JP2009014474A - 原子力発電施設サービス設備 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触式の位置検知手段を用い、移動型装置の２次元または３次元位置検知を高精度に行うことができる原子力発電施設サービス設備を提供する。
【解決手段】原子力発電施設サービス設備は、移動型装置である移動台車２、走行台車４および燃料交換機８から構成される。この移動型装置には、非接触式の位置検知手段が備えられ、この位置検知手段はレーザ光を発振および受信するレーザ式距離計測装置と、レーザ式距離計測装置より発振されたレーザ光を反射させるための距離計測用基準板と、レーザ式距離計測装置により受信された位置信号から前記移動型装置の２次元または３次元位置検知を行う位置演算手段とからなるレーザ位置検知手段である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、原子炉燃料や制御棒駆動機構を所要の範囲内で移動したり、交換する移動型装置を備えた原子力発電施設サービス設備に係り、特に移動型装置に非接触式の２次元または３次元位置検知手段を備えた原子力発電施設サービス設備に関する。

原子力発電施設には、定期検査の作業効率向上、作業期間の短縮および作業者の被曝量低減などを目的として、燃料交換機、制御棒駆動機構交換機の移動型装置からなる原子力発電施設サービス設備が用いられる。

燃料交換機を備えた原子力発電施設サービス設備は、使用済み原子炉燃料を新原子炉燃料に交換したり、原子炉燃料の収納位置をシフトさせる機能を有し、例えば１００万ＫＷ級の原子力発電施設であれば、原子炉に装荷される約８００体の原子炉燃料のうち、毎定期点検ごとに１／４〜１／３炉心分の原子炉燃料の交換が行われる。

制御棒駆動機構交換機を備えた原子力発電施設サービス設備は、原子炉の大きさに応じて、原子炉下部に設置される約１００〜２００台の制御棒駆動機構の交換を行う機能を有する。

これらの原子力発電施設サービス設備は、手動または自動で操作されるが、これらの適切な動作には原子力発電施設サービス設備に備えられる移動型装置が用いられる。この移動型装置の位置情報は、所要の範囲内において移動を行い種々の作業を行う上で極めて重要である。

従来の位置検知手段を備えた原子力発電施設サービス設備に、特許文献１に開示された燃料交換機がある。この燃料交換機を構成するブリッジ（移動台車）１００ａに設けられ位置検知手段について図１２を参照して説明する。

図１２は、従来の位置検知手段を備えた原子力発電施設サービス設備の概略的な構成を示した平面図である。門型ブリッジ状のブリッジ（移動台車）１００ａが移動する走行レール１０１ａの側方には、ラックギアレール１０２ａが配置される。ブリッジ１００ａにはこのラックギアレール１０２ａと歯合するドライブピニオン１０３ａが取り付けられ、ラックギアレール１０２ａ上でのドライブピニオン１０３ａの回転量を検出する。検出された回転量は、シンクロ発信器１０４ａが電気信号に変換し、さらにこの電気信号を信号変換器によってデジタル信号に変換し計算機（図示せず）を用いて処理することにより、現在位置を得ることができる。

また、これとは別に、走行レール１０１ａ近傍の所定の位置に設置される位置指示手段１０５ａがさらに設けられ、この位置指示手段１０５ａによりブリッジ１００ａの正確な現在位置を得ることができる。この位置指示手段１０５ａにより得られる正確な現在位置と、上述した計算機を用いて処理することにより得られる現在位置とを比較して誤差を算出し、精度よくブリッジ１００ａなどの位置検知を行うものであった。

なお、ブリッジ（走行台車）１００ａ上を走行するトロリ（走行台車）１００ｂにもブリッジ１００ａと同様の構成を持った位置検知手段が設けられる。
特開平７−６３８８５号公報

特許文献１に示した位置検知手段を用いて燃料交換機などの位置検知を行った場合には、以下のような問題点があった。

ブリッジ１００ａなどの位置検知を行うためシンクロ発信器１０４ａが得る電気信号は、ラックギアレール１０２ａ上を回転するドライブピニオン１０３ａから検出される回転量に基づくものであるため、この回転量にはラックギアレール１０２ａのバックラッシュなどに起因した機械的誤差が生じる恐れがあった。

また、特許文献１に示した燃料交換機は、位置指示手段１０５ａを設け正確な現在位置との誤差を考慮することで精度よく位置検知を行うものであり、誤差が発生することが前提に考えられているものであった。さらに、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の自動化を行う程度の精度を得ることは困難であると考えられる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、レーザ光、超音波、およびカメラなどを用いた非接触式の位置検知手段を用いて原子力発電施設サービス設備における移動型装置の２次元または３次元位置検知を行うことにより、高精度な位置情報を得ることのできる原子力発電施設サービス設備を提供することを目的とする。

さらに本発明は、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の２次元または３次元位置検知を高精度に行うことにより、移動型装置の自動制御を行うことのできる原子力発電施設サービス設備を提供することを目的とする。

本発明に係る原子力発電施設サービス設備は、上述した課題を解決するために、所要の範囲内において移動を行う移動型装置と、前記移動型装置の２次元または３次元位置検知を行う非接触式の位置検知手段とを備え、前記位置検知手段より出力される位置情報に応じて前記移動型装置を遠隔操作可能に構成されたことを特徴とする。

また、本発明に係る原子力発電施設サービス設備は、上述した課題を解決するために、前記移動型装置は、原子炉容器の上方を跨ぐように移動自在に設けられたブリッジ状の移動台車と、この移動台車上で、この移動台車の移動方向に直交する方向に走行可能な走行台車と、この走行台車に備えられ、昇降方向に伸縮自在なテレスコピック状の燃料交換機とを有し、前記移動台車、走行台車および燃料交換機の少なくとも一つに２次元または３次元位置検知を行う前記非接触式の位置検知手段が備えられたことを特徴とする。

さらに、本発明に係る原子力発電施設サービス設備は、上述した課題を解決するために、前記移動型装置は、原子炉容器の下方で移動自在に設けられた移動台車と、この移動台車上で走行可能な走行台車と、この走行台車に備えられ、制御棒駆動機構の脱着機構を備えた制御棒駆動機構交換機とを有し、前記移動台車、走行台車および制御棒駆動機構交換機の少なくとも一つに２次元または３次元位置検知を行う前記非接触式の位置検知手段が備えられたことを特徴とする。

本発明に係る原子力発電施設サービス設備によれば、非接触式の位置検知手段を用いることにより、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の２次元または３次元位置検知を高精度に行うことができる。

本発明に係る原子力発電施設サービス設備の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図３は、本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第１実施形態を、燃料交換機８を備えた原子力発電施設サービス設備に適用した場合の構成例を示す図である。

図１は本実施形態における原子力発電施設サービス設備の設備構成を示す平面図である。図２は、図１に示した原子力発電施設サービス設備のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図１に示した原子力発電施設サービス設備のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

本実施形態における原子力発電施設サービス設備は、図１に示すように、原子炉燃料１３の原子炉１２および使用済み燃料プール１０間での移送や、原子炉１２内における原子炉外周側から内側への移送などを行うように構成される。

原子力発電施設サービス設備は、原子炉容器（原子炉圧力容器）の上方を跨ぐように、原子炉建屋５１の最上階である燃料交換オペレーションフロア１１に設けられた一対のガイドレール１上を駆動モータ（図示せず）により２次元の平面上を移動する門型ブリッジ状の移動台車２と、この移動台車２上に設けられた走行レール３をガイドレール１と直交する方向に２次元の平面上を走行する走行台車４から構成される。

また、図２および図３に示すように、走行台車４側面には燃料交換機８が設けられる。この燃料交換機８には、昇降方向に伸縮自在なテレスコピック状の伸縮マスト５が設けられ、この伸縮マスト５の先端に原子炉燃料１３を取り扱う燃料掴み具６が設けられる。燃料掴み具６は、原子炉１２内に装荷された原子炉燃料１３を着脱可能に取り扱うように構成される。

これらの移動台車２、走行台車４および燃料交換機８は、移動型装置を構成している。

また、これらの移動型装置を制御する制御盤、および位置検知手段より出力された信号の処理などを行う計算機７は、別に設けられた遠隔操作室に据え付けられ、これらの移動型装置は遠隔操作にて運転される。

移動台車２、走行台車４および燃料交換機８には、これらの移動型装置の２次元または３次元位置検知を行うため、非接触式の位置検知手段であるレーザ光を用いたレーザ位置検知手段がそれぞれ設けられる。

レーザ位置検知手段は、レーザ光１５を発振するレーザ発振手段および反射されたレーザ光１５を受信するレーザ受信手段としてのレーザ式距離計測装置１６と、レーザ式距離計測装置１６から発振されたレーザ光１５を反射するレーザ反射手段としての距離計測用基準板１７とから構成される。

各移動型装置に設けられた位置検知手段について説明する。

図２に示すように、移動台車２には、例えば移動台車２の移動方向に対し前後に位置する箇所に、レーザ式距離計測装置１６が設けられ、このレーザ式距離計測装置１６はガイドレール１と平行方向にレーザ光１５を照射するようになっている。また、ガイドレール１の両端に、レーザ式距離計測装置１６より発振されたレーザ光１５を反射する反射ミラーを構成する距離計測用基準板１７が設けられ、移動台車２の位置検知を行う。

また、図３に示すように、走行台車４には移動台車２と同様に、例えば走行台車４の移動方向に対し前後に位置する箇所に、レーザ式距離計測装置１６が設けられ、このレーザ式距離計測装置１６は走行レール３と平行方向にレーザ光１５を照射するようになっている。また、走行レール３の両端には、レーザ光１５を反射する反射ミラーを構成する距離計測用基準板１７が設けられ、走行台車４の位置検知を行う。

さらに、燃料交換機８の伸縮マスト５に対し例えば基部（上端部）に、伸縮マスト５の先端部（下端部）に向けてレーザ光１５を照射するようにレーザ式距離計測装置１６が設けられる。また、伸縮マスト５の先端部には距離計測用基準板１７が設けられ、伸縮マスト５の先端部に取り付けられた燃料掴み具６の位置検知を行う。

また、レーザ式距離計測装置１６により受信されたレーザ光１５の受信信号より、移動型装置の平面位置などの２次元位置や、昇降位置を含む３次元位置の位置検知を行う位置演算手段としての計算機７がレーザ式距離計測装置１６に接続される。

図４を用いて、原子力発電施設サービス設備における移動型装置に設けられた位置検知手段について説明する。図４は、移動台車２などの移動型装置に設けられたレーザ式距離計測装置１６と計算機７との接続構成の一例を示した機能ブロック図である。

レーザ式距離計測装置１６は、移動型装置の位置検知を行うため、レーザ光１５を発振する。レーザ光１５は距離計測用基準板１７において反射され、レーザ式距離計測装置１６内の受信部２０が受信する。

レーザ式距離計測装置１６内の信号変換部２１は、受信部２０で受信されたレーザ光１５を計算機７に送信可能な位置信号に変換し、計算機７内の位置演算部２２に転送する。

位置演算部２２は、レーザ式距離計測装置１６より受信した位置信号に対し、外乱の補正などの処理を行い、移動型装置の位置情報を求める。位置情報は、レーザ光１５の発振時とこの受信信号の受信時との時間間隔であるレーザ光の往復時間に基づき求められる。

求められた移動型装置の位置情報は、例えば計算機７に接続された出力部２３に出力される。燃料交換機８などの移動型装置は、得られた位置情報に基づき遠隔操作室にて遠隔操作される。

本実施形態において、原子力発電施設サービス設備における移動型装置に設けられた非接触式の位置検知手段として、レーザ光を利用したレーザ位置検知手段を用いたが、超音波を利用した超音波位置検知手段を用いてもよい。超音波位置検知手段を用いる場合には、各移動型装置に超音波発生手段および超音波受信手段としての超音波式距離計測装置、および超音波反射手段としての距離計測用基準板が設けられる。また、位置演算手段としての位置演算部が計算機に設けられることにより、高精度に移動型装置の位置検知を行うことができる。

さらに、従来の原子力発電施設サービス設備の位置検知手段である、シンクロ発信器などを用いた位置検知手段と、本発明に係るレーザ光位置検知手段または超音波位置検知手段を同時に用いてもよい。これにより、それぞれの位置検知手段により得られた位置情報を比較することで相互に誤差の補正を行うことができ、位置検知の精度を向上させることができる。

このような原子力発電施設サービス設備によれば、非接触式の位置検知手段であるレーザ位置検知手段を用いることにより、従来の位置検知手段の問題点であった機械的誤差の発生の恐れがなく、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の高精度な位置検知を行うことができる。

さらに遠隔にて操作できるため作業員の被曝量の低減を図ることができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第２実施形態を、制御棒駆動機構
交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備に適用した場合の設備構成を示す側面方向の断面図である。

図５に示すように、制御棒駆動機構交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備は、原子炉１２の下方に設けられ、交換が必要な約１００〜２００台の制御棒駆動機構３０の原子炉１２からの取り外しまたは取り付けを行うように構成される。

制御棒駆動機構３０は、原子炉１２内部に向けて制御棒駆動機構取付ハウジング３１に挿入され、取付ボルト３２により原子炉容器側に固定される。

制御棒駆動機構交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備は、原子炉基礎台２９に円形であるガイドレール３３が設置され、このガイドレール３３上をドライブモータ３４の駆動により、移動台車を構成するプラットフォーム３５が２次元の平面上を旋回自在に設けられる。

プラットフォーム３５は、直径５〜９ｍのターンテーブル状の円形で構成され、このプラットフォーム３５上に設けられた走行レール３６上を走行台車３７が２次元平面上を移動するようになっている。

また、走行台車３７には、図示しない水平支軸まわりに略水平位置と垂直位置との間で旋回自在に支持された回転フレーム３８を備えており、この回転フレーム３８に昇降台車３９がスライド自在に設けられる。さらに、昇降台車３９には、ボルト脱着機４１が設置される。レンチ４０を備えたボルト脱着機４１は、原子炉１２下部に固定された制御棒駆動機構取付ハウジング３１に取付ボルト３２を介して、制御棒駆動機構３０を原子炉容器側に脱着自在に取り付けるようになっている。

これら回転フレーム３８、昇降台車３９およびボルト脱着機４１により、制御棒駆動機構３０の脱着機構を備えた制御棒駆動機構交換機２８を構成する。また、プラットフォーム（移動台車）３５、走行台車３７および制御棒駆動機構交換機２８により、制御棒駆動機構３０を取り扱う移動型装置を構成している。

これらの移動型装置を制御する制御盤、および位置検知手段より出力された位置信号の処理などを行う計算機７は別に設けられた遠隔操作室に据え付けられ、これらの移動型装置は遠隔操作にて運転される。

走行台車３７および昇降台車３９には、これらの移動型装置の位置検知を行うため、レーザ光を用いた位置検知手段が設けられる。このレーザ位置検知手段に設けられるレーザ式距離計測装置１６および距離計測用基準板１７は、第１実施形態において燃料交換機８などの移動型装置に用いたレーザ位置検知手段と同様であるため、対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図５に示すように、プラットフォーム３５上の２次元平面上を走行移動する走行台車３７には、レーザ式距離計測装置１６が設けられ、このレーザ式距離計測装置１６は走行レール３６と平行方向にレーザ光１５を照射するようになっている。また、走行レール３６の両端に、レーザ式距離計測装置１６より発振されたレーザ光１５を反射する反射ミラーを構成する距離計測用基準板１７が設けられる。

さらに、走行台車３７に取り付けられた回転フレーム３８の例えば端部にはレーザ式距離計測装置１６が設けられ、回転フレーム３８の他端部に向けてレーザ光１５を照射するようになっている。また、回転フレーム３８にスライド自在に設けられた昇降台車３９には距離計測用基準板１７が設けられ、レーザ式距離計測装置１６より発振されたレーザ光１５を反射する反射ミラーを構成する。

なお、プラットフォーム３５に設けられる位置検知手段については、例えば従来の特許文献１に係る原子力発電施設サービス設備に設けられた位置検知手段、または第３実施形態で説明するカメラ５０によるカメラ位置検知手段を用いる。

また、制御棒駆動機構交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備は、第１実施形態で説明した図４の機能ブロック図に示すような、移動型装置に設けられたレーザ式距離計測装置１６と計算機７との接続構成を有している。制御棒駆動機構交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備における走行台車３７などの移動型装置の２次元または３次元位置検知は、第１実施形態における移動台車２などの２次元または３次元位置検知と同様の手段が用いられるため、説明は省略する。

なお、原子力発電施設サービス設備における移動型装置に設けられた非接触式の位置検知手段として、レーザ光を利用したレーザ位置検知手段を用いたが、第１実施形態と同様、超音波を利用した超音波位置検知手段を用いてもよい。

また、図５ではプラットフォーム（移動台車）３５は円形のガイドレール３３上を旋回自在に構成されるとしたが、平行なガイドレール３３を設け、２次元の平面上を走行自在に設けてもよい。プラットフォーム３５が走行自在に構成された場合には、走行台車３７と同様のレーザ式距離計測装置１６および距離計測用基準板１７からなるレーザ位置検知手段を用いることにより、高精度にプラットフォーム３５の位置検知を行うことができる。

さらに、従来の原子力発電施設サービス設備の位置検知手段である、シンクロ発信器などを用いた位置検知手段と、本発明に係るレーザ位置検知手段または超音波位置検知手段を同時に用いてもよい。これにより、それぞれの位置検知手段により得られた位置情報を比較することで相互に誤差の補正を行うことができ、位置検知の精度を向上させることができる。

このような原子力発電施設サービス設備によれば、非接触式の位置検知手段であるレーザ位置検知手段を用いることにより、従来の位置検知手段の問題点であった機械的誤差の発生の恐れがなく、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の高精度な位置検知を行うことができる。

さらに遠隔にて操作できるため作業員の被曝量の低減を図ることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の位置検知手段として、カメラを用いたカメラ位置検知手段により移動型装置の２次元または３次元位置検知を行う。

図６および図７は、本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第３実施形態を、燃料交換機８を備えた原子力発電施設サービス設備に適用した構成例を示す図である。図６は、本実施形態における原子力発電施設サービス設備の設備構成を示す断面図である。図７は、図６に示した原子力発電施設サービス設備のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

第３実施形態を適用した原子力発電施設サービス設備は、第１実施形態を適用した原子力発電施設サービス設備と同様の構成であるため、第１実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図６および図７における原子力発電施設サービス設備には、カメラ位置検知手段として、複数箇所にカメラ５０が設置される。カメラ５０は、移動型装置である移動台車２、走行台車４、燃料交換機８から構成される移動型装置の動作を監視できる複数箇所に設置され、これらの移動型装置の撮影を行う。

カメラ５０は、例えば原子炉建屋５１の壁、天井に設置されることにより、移動型装置である移動台車２、走行台車４および燃料交換機８の動作を撮影する。撮影により得られたこれら移動型装置の画像データは、画像データ処理手段としての計算機７により位置情報を求めるための画像データ処理が行われることにより、これら移動型装置の位置検知を行うことができる。

図８は、カメラ位置検知手段としてのカメラ５０と計算機７との接続構成を説明する機能ブロック図である。

カメラ５０で撮影された画像データは、計算機７内に設けられた画像データ処理部５２に転送される。

画像データ処理部５２は、計算機７における走行台車３７などの移動型装置の位置情報を求めるため、送信された画像データに対し演算処理を行う。走行台車３７などの移動型装置の位置情報を求めるための演算処理の具体的な方法としては、画像データ内の移動型装置の画素数と、データベース５３に格納された移動型装置に関する既知データとを比較することにより位置検知を行う方法や、複数のカメラ５０を用いカメラ間の距離およびカメラ５０と移動型装置との視差角を用いて移動型装置の位置を求める方法などがある。

これらカメラ位置検知手段により得られた移動型装置の位置情報は、例えば計算機７に設けられた出力部２３などに出力され、得られた位置情報に基づき遠隔操作室にて遠隔操作される。

また、従来では移動型装置の位置検知には誤差の発生などから位置情報の高精度化が図られていなかった。このため、原子力発電施設サービス設備の自動制御については、例えば予め移動型装置の移動範囲内に基準点を設け、この基準点からの自動制御を行う方法などが用いられていた。しかし、本実施形態におけるカメラ位置検知手段を用いることにより高精度な位置検知を行うことができるため、任意の位置からの移動型装置の自動制御を行うことも可能である。

このような原子力発電施設サービス設備によれば、非接触式の位置検知手段であるカメラ位置検知手段を用いることにより、従来の位置検知手段の問題点であった機械的誤差の発生の恐れがなく、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の高精度な位置検知を行うことができる。

さらに、高い場所など目視で作業が行えない箇所についても、カメラ５０から得られる画像データを活用することにより、モニタを通じて確認する間接目視により正確に遠隔作業を行うことができる。さらに遠隔にて操作できるため作業員の被曝量の低減を図ることができる。

［第４実施形態］
第４実施形態では、第３実施形態と同様、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の位置検知手段として、カメラを用いたカメラ位置検知手段により移動型装置の２次元または３次元位置検知を行う。

図９は、本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第４実施形態を、制御棒駆動機構交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備に適用した場合の設備構成を示す断面図である。

第４実施形態を適用した原子力発電施設サービス設備は、第２実施形態を適用した原子力発電施設サービス設備と同様の構成であるため、第２実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、原子力発電施設サービス設備に設けられるカメラ位置検知手段は、第３実施形態を適用した原子力発電施設サービス設備に設けたカメラ位置検知手段と同様であるため、対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図９に示すように、例えば原子炉建屋５１の壁や走行台車３７、昇降台車３９に設置されたカメラ５０により、プラットフォーム３５、走行台車３７などの移動型装置の動作を撮影する。撮影により得られた画像データは、画像データ処理手段である計算機７により処理されることにより、移動台車２などの移動型装置の位置検知を行うことができる。

また、制御棒駆動機構交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備は、第３実施形態を適用した原子力発電施設サービス設備と同様に、図８の機能ブロック図に示すようなカメラ５０と計算機７との接続構成を有している。

第４実施形態におけるプラットフォーム３５などの移動型装置の位置検知は、第３実施形態における燃料交換機８における移動台車２などの位置検知と同様に行われるため、説明は省略する。

このような原子力発電施設サービス設備によれば、非接触式の位置検知手段であるカメラ位置検知手段を用いることにより、従来の位置検知手段の問題点であった機械的誤差の発生の恐れがなく、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の高精度な位置検知を行うことができる。

さらに、高い場所など目視で作業が行えない箇所についても、カメラ５０から得られる画像データを活用することにより、モニタを通じて確認する間接目視により正確に遠隔作業を行うことができる。さらに遠隔にて操作できるため作業員の被曝量の低減を図ることができる。

［第５実施形態］
第５実施形態は、レーザ位置検知手段とカメラ位置検知手段とを位置検知手段として制御棒駆動機構交換機を備えた原子力発電施設サービス設備に適用した場合について説明する。

原子力発電施設サービス設備は取扱う対象物の特性上、極めて正確な作業が求められる。特に、制御棒駆動機構３０を制御棒駆動機構取付ハウジング３１に取り付けるために用いられる、取付ボルト３２の脱着が自在なレンチ４０を備えたボルト脱着機４１の操作を自動制御化するには、正確な位置情報が必要であった。このため、従来の位置検知手段を用いた位置検知では精度不足から自動制御化は困難であり、ボルト脱着機４１の操作は手動にて行われていた。

第５実施形態では、レーザ位置検知手段とカメラ位置検知手段を同時に用いることにより、位置検知のさらなる精度向上を図ることができ、従来実現が困難であったボルト脱着機４１などの極めて正確な作業が求められる移動型装置の自動制御化を実現することができる。

図１０は制御棒駆動機構交換機２８を備えた原子力発電施設サービス設備に、レーザ位置検知手段とカメラ位置検知手段とを適用した場合の設備構成を示す側面方向の断面図である。

レーザ位置検知手段およびカメラ位置検知手段は、第１〜第４実施形態で説明したレーザ位置検知手段およびカメラ位置検知手段と同様であるため、対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１１は、第５実施形態を適用した原子力発電施設サービス設備における位置検知手段および計算機７の接続構成を表した機能ブロック図である。

原子力発電施設サービス設備における移動型装置に設けられたレーザ式距離計測装置１６は、レーザ光１５を発振する。発振されたレーザ光１５は、距離計測用基準板１７において反射され、レーザ式距離計測装置１６内の受信部２０が受信する。

レーザ式距離計測装置１６内の信号変換部２１は、受信部２０で受信されたレーザ光１５を計算機７に送信可能な位置信号に変換し、計算機７内の位置演算部２２に転送する。

位置演算部２２は、レーザ式距離計測装置１６より受信した位置信号に対し、外乱の補正などの処理を行い、移動型装置の位置情報を求める。位置情報は、レーザ光１５の発振時とこの受信信号の受信時との時間間隔であるレーザ光の往復時間に基づき求められる。

一方、カメラ５０で撮影されたボルト脱着機４１などの画像データは、計算機７に設けられた画像データ処理部５２に転送される。画像データ処理部５２は、データベース５３に格納されたデータを元に、ボルト脱着機４１などの移動型装置の位置情報を求めるため、送信された画像データに対し演算処理を行う。

このようにして得られたボルト脱着機４１などの移動型装置の高精度な位置情報に基づき、移動型装置の自動制御手段としての自動制御部５５は、原子力発電施設サービス設備における移動型装置の制御を行う制御盤５６に制御信号を送信することで、この移動型装置の制御を行う。これにより、従来では困難であったボルト脱着機４１などの自動制御が可能となる。

本実施形態ではレーザ位置検知手段とカメラ位置検知手段とを位置検知手段として同時に用いたが、超音波位置検知手段とカメラ位置検知手段を位置検知手段として同時に用いてもよい。

また本実施形態ではボルト脱着機４１の自動制御化について説明したが、燃料交換機８などの原子力発電施設サービス設備に設けられた他の移動型装置に適用することもできる。

このような原子力発電施設サービス設備によれば、移動型装置の２次元または３次元位置検知を高精度に行うことができ、従来手動で行っていた作業を自動制御化することが可能である。これにより作業性を向上させることができ、作業期間の短縮に貢献することができる。さらに遠隔にて操作できるため作業員の被曝量の低減を図ることができる。

本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第１実施形態を示した平面図。 図１に示した原子力発電施設サービス設備のＡ−Ａ線に沿う断面図。 図１に示した原子力発電施設サービス設備のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 第１実施形態におけるレーザ式距離計測装置と計算機との接続構成を示した機能ブロック図。 本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第２実施形態を示した断面図。 本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第３実施形態を示した断面図。 図６に示した原子力発電施設サービス設備のＣ−Ｃ線に沿う断面図。 第３実施形態におけるカメラと計算機との接続構成を示した機能ブロック図。 本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第４実施形態を示した断面図。 本発明に係る原子力発電施設サービス設備の第５実施形態を示した断面図。 第５実施形態における位置検知手段と計算機との接続構成を表した機能ブロック図。 従来の位置検知手段を備えた原子力発電施設サービス設備の概略的な構成を示した平面図。

符号の説明

２ 移動台車
４ 走行台車
５ 伸縮マスト
６ 燃料掴み具
７ 計算機
８ 燃料交換機
１０ 使用済み燃料プール
１２ 原子炉
１３ 原子炉燃料
１５ レーザ光
１６ レーザ式距離計測装置
１７ 距離計測用基準板
２０ 受信部
２１ 信号変換部
２２ 位置演算部
２８ 制御棒駆動機構交換機
２９ 原子炉基礎台
３０ 制御棒駆動機構
３１ 制御棒駆動機構取付ハウジング
３２ 取付ボルト
３３ ガイドレール
３５ プラットフォーム（移動台車）
３６ 走行レール
３７ 走行台車
３８ 回転フレーム
３９ 昇降台車
４０ レンチ
４１ ボルト脱着機
５０ カメラ
５２ 画像データ処理部
５３ データベース
５５ 自動制御部

Claims (5)

1. 所要の範囲内において移動を行う移動型装置と、
   前記移動型装置の２次元または３次元位置検知を行う非接触式の位置検知手段とを備え、
   前記位置検知手段より出力される位置情報に応じて前記移動型装置を遠隔操作可能に構成されたことを特徴とする原子力発電施設サービス設備。
2. 前記移動型装置は、
   原子炉容器の上方を跨ぐように移動自在に設けられたブリッジ状の移動台車と、
   この移動台車上で、この移動台車の移動方向に直交する方向に走行可能な走行台車と、
   この走行台車に備えられ、昇降方向に伸縮自在なテレスコピック状の燃料交換機とを有し、
   前記移動台車、走行台車および燃料交換機の少なくとも一つに２次元または３次元位置検知を行う前記非接触式の位置検知手段が備えられたことを特徴とする請求項１記載の原子力発電施設サービス設備。
3. 前記燃料交換機は、昇降方向に伸縮自在なテレスコピック状の伸縮マストと、
   この伸縮マストの先端に設けられた燃料掴み具とが備えられたことを特徴とする請求項２記載の原子力発電施設サービス設備。
4. 前記移動型装置は、
   原子炉容器の下方で移動自在に設けられた移動台車と、
   この移動台車上で走行可能な走行台車と、
   この走行台車に備えられ、制御棒駆動機構の脱着機構を備えた制御棒駆動機構交換機とを有し、
   前記移動台車、走行台車および制御棒駆動機構交換機の少なくとも一つに２次元または３次元位置検知を行う前記非接触式の位置検知手段が備えられたことを特徴とする請求項１記載の原子力発電施設サービス設備。
5. 前記制御棒駆動機構交換機は、前記走行台車の水平支軸まわりに垂直位置と水平位置との間で旋回可能に設けられた回転フレームと、
   前記回転フレームにスライド自在に取り付けられた昇降台車とが備えられ、
   さらに前記昇降台車には前記制御棒駆動機構を前記原子炉容器側に固定する取付ボルトの脱着が自在なボルト脱着機が備えられたことを特徴とする請求項４記載の原子力発電施設サービス設備。

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