設けられる蓋３４を押圧するリー
フスプリング３５設けるようにしている。なお、図１１
において、図１１（ａ）は図１０（ｂ）の矢視Ｃ−Ｃで
示す平面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）は図
１０（ｂ）の矢視Ｂ−Ｂで示す底面図である。

【００１２】図１１（ａ）、図１１（ｃ）に示すように
リーフスプリング３５がその上方に配置される上部ノズ
ル２０の枠体３９の内部には燃料棒５を燃料集合体３の
所定位置に挿入するための燃料棒挿入孔３６が縦・横に
１７個（相当）、核反応速度を制御するためのスパイダ
ースを挿入制御するためのスパイダー孔３７が穿設され
た板が張設されており、その上方に蓋３４を設け、前述
したようにリーフスプリング３５で固定するようにして
いる。

【００１３】従来の燃料集合体３を把持して吊り上げ、
所定の位置に移送するために、燃料移送クレーン１２と
燃料集合体とを連結するグリッパ１７および上部ノズル
２０からなる上部構造体は、上述の様に構成されている
ために、グリッパ１７の下部プレート２６から垂下され
ているガイドピン１８が間隔保持部材３２に穿設されて
いる位置決め穴３３内に設計値で規定された長さ、具体
的には、ガイドピン１８のガイドピン大径部４０下端が
位置決め穴３３が開口にする間隔保持部材３２の上端に
接するまで挿入されている限り、燃料移送クレーン１２
上の操作員の操作により、マストチューブ１５を昇降さ
せることにより、燃料集合体３は鉛直方向に昇降し、昇
降を行う燃料集合体３の周辺に配置されている他の燃料
集合体３又は原子炉容器４等に衝突して破損させるよう
なこともなく、燃料集合体３の移送はスムーズに行うこ
とができる。

【００１４】しかしながら、上述した従来のグリッパ１
７のガイドピン１８を上部ノズル２０の位置決め穴３３
に挿入するようにした装置により燃料集合体３を取替る
ようにした燃料移送用クレーンの座標位置決めは、現状
では、監視用のカメラが監視している作業者又は双眼鏡
等で相互の位置を確認している外部の作業者からの指
示、及びオペレータの位置表示器の目視により、オペレ
ータが手動にて燃料移送クレーン１２を駆動して、燃料
クレーン１２の最終位置決めを行っていた。

【００１５】しかも、位置決めを間違い燃料集合体３の
昇降時又は移送時に、グリッパ１７と上部ノズル２０と
の係合が不十分で外れ若しくは昇降姿勢を崩すことは昇
降を行う燃料集合体３は、勿論のこと燃料集合ユニット
１０の他の燃料集合体３又は原子炉容器等の損傷に連が
り、しかも作業員が接近できない場所で起ることが多い
ために、このようなトラブル絶対にない様にする必要が
あり、燃料集合体３の移送に当っては経験豊富なクレー
ンオペレータを必要とし、しかも、作業員が近付くこと
ができない場所でガイドピン１８を設計値で規定された
長さだけ、位置決め穴３３内に挿入するための操作が必
要となり、燃料集合体３の移送には多大な時間を必要と
する不具合があった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の燃料クレーン
位置検出装置及びその方法は、上述した従来の装置若し
くは方法の不具合を解消するために、音波、超音波（Ｕ
Ｔ）、レーザ光等を使って２０ｍ以上の深さの水中にあ
る燃料移送クレーンから吊り降ろされるグリッパと燃料
集合体の上部の上部ノズルとの正確な相対位置を、燃料
移送クレーン上で検出し、この検出信号を確認しながら
燃料移送クレーンを操作してグリッパと上部ノズルとを
正確に連結できるようにした燃料クレーン位置検出装置
及びその方法を提供することを課題とする。

【００１７】また、本発明は、従来装置、若しくは方法
の不具合を解消するため、上方および側方から燃料集合
体の上部位置と燃料移送クレーンと連結位置に配置され
たグリッパと上部ノズルとからなる上部構造体を２台の
カメラで立体的に撮影し、この画像に基づき燃料移送ク
レーン位置を操作して、グリッパと上部ノズルとをより
精度良く、しかも、迅速に連結できるようにした燃料ク
レーン位置検出装置を提供することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このため、第１番めの本
発明の燃料クレーン位置検出装置は、次の手段とした。

【００１９】（１）水中に配置された燃料集合体を吊り
上げ上部空間を縦横に走行させ、所望の位置に燃料集合
体を移送する燃料移送クレーンに設置され、走行位置、
燃料集合体を吊り上げるマストチューブの高さ及び燃料
集合体の座標位置を表示し、オペレータの操作を助成す
る位置表示器と、位置表示器に表示された吊り上げ連結
する燃料集合体が設置されている座標位置へ燃料移送ク
レーンを走行させ、燃料移送クレーンからマストチュー
ブを昇降させる駆動装置と、マストチューブの下端に連
結され、燃料集合体の上端に連結された上部ノズルと連
結しマストチューブの下端に燃料集合体の上端に設けた
上部ノズルを連結するフィンガー及び上部ノズル上方に
開口させた位置決め穴に挿入させるガイドピンを垂下さ
せ設けたグリッパと、グリッパの下部プレート底面に設
置され、上部ノズルの上面に配置したリーフスプリング
の最高位置に設定された検出範囲に送波した振動波の受
波までの送波時間からグリッパと上部ノズルとの相対位
置を検出するセンサとからなり、センサからのセンサ信
号による送波時間が最小になるまで燃料移送クレーンを
微小走行させて、上部ノズルの鉛直上方に正確にグリッ
パが配置される位置決めをし、ガイドピンを位置決め穴
に挿入させて燃料移送クレーンと燃料集合体とを連結で
きる位置に配置できるものとした。

【００２０】なお、センサは超音波からなる振動波を送
波し、反射波を受波できるＵＴセンサを使用することが
好ましいが、音波はレーザ光等の光波、即ち水中走波時
に燃料集合体が配置されている水中において吸収されに
くい振動波を使用するようにしたものでも良い。また、
位置決め穴に挿入させるガイドピンには、ガイドピン底
部が位置決め穴底面に着底し、グリッパと上部ノズルと
が確実に係合したことを確認できる係合センサ等を設け
ることが好ましい。さらに、センサからのセンサ信号は
位置表示器に表示されるようにし、オペレータの位置表
示器の目視による燃料移送クレーンの微小走行を助成で
きるようにすることが好ましい。

【００２１】（ａ）これにより、移送を必要とする燃料
集合体と移送する燃料移送クレーンとを連結するため、
グリッパと上部ノズルとを連結する上部構造体の位置に
燃料移送クレーンを走行させ配置する操作が容易にな
り、燃料移送クレーンの操作に熟練オペレータを必要と
せず、確実に燃料移送クレーンを連結位置、換言すれ
ば、グリッパと上部ノズルとの位置合わせがスムーズに
できるようになり、燃料集合体と燃料移送クレームとを
確実に連結できると共に、位置合わせのための時間を大
幅に短縮することができ、これ迄目視により燃料移送ク
レーンの操作を行っているオペレータの負担を低減でき
る。

【００２２】さらには、位置合わせのためのグリッパと
上部ノズルとの位置合わせ位置に配置され、双眼鏡等に
より位置合わせ状況を監視し、オペレータにグリッパ、
上部ノズルの各位置状況等を連絡するための監視員の配
置が不要になる。また、燃料集合体と燃料移送クレーン
とが設計どおりに確実に連結できるので、燃料移送クレ
ーン等に片加重が発生することがなく、さらには、昇降
時および移送時にトラブルが発生することがなく、所望
する燃料集合体を吊り上げ規定された位置に安全且つ確
実に移送することができるようになる。また、グリッパ
と上部ノズルとの位置合わせが、グリッパの下部プレー
ト底面にセンサを配置して、その信号をオペレータに伝
達するだけで行われるため、簡素な構成のものにでき
る。

【００２３】また、第２番目の本発明の請求項１の燃料
クレーン位置検出装置を使用しグリッパと上部ノズルと
の位置合わせする方法は、次の手段を採用した。

【００２４】（２）センサをグリッパの下部プレート底
面に設置する工程と、駆動装置により位置表示器に表示
された吊り上げる燃料集合体の鉛直上方付近まで燃料移
送クレーンを走行させる工程と、駆動装置により燃料移
送クレーンからマストチューブを降下させ、グリッパが
上部ノズルと接触しない直上高さまで降下させる工程
と、グリッパの下部リングに底面に設けたセンサから、
リーフスプリングに振動波を照射し反射波を受波するま
での送波時間を検出する工程と、送波時間が最も短くな
るリーフスプリング最高位置に設定された水平面からな
る検出範囲に振動波が照射されるまで燃料移送クレーン
を微小走行を繰り返し、ガイドピンを位置決め穴の鉛直
上方位置に配置する工程と、位置決め穴の鉛直上方に配
置されたグリッパを更に降下させ、ガイドピンを上部ノ
ズル上面に開口する位置決め穴に挿入し、グリッパに設
けた爪を上部ノズルに係合させることにより燃料集合体
を燃料移送クレーンにより吊り上げ可能にする工程とか
らなるものにした。

【００２５】なお、グリッパを上部ノズルと接触しない
直上高さまで降下させる工程では、グリッパを上部ノズ
ルの上端、即ち検出範囲の高さよりも、さらに約５００
ｍｍ程度の上方にまで降下させることが好ましい。

【００２６】（ｂ）これにより、上述（ａ）と同様な作
用、効果を奏することができる。

【００２７】また、第３番目の燃料クレーン位置検出装
置は、次の手段とした。

【００２８】（３）水中に配置された燃料集合体を吊り
上げて上部空間を縦横に走行し、燃料集合体を所望の位
置に移送する燃料移送クレーンを吊り上げる燃料集合体
の鉛直上方に配置する燃料クレーン位置検出装置におい
て、燃料移送クレーンにより昇降させるマストチューブ
上端及び下端側部から、燃料移送クレーンと燃料集合体
とを結合する部分のグリッパ及び上部ノズルとからな
る、上部構造体の平面的な相対位置並びに側面視での相
対位置を撮影する２台のカメラ及び照明装置とからなる
検出装置と、カメラの画像から上部構造体の特徴部位を
抽出する画像処理装置と、抽出された特徴部位を処理し
て燃料移送クレーンと燃料集合体と位置ずれを算出する
信号処理装置と、位置ずれを修正した座標情報から燃料
移送クレーンを燃料集合体の鉛直上方に位置決めする制
御装置とからなるものとした。

【００２９】（ｃ）このように、燃料移送クレーンと燃
料集合体とを連結する上部構造体の位置ずれを検出装置
によりカメラ画像で検出し、検出された画像から画像処
理装置でグリッパ、上部ノズルからなる上部構造体の特
徴部位を抽出して、抽出された特徴部位を信号処理装置
で処理して上部構造体の相対的な位置ずれを算出し相対
的な位置ずれのない座標情報に修正して、この修正され
た座標情報が入力された制御装置で燃料移送クレーンを
操作することにより、上部構造体のグリッパ及び上部ノ
ズルは、平面的な相対位置並びに側面視での相対位置を
位置ずれのないいわゆる立体的にずれのない高精度の位
置に配置することができる。

【００３０】また、第４番目の燃料クレーン位置検出装
置は、（３）の手段に加え次の手段とした。

【００３１】（４）検出装置が照明装置としてレーザ光
を使用し、レーザ光を上部構造体の特徴部位に照射し特
徴部位の形状をプロファイル化でき、画像処理装置がプ
ロファイル化された若しくは未形状の特徴部位の画像処
理ができ、信号処理装置が上部構造体の傾き、位置若し
くは高さずれをリアルタイムで処理でき、制御装置が上
部構造体の傾き、位置若しくは高さずれをリアルタイム
で処理した座標情報により燃料移送クレーンを燃料集合
体の鉛直上方に位置決めするものとした。

【００３２】なお、特徴部位に照射するレーザ光は、レ
ンズにより集光されたレーザスリット光を使用すること
が好ましい。

【００３３】（ｄ）このように、（３）の手段に加え
（４）の手段にし検出装置の照明装置に直進性に優れる
レーザ光を使用し、上部構造体の特徴部位を検出するよ
うにしたので、特徴部位の形状を鮮明にしたプロファイ
ル化ができ、プロファイル化された若しくは未形状の特
徴部位の画像処理を画像処理装置で行なうことにより、
燃料構造体と昇降を行うマストチューブとを連結する上
部構造体の傾き、位置、高さずれを、信号処理装置でリ
アルタイムで処理でき、このリアルタイムで処理した座
標情報を使って制御装置により、燃料移送クレーンを操
作することにより、上部構造体のグリッパと上部ノズル
の位置決めをより精度の高いものにできる。

【００３４】また、第５番目の燃料クレーン位置検出装
置は、（３）の手段に加え次の手段とした。

【００３５】（５）画像処理装置が上部構造体の形状が
異なり、対称形の上部構造体では形状の中心、抽出され
た特徴部位の重心位置を検出する機能を有し、対称形で
はない上部構造体では構造パターンの画像を予め有し、
検出画像との比較処理する機能により特徴部位の位置画
像を処理できるとともに、特徴部位の損傷若しくは欠落
を特徴部位の重心位置、若しくは構造パターンの画像と
の比較から検出できるものとした。

【００３６】（ｅ）このように、（３）の手段に加え
（５）の手段にし、画像処理装置にライブラリ機能を持
たせるようにしたので、上部構造体の形状が変わって
も、対称形の上部構造体では形状の中心、抽出された特
徴部位の重心位置を検出でき、非対称形の上部構造体で
は予め準備している構造パターンと検出画像との比較処
理により、特徴部位の位置画像が処理でき、さらには、
特徴部位の損傷、欠落のあるものでも特徴部位の重心位
置、形状を検出することができるので、上部構造体のグ
リッパ及び上部ノズルの位置決めをより精度の高いもの
にできる。

【００３７】また、第６番目の燃料クレーン位置検出装
置は、（３）の手段に加え次の手段とした。

【００３８】（６）信号処理装置が上部構造体の位置情
報を処理しながら、検出装置のカメラの撮影制御及び照
明装置の光量制御機能を備えるとともに、燃料移送クレ
ーンを操作するオペレータへの自動監視制御と位置情報
を提供する機能を有しているものとした。

【００３９】（ｆ）このように、（３）の手段に加え
（６）の手段にしたことにより、撮影対象の上部構造体
全体がカメラ視野内に入らない場合でも、カメラ視野内
の部分画像から画像処理装置に設けられているソフトに
より、上部構造体の中心位置を推定して中心位置にカメ
ラを向けて撮影ができ、又は光量制御することにより、
明瞭にした上部構造体全体の形状をオペレータへの自動
監視制御と位置情報を提供することができ、上部構造体
のグリッパ及び上部ノズルの位置決めをより精度の高い
ものにできる。

【００４０】また、第７番目の燃料クレーン位置検出装
置は、（３）の手段に加え次の手段とした。

【００４１】（７）制御装置が複数体の燃料集合体の位
置情報を過去の履歴情報として記憶する機能を有すると
ともに、特定燃料集合体の新しい位置決め値と過去の位
置決め値との比較照合が可能にし、特定燃料集合体を移
送するとき位置情報をモニターすることにより、オペレ
ータへの助成である半自動制御と検出装置のカメラによ
る位置検出情報で行なう完全自動化制御とが行なえるも
のとした。

【００４２】（ｇ）このように、（３）の手段に加え
（７）の手段にしたことにより、燃料移送クレーンで吊
り上げられ移送される燃料集合体が、元の場所と極端に
異なる位置に再配置されることを防止することができ
る。これにより、各燃料集合体は原子炉容器内の環境が
略一定した場所に設置され、燃料集合体の核反応を略一
定したものにすることができ安定した運転ができるよう
になる。また、カメラにより検出された各燃料集合体の
位置情報から、各燃料集合体を最適位置に自動的設置す
る完全自動化が行なえるようになる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の燃料クレーン位置
検出装置及びその方法についての実施の形態を図面に基
づき説明する。なお、図において図９〜図１１で示した
部材と同一部材には同一符号を符して説明は省略する。
図１は本発明の燃料クレーム位置検出装置の実施の第１
形態を示す図である。

【００４４】図において、１７は前述したようにインナ
ーチューブ２５の下端に連結された上部構造体を構成す
るグリッパーで、上部プレート２３及び下部プレート２
６の外周に１８０°の間隔を設けて垂設されたガイドピ
ン１８の両側には、２本のガイドピン１８の各々が上部
ノズル２０の対角線上に形成された位置決め穴３３の鉛
直上方に対応する位置にあるとき、鉛直下方に照射され
る超音波ビームが、上部ノズル２０の枠体３９に設けた
リーフスプリング３５の水平面にされた頂端部に設定さ
れた検出範囲５１に照射されるようにした、リーフスプ
リング検出ＵＴセンサ（以下ＵＴセンサという）５０を
下部プレート２６の下面に設けるようにしている。

【００４５】このＵＴセンサ５０では照射された超音波
が照射された物体から反射された反射波の到達時間を計
測することにより、ＵＴセンサ５０位置、換言すればガ
イドピン１８とガイドピン１８を挿入する間隔保持部材
３２に穿設された位置決め穴３３の相対位置を検出する
ことができるようになる。即ち、ＵＴセンサ５０から下
方に照射された超音波が上部ノズル２０に照射されない
位置にグリッパ１７が配置されているときは問題外とし
て、超音波が上部ノズル２０に照射される場合でも、上
部ノズル２０の最も高い部分であるリーフスプリング３
５の頂端部の検出範囲５１に照射される場合、照射され
た超音波は、最も早くＵＴセンサ５０に受信されるの
で、グリッパ１７の対角にそれぞれ２個づつ配置された
４個のＵＴセンサ５０から照射から受波までの時間が最
も短くなる位置にＵＴセンサ５０が配置されたことを確
認することによって、ガイドピン１８が位置決め穴３３
の鉛直上方に配置されていることを確認することができ
る。

【００４６】このために、燃料移送クレーン１２には、
従来と同様に、燃料移送クレーン１２の走行位置、マス
トチューブ１５降下位置であるグリッパー１７の現在位
置、および原子炉容器４内に格納された個別の燃料集合
体３の位置を表示する位置表示器であるＸ−Ｙ−Ｚ位置
表示器が設けられるとともに、この表示器にはＵＴセン
サ５０から照射された超音波５３が反射されて、受波信
号を検出する信号検出器が設けられている。

【００４７】このような、ＵＴセンサ５０を装着した燃
料クレーン位置検出装置を使って、燃料移送クレーン１
２を昇降を行う燃料集合体の３の直上に移動させる場合
には、表示器に示されている昇降させる燃料集合体３の
位置と燃料移送クレーン１２の走行位置を照合させなが
ら燃料移送クレーン１２の走行させ燃料集合体３の鉛直
上方まで移動させた後、燃料クレーン１２のオペレータ
がマストチューブ１５を上部ノズル２０の頂端である検
出範囲５１の上方約５００ｍｍの高さ迄グリッパー１７
を降下させる。

【００４８】次いで、ＵＴセンサ５０を使ってリーフス
プリング３５の位置を探し出す。即ち、ＵＴセンサ５０
から照射される超音波が反射されて、燃料移送クレーン
１２上に設けた（Ｘ−Ｙ−Ｚ）位置表示器に何等かの反
射波が表示されるまで燃料移送クレーム１２を縦、横に
移動させる。

【００４９】この場合オペレータは、信号検出器５２に
ＵＴセンサ５０から照射された超音波５３の上部ノズル
２０からの反射信号の有無を確認しながら燃料移送クレ
ーンを縦、横に移動させると共に、上部ノズル２０から
の反射信号が得られる位置に燃料移送クレーン１２が配
置されたら、さらに信号検出器５２で得られる、ＵＴセ
ンサ５０から照射される時間ｔ₁と反射波を受波する時
間ｔ₂との差が最小になるまで燃料移送クレーン１２を
微小移動させ、ｔ₂−ｔ₁が最小値になる位置、換言す
れば上部ノズル２０の対角に設けた位置決め穴３３の鉛
直上方にガイドピン１８が配置される位置に燃料移送ク
レーン１２を停止させる。

【００５０】次いで、グリッパ１７を降下させることに
より、ガイドピン１８を位置決め穴３３に挿入し、ガイ
ドピン１８の下端が位置決め穴３３の底面に着底する
迄、さらにグリッパ１７を降下させることにより、フィ
ンガ２２下端の爪２１が拡開し上部ノズル２０の枠体に
設けた係合孔に係合することによりグリッパ１７と燃料
集合体３とは連結され、オペレータがマストチューブ１
５を上昇させることにより所望する燃料集合体３を上昇
させることができる。

【００５１】なお、燃料集合ユニット１０内を含む所望
する場所に移送された燃料集合体３（上部ノズル２０）
とグリッパ１７との係合解除は、従来の技術で述べた従
来の方法と同様にして行われるので説明は省略する。

【００５２】次に、図２は本発明の燃料クレーン位置検
出装置の実施の第２形態を示す全体図である。図に示す
ように、本実施の形態においては燃料移送クレーン１１
から垂下され昇降するマストチューブ１５の側方にはマ
ストチューブ１５の軸心と軸心を平行に配置され、マス
トチューブ１５と同時に昇降するようにしたカメラ用柱
６０が燃料移送クレーンから垂下されている。

【００５３】また、マストチューブ１５の頂部には第１
のカメラ６１が設置されると共に、マストチューブ１５
の下端に図６（ｂ）で示すよう連結されたグリッパ１７
の側方のカメラ用柱６０に第２のカメラ６２が設置され
ている。

【００５４】本実施の形態の第１のカメラ６１、第２の
カメラ６２は、従来の技術で述べた目視観察を行うため
のカメラと異り、図３で示すブロック図の構成にされ燃
料移送クレーン１２に設けられている。すなわち、原子
炉容器４の燃料集合体３の取替えおよび燃料棒集合体３
上部の検査、燃料移送クレーン１２の制御位置等を行う
ために、第１のカメラ６１、第２のカメラ６２を設ける
と共に、燃料移送クレーン１２の下部に設けた照明用光
源６４により、燃料構造体３上部の構造特徴部位の画像
を採取する検出装置６３とを設けるようにしている。

【００５５】また、検出装置６３には、画像を採取する
ために、採取を行う構造特徴部位にカメラ６１，６２を
向けるためのカメラ制御装置６５を設けるようにしてい
る。また、検出装置６３で採取された構造特徴部位の画
像情報６６は、検出装置６３から画像処理装置６７に送
られ、検出装置６３から入力されて画像メモリ６８に記
憶されている、構造特徴部位の画像情報から特徴部位の
重心、中心位置、座標の算出又は欠落画像の修復および
推定が行われる。

【００５６】このように、画像処理装置６７で画像処理
された画像処理情報６９は、特徴部位の位置をリアルタ
イムで処理する信号処理装置７０に送られ、特徴部位の
構造体からの絶対ズレ量が算出された座標情報７１にさ
れて制御装置７２に送られ燃料移送クレーン１２のＸ，
Ｙ（縦，横）方向の移動をパイロットによる手動又は自
動により行うようにしている。

【００５７】また、前述した燃料構造体３上部の構造特
徴部位の画像を採取する検出装置６３は、分離式とし、
視野障害の無い位置に第２のカメラ６２を設置し、図４
に示すように燃料移送クレーン１２下部に設けたレーザ
スリット等のレーザ光を燃料集合体３上部の上部ノズル
２０等の構造物の特徴部位に照射し特徴部位の形状をプ
ロファイル化する検出装置とした。

【００５８】即ち、図４（ａ）に示すように、レーザ光
をシリンドリカルレンズ７４（かまぼこ型）の平面に照
射することにより生成されるレーザスリット光７５にし
て、図４（ｂ）に示すように、リーフスプリング３５等
の上部ノズル２０に照射し、図４（ｃ）に示すように上
部ノズル２０に照射されているレーザスリット光７５を
第２のカメラ６２により撮影することにより、図４
（ｄ）に示すような特徴部位の形状を抽出して、上部ノ
ズル２０がマストチューブ１５の下端に連結されている
グリッパ１７に対して、どのような姿勢になっているか
を検出することができる。

【００５９】即ち、図４（ｅ）に示すように、検出装置
６３から入力された画像情報６６をプロファイル若しく
は未形状の特徴部位のプロファイルされた画像に処理す
る画像処理装置６７を設け、燃料集合体３上部の上部ノ
ズル２０の傾きや位置ずれ、高さずれおよび図３におい
て説明したように欠落画像の修復、推定等をリアルタイ
ムで処理する。画像処理装置６７からの傾き、位置ず
れ、高さずれ情報と共に、修復画像処理情報６９が入力
された信号処理装置７０は、その入力信号から信号と位
置情報７６とを制御装置７２に送ることにより、グリッ
パー１７のガイドピン１８が上部ノズル２０の位置決め
穴３３上方に位置するように配置することができる。

【００６０】また、前述した燃料構造体３の特徴部位の
画像から特徴部位のみを抽出するようにした画像処理装
置６７は、図５に示すように、燃料構造体３又は上部ノ
ズル２０等の機器の構造体の形状が異なっても対称形を
持つ形状の中心及び特徴部位の重心位置を検出するため
画像処理ができる機能を付与し、対称面でない構造体で
は構造パターンの画像を予め持たせたライブラリ形状を
有するものとしておき、カメラ６１，６２で撮影された
生画像７７と固形登録メモリ７８に登録されているライ
ブラリ形状との比較する機能によって、特徴部位の位置
画像を処理する機能を有するものとした。

【００６１】さらに、本実施の形態の画像処理装置６７
では、前述した画像処理装置６７と同様に特徴部位の損
傷や欠落等を、図形登録メモリ７８に登録されたライブ
ラリ形状比較処理して修復できるものとした。すなわ
ち、画像処理装置６７では図形登録メモリ７８に、図５
（ｃ）で示すような機器の正確な形状であるライブラリ
図形を記憶させておき、カメラ６１，６２で撮影され、
欠落部８０が生じている生画像７７をライブラリ図形７
９と比較することにより図５（ｄ）で示すような修復画
像処理情報６９にして信号処理装置７０に出力する。

【００６２】また、燃料集合体３の上部の構造体の特徴
部位に対する画像から特徴抽出した特徴部位の位置をリ
アルタイムで処理する信号処理装置７０は、図６に示す
ように構造体の位置情報を処理しながら、第１および第
２のカメラ６１，６２の撮像制御および照明用光源６４
の光量制御を行う機能を設け、オペレータの自動監視制
御と位置情報の提供を行う機能を有し、座標情報７１を
制御装置７２に出力する。

【００６３】即ち、図７（ａ）に示すように、第１又は
第２のカメラ６１，６２の撮影視野でありシリンダチュ
ーブ８１に撮影対象の構造体の一部分しか入らなかった
場合、画像処理装置の中に組込まれているソフトの三点
抽出法若しくは円近似法により、写し出される部分図８
２から内挿により円の中心を推定して、カメラの撮影方
向を制御することにより、図７（ｂ）に示すようにカメ
ラの視野の中心に撮影を行う構造体の中心が来るように
カメラの撮像制御を行う。同様に撮影される構造体の映
像の明暗に応じて照明用光源６４の光量制御を行って、
構造体の中心の位置情報７６を制御装置７２に出力す
る。

【００６４】また、燃料集合体３の上部の構造体の特徴
部位に対する画像から特徴抽出した特徴部位の位置情報
７６は、信号処理装置７０から燃料移送クレーン１２の
位置決めする制御装置７２に入力され、位置情報７６に
基づき燃料移送クレーン１２は制御される。

【００６５】この制御装置７２は、複数体の燃料集合体
３の情報を過去の履歴情報として記憶する機能を有して
おり、特定燃料集合体３への位置決め値と過去の位置決
め値との比較照合を可能にし、その操作は、位置情報の
モニターにより捜査員への助成制御、即ち、今回配置し
ようとする燃料集合体３の座標情報７１と前回座標情報
７１とを、オペレータに伝達する半自動化制御とカメラ
により検出された位置情報７６から燃料移送クレーン１
２を操作して、燃料集合体３を最適装置への移送を行う
完全自動化制御の機能を有する。

【００６６】制御装置７２から燃料移送クレーン１２に
対しての移動情報（Ｘ，Ｙ座標値等）を出力する際、過
去の情報（例えば前回定検時の燃料集合体３の座標（ｘ
₁，ｙ₁））が今回燃料集合体３を移送しようとする座
標（ｘ₁′，ｙ₁′）とを比較照合し、例えば、Δｘ＝
ｘ₁′−ｘ₁、Δｙ＝ｙ₁′−ｙ₁におけるΔｘ，Δｙ
が設計的に定められているＫｘ，Ｋｙよりも大きい値と
なった場合等にはオペレータに異常情報を出力し、オペ
レータによる燃料移送クレーン１２の操作を支援するよ
うにしている。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料クレ
ーン位置検出装置は、燃料集合体を所望位置に移送する
燃料移送クレーンに設置され、走行位置、マストチュー
ブの高さ及び燃料集合体の座標位置を表示する位置表示
器、燃料集合体の所望の座標位置へ燃料移送クレーンで
移送し、マストチューブを昇降させる駆動装置、燃料集
合体の上端に連結された上部ノズルと連結するフィンガ
ー及び上部ノズル上方の位置決め穴に挿入させるガイド
ピンを設けたグリッパ、グリッパ下部プレート底面に設
置され、上部ノズルの上面のリーフスプリングの最高位
置部の検出範囲への送波時間からグリッパと上部ノズル
との相対位置を検出するセンサからなり、送波時間が最
小になるまで燃料移送クレーンを微小走行させて、上部
ノズルの鉛直上方にグリッパが配置、位置決めし、ガイ
ドピンを位置決め穴に挿入させ燃料移送クレーンと燃料
集合体とを連結するものとした。

【００６８】これにより、燃料集合体と燃料移送クレー
ンとを連結するグリッパと上部ノズルとの連結位置に燃
料移送クレーンを配置する操作が容易になり、燃料移送
クレーンの操作に熟練オペレータを必要とせず確実に燃
料移送クレーンを連結位置合わせができ、燃料集合体と
燃料移送クレーンとは確実に連結され、位置合わせの時
間を大幅に短縮でき、然もオペレータの負担を低減でき
る。また、双眼鏡等により位置合わせ状況を監視し、オ
ペレータにグリッパ、上部ノズルの各配置状況等を連絡
する監視員の配置が不要になり、燃料集合体と燃料移送
クレーンとが確実に連結でき燃料移送クレーン等に片加
重の発生がなく、燃料集合体を規定された位置に安全且
つ確実に移送できる。また、グリッパと上部ノズルとの
位置合わせが、グリッパの下部プレート底面にセンサを
配置するだけでできるため、簡素な構成にできる。

【００６９】また、本発明の上述した燃料クレーン位置
検出装置を使用しグリッパと上部ノズルとの位置合わせ
する方法は、センサをグリッパの下部プレート底面に設
置する工程と、駆動装置により吊り上げる燃料集合体の
鉛直上方に燃料移送クレーンを走行させる工程、駆動装
置でマストチューブを降下させ、グリッパを上部ノズル
と非接触高さまで降下させる工程、センサからリーフス
プリングの最高位置の検出範囲に振動波を照射し反射波
を受波し走波時間を検出する工程、走波時間が最も短く
なる位置に燃料移送クレーンを微小走行させガイドピン
を位置決め穴の鉛直上方に配置する工程、位置決め穴の
鉛直上方のグリッパを更に降下させ、ガイドピンを位置
決め穴に挿入しグリッパに設けた爪を上部ノズルに係合
させ燃料集合体を燃料移送クレーンにより吊り上げ可能
にする工程とからなる。

【００７０】これにより、上述と同様な作用、効果を奏
することができる。

【００７１】また、本発明の燃料クレーン位置検出装置
は、燃料移送クレーンと燃料集合体とを結合する部分の
グリッパ及び上部ノズルとからなる上部構造体の平面上
の相対位置、側面上の相対位置を撮影する２台のカメラ
及び照明装置とからなる検出装置、カメラ画像から上部
構造体の特徴部位を抽出する画像処理装置、抽出された
特徴部位を処理し燃料移送クレーンと燃料集合体と位置
ずれを算出する信号処理装置、位置ずれを修正した座標
情報から燃料移送クレーンを燃料集合体の上方に位置決
めする制御装置とからなる。

【００７２】このように、燃料移送クレーンと燃料集合
体とを連結する上部構造体の位置ずれを画像で検出し、
この画像から画像処理装置で上部構造体の特徴部位を抽
出し、抽出した特徴部位を信号処理装置で処理し上部構
造体の相対的位置ずれを算出し相対的位置ずれのない座
標情報に修正し、修正座標情報により制御装置で燃料移
送クレーンの操作により、上部構造体のグリッパ及び上
部ノズルは、平面、側面の相対位置を位置ずれのない高
精度位置に配置できる。

【００７３】また、本発明の燃料クレーン位置検出装置
は、照明装置にレーザ光を使用し、レーザ光を上部構造
体の特徴部位に照射し特徴部位形状をプロファイル化
し、画像処理装置がプロファイル化され、又は未形状の
特徴部位の画像処理ができ、信号処理装置で上部構造体
の傾き、位置、高さずれをリアルタイムで処理でき、制
御装置でリアルタイム処理した座標情報により燃料移送
クレーンを燃料集合体の鉛直上方に位置決めするものと
した。

【００７４】このように、照明装置に直進性に優れるレ
ーザ光を使用し、上部構造体の特徴部位を検出するの
で、特徴部位の形状を鮮明にしたプロファイル化がで
き、プロファイル化、又は未形状の特徴部位の画像処理
を画像処理装置で行ない、上部構造体の傾き、位置、高
さずれを信号処理装置でリアルタイムで処理でき、この
リアルタイム処理した座標情報を使って制御装置によ
り、燃料移送クレーンを操作し上部構造体のグリッパ及
び上部ノズルの位置決めをより精度の高いものにでき
る。

【００７５】また、本発明の燃料クレーン位置検出装置
は、画像処理装置が上部構造体の形状が異なり、対称形
上部構造体では形状の中心、抽出した特徴部位の重心位
置を検出する機能を有し、非対称形上部構造体では構造
パターンの画像を予め有し、検出画像との比較処理して
特徴部位の位置画像を処理するとともに、特徴部位の損
傷、欠落を修復して特徴部位の重心位置、構造パターン
の画像との比較から検出できるものとした。

【００７６】このように、画像処理装置にライブラリ機
能を持たせたので、上部構造体の形状が変わっても、対
称形上部構造体では形状の中心、抽出特徴部位の重心位
置を検出でき、非対称形上部構造体では準備した構造パ
ターンと検出画像との比較処理により、特徴部位の位置
画像が処理でき、特徴部位の損傷、欠落のあっても特徴
部位の重心位置、形状を検出できるので、グリッパ及び
上部ノズルの位置決めをより精度の高いものにできる。

【００７７】また、本発明の燃料クレーン位置検出装置
は、信号処理装置が上部構造体の位置情報を処理しなが
ら、検出装置のカメラの撮影制御及び照明装置の光量制
御機能を備え、燃料移送クレーンを操作するオペレータ
への自動監視制御と位置情報を提供できるものとした。

【００７８】このように、上部構造体全体がカメラ視野
内に入らない場合でも、カメラ視野内の部分画像から画
像処理装置のソフトにより、上部構造体の中心位置を推
定し中心位置に向けて撮影ができ、又は光量制御により
明瞭にした上部構造体全体の形状をオペレータの自動監
視制御と位置情報確認を提供でき、グリッパ及び上部ノ
ズルの位置決めをより精度の高いものにできる。

【００７９】また、本発明の燃料クレーン位置検出装置
は、制御装置が複数体の燃料集合体の位置情報を過去の
履歴情報として記憶できるとともに、特定燃料集合体の
新しい位置決め値と過去の位置決め値との比較照合を可
能にし、特定燃料集合体を移送するとき位置情報のモニ
ターにより、オペレータへの助成である半自動制御と検
出装置のカメラによる位置検出情報による完全自動化制
御とが行なえるものとした。

【００８０】このように、移送される燃料集合体が元の
場所と極端に異なる位置に再配置されることを防止で
き、各燃料集合体は環境が略一定した場所に設置され、
反応を略一定したものにできる。また、カメラにより検
出された各燃料集合体の位置情報から、各燃料集合体を
最適位置に設置できる完全自動化が行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料クレーン位置検出装置の実施の第
１形態を示すグリッパと上部ノズルとから上部構造体の
全体を示す斜視図、

【図２】図１に示す上部ノズルを示す図で、図２（ａ）
は部分平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢視Ａ−Ａに
おける側面図、

【図３】本発明の燃料クレーンの位置検出装置の実施の
第２形態を示す一部横断面で示す斜視図、

【図４】図３に示す燃料クレーン位置検出装置を制御す
る全体制御ブロック図、

【図５】図４に示す燃料クレーン位置検出装置において
レーザスリット光を使用して上部ノズル位置を検出する
図で、図５（ａ）はレーザ光からレーザスリット光を発
生させている斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）で発生さ
れたレーザスリット光を使って上部ノズルの位置を検出
している全体図、図５（ｃ）はレーザスリット光の照射
図、図５（ｄ）は図５（ｃ）のレーザスリット光と第２
のカメラで撮影した画像を示す図、図５（ｅ）はレーザ
スリット光を使用して上部ノズル位置を制御するための
ブロック図、

【図６】図４に示す画像処理装置でライブラリ図形の登
録を行う図形登録メモリを採用して画像処理を行ってい
る図で、図６（ａ）は画像処理ブロック図、図６（ｂ）
はカメラで撮影された生画像を示す図、図６（ｃ）は図
６（ａ）の図形登録メモリに記憶させているライブラリ
図形を示す図、図６（ｄ）は図６（ａ）の画像処理で修
復された修復画像情報を示す図、

【図７】カメラの視野内の部分図から図４の画像処理装
置に設けられているソフトにより部分図の中心位置を検
出し、全体図の作成を示す図で、図７（ａ）は被写体の
部分図、図７（ｂ）はソフトにより修正した全体図、

【図８】図４に示す制御装置から移動情報を出すときは
過去情報を照合して移送元が大幅に異なっているときに
異常情報を出すための支援システム装置を示す図、

【図９】本発明の燃料クレーン位置検出装置を使用する
原子炉容器内およびその周辺を示す断面図、

【図１０】燃料集合体の取替状況を示す図で、図１０
（ａ）は全体構成の部分図、図１０（ｂ）はグリッパを
上部ノズル直上まで降下させたときの側面図、図１０
（ｃ）はグリッパと上部ノズル連結状態を示す側面図、

【図１１】図１０に示す上部ノズルを示す図で、図１１
（ａ）は全体平面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１
（ｃ）は底面図である。

【符号の説明】

１原子炉格納容器２原子炉キャビティ３燃料集合体４原子炉容器５燃料棒６使用済燃料ピット７キャスクピット８除梁場ピット９新燃料貯蔵庫１０燃料集合ユニット１１走行レール１２燃料移送クレーン１３燃料移送管１４燃料移送装置１５マストチューブ１６グリッパーチューブ１７グリッパ１８ガイドピン１９グリッド２０上部ノズル２１爪２２フィンガー２３上部プレート２４エアシリンダー２５インナーチューブ２６下部プレート２７連結部材２８吊り上げ金具２９リミットスイッチ３０空気供給室３１ガイドキー３２間隔保持部材３３位置決め穴３４蓋３５リーフスプリング３６燃料棒挿入孔３７スパイダー挿入孔３８ガイドピン小径部３９枠体４０ガイドピン大径部４１スリーブ５０ＵＴセンサ５１検出範囲５２信号検出器５３超音波６０カメラ用柱６１第１のカメラ６２第２のカメラ６３検出装置６４照明用光源６５カメラ制御装置６６画像情報６７画像処理装置６８画像メモリ６９修復画像処理情報７０信号処理装置７１座標情報７２制御装置７３レーザ光７４シリンドリカルレンズ７６位置情報７７生画像７７’画像処理７８図形登録メモリ７９ライブラリ図形

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂口稔神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者前田達志神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者曽田大輔神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者谷田部弘兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番19号高菱エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 3F204 AA01 BA05 CA07 DA07 GA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水中に配置された燃料集合体を吊り上げ
上部空間を縦横に走行し、所望の位置に移送する燃料移
送クレーンを、吊り上げる前記燃料集合体の鉛直上方に
配置するための燃料クレーン位置検出装置において、前
記燃料移送クレーンに設置され、走行位置、前記燃料集
合体を吊り上げるマストチューブの高さ及び前記燃料集
合体の座標位置を表示する位置表示器と、前記位置表示
器に表示された前記座標位置へ前記燃料移送クレーンを
走行させ、前記マストチューブを昇降させる駆動装置
と、前記マストチューブの下端に連結され、前記燃料集
合体の上端に連結された上部ノズルと連結するフィンガ
ーを設けたグリッパと、前記グリッパに設置され、前記
上部ノズルの上面に配置したリーフスプリングの最高位
置に設定された検出範囲に送波した振動波の受波時間か
ら前記グリッパと前記上部ノズルとの相対位置を検出す
るセンサとからなり、センサ信号により前記燃料移送ク
レーンを微小走行させて位置決めし、前記グリッパから
垂下したガイドピンを前記上部ノズル上方に開口する位
置決め穴に挿入させ連結できる位置に配置するようにし
たことを特徴とする燃料クレーン位置検出装置。
【請求項２】請求項１の燃料クレーン位置検出装置を
使用し前記グリッパと前記上部ノズルとの連結位置へ位
置合わせする方法において、前記センサを前記グリッパ
の下部プレート底面に設置する工程と、前記駆動装置を
使用して前記位置表示器に表示された吊り上げを行う前
記燃料集合体の鉛直上方付近まで前記燃料移送クレーン
を走行させる工程と、前記燃料移送クレーンから前記グ
リッパを前記上部ノズルと接触しない直上高さまで降下
させる工程と、前記センサから前記リーフスプリングに
振動波を照射し反射波を受波するまでの送波時間を検出
する工程と、前記送波時間が最も短くなるリーフスプリ
ングの検出範囲に振動波が照射される位置まで前記燃料
移送クレーンを微小走行させ、前記ガイドピンを前記位
置決め穴の鉛直上方に配置する工程と、前記グリッパを
降下させ前記ガイドピンを前記位置決め穴に挿入する工
程とからなることを特徴とする燃料クレーン位置検出方
法。
【請求項３】水中に配置された燃料集合体を吊り上げ
て上部空間を縦横に走行し、燃料集合体を所望の位置に
移送する燃料移送クレーンを、吊り上げる前記燃料集合
体の鉛直上方に配置するための燃料クレーン位置検出装
置において、前記燃料移送クレーンにより昇降するマス
トチューブ上端及び下端側部から前記燃料移送クレーン
と燃料集合体とを結合する上部構造体を撮影する２台の
カメラ及び照明装置とからなる検出装置と、前記カメラ
の画像から前記上部構造体の特徴部位を抽出する画像処
理装置と、抽出された特徴部位を処理して前記燃料移送
クレーンと前記燃料集合体と位置ずれを算出する信号処
理装置と、前記位置ずれを修正した座標情報から前記燃
料移送クレーンを走行させ前記燃料集合体の鉛直上方に
位置決めする制御装置とからなることを特徴とする燃料
クレーン位置検出装置。
【請求項４】前記検出装置が前記照明装置としてレー
ザ光を使用し、前記レーザ光を前記上部構造体の特徴部
位に照射し特徴部位の形状をプロファイル化でき、前記
画像処理装置がプロファイル化された若しくは未形状の
特徴部位の画像処理ができ、前記信号処理装置が前記上
部構造体の傾き、位置若しくは高さずれをリアルタイム
で算出でき、前記制御装置が前記上部構造体の傾き、位
置若しくは高さずれをリアルタイムで算出された座標情
報により前記燃料移送クレーンを前記燃料集合体の鉛直
上方に位置決めするものであることを特徴とする請求項
３の燃料クレーン位置検出装置。
【請求項５】前記画像処理装置が前記上部構造体の形
状が異なり、対称形の前記上部構造体では形状の中心、
抽出された特徴部位の重心位置を検出する機能を有し、
対称形ではない前記上部構造体では構造パターンの画像
を予め有しておて、検出画像との比較処理することによ
り特徴部位の位置画像を処理できるとともに、特徴部位
の損傷若しくは欠落を特徴部位の重心位置若しくは構造
パターンの画像との比較から修復された特徴部位を検出
できるものであることを特徴とする請求項３の燃料クレ
ーン位置検出装置。
【請求項６】前記信号処理装置が前記上部構造体の位
置情報を処理しながら前記検出装置のカメラの撮影制御
及び照明装置の光量制御機能を備えるとともに、前記燃
料移送クレーンを操作するオペレータへの自動監視制御
と燃料集合体の位置情報を提供する機能を有しているこ
とを特徴とする請求項３の燃料クレーン位置検出装置。
【請求項７】前記制御装置が複数体の前記燃料集合体
の位置情報を過去の履歴情報として記憶する機能を有
し、特定燃料集合体の新しい位置決め値と過去の位置決
め値との比較照合が可能であり、特定燃料集合体を移送
するとき位置情報をモニターすることにより、前記オペ
レータへの助成である半自動制御と前記検出装置のカメ
ラによる位置検出情報で行なう完全自動化制御とが行な
える機能を有することを特徴とする請求項３の燃料クレ
ーン位置検出装置。