本発明は、燃料交換方法及び燃料交換装置に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な、燃料集合体を移送する燃料交換方法及び燃料交換装置に関する。
The present invention relates to a fuel exchange method and a fuel exchange device, and more particularly, to a fuel exchange method and a fuel exchange device for transferring a fuel assembly, which are suitable for application to a boiling water reactor.
沸騰水型原子力プラントに用いられる燃料交換装置は、原子炉建屋内の運転床上に設置される。この燃料交換装置は、原子炉の運転停止時の定期検査期間において、原子炉圧力容器内の炉心と、原子炉圧力容器の上方に位置する原子炉ウエルに隣接した燃料貯蔵プールとの間で、炉心から取り出された使用済燃料集合体及び燃料貯蔵プール内の新燃料集合体の移送を行う。炉心から取り出された使用済燃料集合体は、原子炉ウエルを経て燃料貯蔵プールまで移送される。新燃料集合体は、燃料貯蔵プールから原子炉ウエルを経て原子炉圧力容器内に移送され、炉心内に装荷される。さらに、燃料交換装置は、炉心内に装荷されている燃料集合体の配置換えも行う。これらの燃料集合体の移送作業において、燃料貯蔵プール及び原子炉ウエルを跨いで配置された燃料交換装置は、運転床上に設置されたレールに沿って燃料貯蔵プール及び原子炉ウエルのそれぞれの上方を移動する。
The fuel changer used in the boiling water nuclear power plant is installed on the operation floor in the reactor building. This refueling device is used between a reactor core in a reactor pressure vessel and a fuel storage pool adjacent to a reactor well located above the reactor pressure vessel during a periodic inspection period when the reactor is shut down. The spent fuel assembly taken out from the core and the new fuel assembly in the fuel storage pool are transferred. The spent fuel assembly taken out from the core is transferred to the fuel storage pool through the reactor well. The new fuel assembly is transferred from the fuel storage pool through the reactor well into the reactor pressure vessel and loaded into the reactor core. Furthermore, the fuel changer also performs rearrangement of the fuel assemblies loaded in the core. In the transfer operation of these fuel assemblies, the fuel changer arranged across the fuel storage pool and the reactor well is moved above the fuel storage pool and the reactor well along the rail installed on the operation floor. Moving.
燃料交換装置の一例が、特開昭５８−２２５３９３号公報に記載されている。燃料交換装置は、原子炉ウエルを跨いで配置されて運転床上を移動する走行台車、走行台車上に設置されて走行台車の長手方向に移動する横行台車、横行台車に取り付けられて下方に向かって伸びる燃料つかみ装置を有する。燃料つかみ装置は、テレスコピック式に設けられて伸縮自在に組み合せられた外径が異なる複数の円筒部材を有するマストを備え、最も下方に位置する円筒部材の下端部に燃料つかみ具を設けている。燃料つかみ具は、燃料集合体のハンドルを着脱自在にクランプするように構成されている。燃料つかみ具は、最も下方に位置する円筒部材と合わせて横行台車に設置されたホイストに巻き付けられたワイヤロープを介して昇降自在に懸垂支持されている。
An example of a fuel changer is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-225393. The refueling device is arranged across the reactor well and moves on the operation floor, the traversing cart installed on the traveling cart and moving in the longitudinal direction of the traveling cart, and attached to the traversing cart and moving downward Has an extended fuel gripper. The fuel gripping device includes a mast having a plurality of cylindrical members with different outer diameters that are telescopically combined and extendably and contractably, and a fuel gripper is provided at the lower end of the cylindrical member positioned at the lowest position. The fuel gripper is configured to detachably clamp the handle of the fuel assembly. The fuel gripper is suspended and supported so as to be movable up and down through a wire rope wound around a hoist installed in a traversing carriage together with a cylindrical member located at the lowermost position.
燃料交換装置による燃料集合体の移送において重要なことは、燃料交換作業において、新燃料集合体を燃料貯蔵プール内から炉心に移送するとき及び炉心内に装荷されている燃料集合体の配置換えを行うときに、移送後の燃料集合体が燃料支持金具に正常に着座していることを確認することである。燃料支持金具は、炉心の下端に位置して炉心に装荷されている燃料集合体の下端部を支持する部材である。
The important thing in the transfer of the fuel assembly by the refueling device is that in the fuel replacement operation, when the new fuel assembly is transferred from the fuel storage pool to the core, the relocation of the fuel assembly loaded in the core is required. When performing, it is to confirm that the fuel assembly after transfer is normally seated on the fuel support fitting. The fuel support fitting is a member that supports the lower end portion of the fuel assembly that is located at the lower end of the core and is loaded on the core.
燃料集合体の正常な着座を確認する燃料着座監視装置が、特開平１１−２３７８０号公報に記載されている。この燃料着座監視装置は、ホイストのドラムの回転数に基づいて燃料集合体の深度を検出する位置検出器、燃料集合体の着床時を検出する着床時検出器、マストの伸縮状態を検出する伸縮状態検出器と、及び上記の各検出器による各検出結果に基づいてホイストを制御する制御装置とを備えている。この制御装置は、位置検出器及び着床時検出器の各検出信号に基づいて求められた燃料集合体着床時の深度データを、伸縮状態検出器によって検出された伸縮状態に基づいて補正し、補正された燃料集合体着床時の深度データの平均値を燃料集合体の着床ごとに逐次算出し、算出された燃料集合体着床時の深度データの平均値に基づいて燃料集合体の燃料支持金具への着座を監視している。
Japanese Patent Laid-Open No. 11-23780 discloses a fuel seating monitoring device for confirming normal seating of a fuel assembly. This fuel seating monitoring device is a position detector that detects the depth of the fuel assembly based on the rotation speed of the hoist drum, a landing detector that detects when the fuel assembly is landing, and detects the expansion and contraction state of the mast. And a control device for controlling the hoist based on each detection result by each detector. This control device corrects the depth data at the time of landing of the fuel assembly obtained based on the detection signals of the position detector and the landing detector based on the expansion / contraction state detected by the expansion / contraction state detector. Then, the corrected average value of the depth data at the time of landing of the fuel assembly is sequentially calculated for each landing of the fuel assembly, and the fuel assembly is calculated based on the calculated average value of the depth data at the time of landing of the fuel assembly. Is seated on the fuel support bracket.
高速増殖炉の燃料交換装置に超音波送受信器を設置した例が、特公昭６０−３２１５５号公報に記載されている。この燃料交換装置では、高速増殖炉の炉心内の使用済燃料集合体を取り出すときに、燃料交換装置のグリッパが炉心内の使用済燃料集合体のハンドリングヘッドに完全に嵌め合されたかを確認する必要がある。この確認のために超音波送受信器が燃料交換装置に設けられている。グリッパが使用済燃料集合体のハンドリングヘッドに完全に嵌め合されたとき、超音波送受信器がハンドリングヘッドの上端部内面に対向する。超音波送受信器から送信された超音波が、ハンドリングヘッドの上端部内面で反射して超音波送受信器に受信される。この超音波の反射波の受信によって、グリッパがハンドリングヘッドに完全に嵌め合されたことが確認される。
Japanese Patent Publication No. 60-32155 discloses an example in which an ultrasonic transmitter / receiver is installed in a fuel changer of a fast breeder reactor. In this fuel changer, when the spent fuel assembly in the core of the fast breeder reactor is taken out, it is confirmed whether the gripper of the fuel changer is completely fitted to the handling head of the spent fuel assembly in the core. There is a need. For this confirmation, an ultrasonic transceiver is provided in the fuel changer. When the gripper is completely fitted to the handling head of the spent fuel assembly, the ultrasonic transceiver faces the inner surface of the upper end of the handling head. The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transceiver is reflected by the inner surface of the upper end of the handling head and received by the ultrasonic transceiver. The reception of this reflected ultrasonic wave confirms that the gripper has been completely fitted to the handling head.
特開昭５８−２２５３９３号公報JP 58-225393 A
特開平１１−２３７８０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-23780
特公昭６０−３２１５５号公報Japanese Patent Publication No. 60-32155
発明者らは、後で詳細に述べるように、燃料集合体の移送時で燃料支持金具に着座させるために燃料集合体を燃料つかみ装置により燃料集合体を吊り下ろしているとき、燃料集合体の上端部に取り付けられてその上端部の側面に位置しているチャンネルファスナが、炉心上端部に配置された上部格子板に接触する可能性があることを見出した。このような事象が生じたとき、燃料集合体の下端部が燃料支持金具に正常に着座していないにもかかわらず、上記した燃料着座監視装置は燃料集合体が正常に着座したと判定する。これは、その事象が生じた場合には、燃料集合体の正常な着座状態と比較し、上下方向での燃料集合体の位置の相違が大きくならない。この位置の相違の度合いは、炉心内の使用済燃料集合体の変形量と同程度あるため、従来の燃料着座監視装置では着座位置に対する設定誤差範囲内に収まる可能性がある。上記の事象が生じたときには、燃料集合体の正常な着座として判定される可能性がある。
As will be described later in detail, when the fuel assembly is suspended by the fuel gripping device so that the fuel assembly is seated on the fuel support bracket during the transportation of the fuel assembly, It has been found that a channel fastener attached to the upper end portion and located on the side surface of the upper end portion may come into contact with an upper lattice plate disposed at the upper end portion of the core. When such an event occurs, the fuel seating monitoring device described above determines that the fuel assembly is normally seated even though the lower end of the fuel assembly is not normally seated on the fuel support fitting. When this event occurs, the difference in the position of the fuel assembly in the vertical direction does not increase compared to the normal seating state of the fuel assembly. Since the degree of this position difference is approximately the same as the amount of deformation of the spent fuel assembly in the core, the conventional fuel seating monitoring device may fall within a set error range with respect to the seating position. When the above event occurs, it may be determined that the fuel assembly is normally seated.
本発明の目的は、炉心における燃料集合体の正常な着座状態の判定精度を向上させることができる燃料交換方法及び燃料交換装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a fuel exchange method and a fuel exchange device that can improve the accuracy of determining a normal seating state of a fuel assembly in a reactor core.
上記した目的を達成する本発明の特徴は、燃料集合体が炉心内に着座したとき、この燃料集合体のハンドルの水平方向における第１位置を検出し、検出された第１位置に基づいて燃料集合体の着座が正常及び異常のいずれであるかの第１判定を行うことにある。
A feature of the present invention that achieves the above-described object is that when the fuel assembly is seated in the core, the first position in the horizontal direction of the handle of the fuel assembly is detected, and the fuel is detected based on the detected first position. The first determination is whether the seating of the assembly is normal or abnormal.
検出された第１位置に基づいて燃料集合体の着座が正常及び異常のいずれであるかの第１判定を行っているので、第１判定において、燃料集合体が炉心上端部に配置された上部格子板に接触して傾いた、燃料集合体の異常な着座状態を異常であると判定することができる。このため、燃料集合体の正常な着座状態の判定精度を向上させることができる。
Since the first determination as to whether the seating of the fuel assembly is normal or abnormal is performed based on the detected first position, in the first determination, the upper portion where the fuel assembly is disposed at the upper end of the core An abnormal seating state of the fuel assembly tilted in contact with the grid plate can be determined to be abnormal. For this reason, the determination accuracy of the normal seating state of the fuel assembly can be improved.
好ましくは、燃料集合体が前記炉心内に着座したとき、ハンドルの上下方向における第２位置を検出し、検出された第２位置に基づいて燃料集合体の着座高さが正常及び異常のいずれであるかの第２判定を行い、第２判定において着座高さが正常である判定されたとき、第１位置の検出を行うことが望ましい。
Preferably, when the fuel assembly is seated in the core, the second position in the vertical direction of the handle is detected, and the seat height of the fuel assembly is normal or abnormal based on the detected second position. It is desirable to perform a second determination as to whether or not the first position is detected when it is determined in the second determination that the seating height is normal.
着座判定器１９によって燃料集合体３３の着座高さが正常であると判定されたときに、超音波センサ１８から超音波を送信するので、燃料集合体３３の着座高さが正常で燃料集合体３３が鉛直状態になっている（燃料集合体が図５（Ｄ）のように傾いていない）燃料集合体３３の真に正常な着座状態を精度良く判定することができる。
When the seating determination unit 19 determines that the seating height of the fuel assembly 33 is normal, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic sensor 18, so the seating height of the fuel assembly 33 is normal and the fuel assembly 33 is normal. A truly normal seating state of the fuel assembly 33 in which the fuel assembly 33 is in a vertical state (the fuel assembly is not inclined as shown in FIG. 5D) can be accurately determined.
本発明によれば、炉心における燃料集合体の正常な着座状態の判定精度を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to improve the determination accuracy of the normal seating state of the fuel assembly in the core.
発明者らが見出した燃料集合体の移送時における新たな課題を、図５に基づいて説明する。発明者らは、燃料集合体３３を燃料交換装置の燃料つかみ具で把持して移送してきた後、炉心内に燃料集合体３３を吊り下ろして燃料支持金具３５に着座させるときに生じる事象を検討した。この結果、発明者らは、炉心の最外周領域に装荷された燃料集合体３３の上端部に取り付けられてその上端部の側面に位置するチャンネルファスナ４０が上部格子板３２に接触する事象が発生する可能性があることを見出した。上部格子板３２は、炉心の最外周領域に装荷されている燃料集合体３３の上端部を保持する部分では、１体の燃料集合体３３のみが通過できる大きさの升目を形成している。このため、炉心の最外周領域に装荷する燃料集合体３３のチャンネルファスナ４０が上部格子板３２に接触する可能正がある。この事象が、万が一生じたときにおける燃料集合体３３の挙動を図５を用いて説明する。
A new problem at the time of transferring the fuel assembly found by the inventors will be described with reference to FIG. The inventors have examined the phenomenon that occurs when the fuel assembly 33 is suspended in the reactor core and seated on the fuel support fitting 35 after the fuel assembly 33 has been gripped and transferred by the fuel gripper of the fuel changer. did. As a result, the inventors have an event that the channel fastener 40 attached to the upper end portion of the fuel assembly 33 loaded in the outermost peripheral region of the core and located on the side surface of the upper end portion contacts the upper lattice plate 32. Found that there is a possibility to. The upper grid plate 32 forms a grid having a size that allows only one fuel assembly 33 to pass through at a portion that holds the upper end portion of the fuel assembly 33 loaded in the outermost peripheral region of the core. Therefore, there is a possibility that the channel fastener 40 of the fuel assembly 33 loaded in the outermost peripheral region of the core contacts the upper lattice plate 32. The behavior of the fuel assembly 33 when this event should occur will be described with reference to FIG.
図５（Ａ）は、燃料集合体３３が、炉心の下端に位置する燃料支持金具３５に正常に着座して、燃料支持金具３５に支持されている状態を示している。燃料集合体３３の上端部に設けられているチャンネルファスナ４０の下端が上部格子板３２の格子部に接触したとき（図５（Ｂ）参照）、チャンネルファスナ４０とその格子部の接触点を回転軸として燃料集合体３３の下端がチャンネルファスナ４０と接触している格子部側に振られる（図５（Ｃ）参照）。そして、そのように振られた状態のまま、燃料集合体３３が炉心内で吊り下ろされる。燃料集合体３３は傾斜した状態になり、燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５に正常に着座できない（図５（Ｄ）参照）。図４に示すように、燃料つかみ具１０は筐体１２を有する。燃料つかみ具１０のフック１１で燃料集合体３３のハンドル３４をつかみ易くするように、ハンドル３４が挿入される筺体１２の切欠部１３の下端部にテーパ（傾斜部）１４が形成されている（図４（Ａ）参照）。このため、燃料つかみ具１０は、燃料集合体３３のハンドル３４が切欠部１３に挿入されるときにハンドル３４が燃料つかみ具１０に対して傾斜すること許容する構造となっている。
FIG. 5A shows a state in which the fuel assembly 33 is normally seated on the fuel support fitting 35 located at the lower end of the core and supported by the fuel support fitting 35. When the lower end of the channel fastener 40 provided at the upper end portion of the fuel assembly 33 comes into contact with the lattice portion of the upper lattice plate 32 (see FIG. 5B), the contact point between the channel fastener 40 and the lattice portion is rotated. As a shaft, the lower end of the fuel assembly 33 is swung toward the lattice portion in contact with the channel fastener 40 (see FIG. 5C). Then, the fuel assembly 33 is suspended in the core while being shaken in such a manner. The fuel assembly 33 is inclined, and the lower end portion of the fuel assembly 33 cannot be normally seated on the fuel support fitting 35 (see FIG. 5D). As shown in FIG. 4, the fuel gripping tool 10 has a housing 12. A taper (inclined portion) 14 is formed at the lower end of the notch 13 of the housing 12 into which the handle 34 is inserted so that the handle 34 of the fuel assembly 33 can be easily grasped by the hook 11 of the fuel gripping tool 10 ( (See FIG. 4A). For this reason, the fuel gripper 10 has a structure that allows the handle 34 to tilt with respect to the fuel gripper 10 when the handle 34 of the fuel assembly 33 is inserted into the notch 13.
ここで、図５（Ｄ）に示す燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５に正常に着座していない状態では、図５（Ａ）に示す正常な着座状態と比較して、上下方向でのハンドル３４の上端の位置の相違が大きくならない。これは、炉心内における使用済燃料集合体の変形量と同程度であるため、従来の燃料着座監視装置では着座位置に対する設定誤差範囲内に収まる可能性がある。したがって、図５（Ｄ）に示す異常な着座状態であっても、燃料集合体３３が正常に着座していると判定される。
Here, in the state where the lower end portion of the fuel assembly 33 shown in FIG. 5D is not normally seated on the fuel support fitting 35, the vertical direction is compared with the normal seating state shown in FIG. Thus, the difference in the position of the upper end of the handle 34 does not increase. Since this is almost the same as the deformation amount of the spent fuel assembly in the reactor core, there is a possibility that the conventional fuel seating monitoring device falls within the set error range with respect to the seating position. Therefore, even in the abnormal seating state shown in FIG. 5D, it is determined that the fuel assembly 33 is seated normally.
本発明は、以上の検討結果に基づいて成されたものであり、例えば、図５（Ｄ）に示すような燃料集合体３３の異常な着座状態を正常な着座状態であると判定することを避けることができる。
The present invention has been made based on the above examination results. For example, it is determined that an abnormal seating state of the fuel assembly 33 as shown in FIG. 5D is a normal seating state. Can be avoided.
本発明の好適な一実施例である実施例１の燃料交換装置を、図１から図４を用いて以下に説明する。
A fuel change device according to embodiment 1 which is a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施例の燃料交換装置１は、図１および図２に示されているように、走行台車２、横行台車３及び燃料つかみ装置６を備えている。燃料つかみ装置６はマスト７及び燃料つかみ具１０を有する。走行台車３は、原子炉ウエル３６を跨いで配置され、運転床３８上で原子炉ウエル３６及び燃料貯蔵プール３７の脇に敷設された一対のガイドレール３９に沿って移動する。燃料貯蔵プール３７は原子炉ウエル３６に隣接して配置される。横行台車３は、走行台車２上に設置されて走行台車２の長手方向に伸びるガイドレール４上に設置される。横行台車３はガイドレール４に沿って移動する。燃料つかみ装置６は、横行台車３に取り付けられて下方に向かって伸びている。具体的には、マスト７が横行台車３に取り付けられる。マスト７はテレスコピック式に伸縮自在に組み立てられた外径が異なる複数の円筒部材７Ａを有する。燃料つかみ具１０は、最も下方に位置する円筒部材７Ａの下端部に設けられている。燃料つかみ具１０は、最も下方に位置する円筒部材７Ａと合わせて横行台車３に設置されたホイスト（駆動装置）５に巻き付けられたワイヤロープ８を介して昇降自在に懸垂支持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel exchange device 1 of this embodiment includes a traveling carriage 2, a traversing carriage 3, and a fuel gripping device 6. The fuel gripping device 6 includes a mast 7 and a fuel gripping tool 10. The traveling carriage 3 is arranged across the reactor well 36 and moves along a pair of guide rails 39 laid on the operation floor 38 beside the reactor well 36 and the fuel storage pool 37. The fuel storage pool 37 is disposed adjacent to the reactor well 36. The traversing cart 3 is installed on a guide rail 4 that is installed on the traveling cart 2 and extends in the longitudinal direction of the traveling cart 2. The traversing cart 3 moves along the guide rail 4. The fuel gripping device 6 is attached to the traversing carriage 3 and extends downward. Specifically, the mast 7 is attached to the traversing carriage 3. The mast 7 has a plurality of cylindrical members 7A having different outer diameters that are telescopically assembled in a telescopic manner. The fuel gripping tool 10 is provided at the lower end portion of the cylindrical member 7A located at the lowest position. The fuel gripping tool 10 is suspended and supported so as to be movable up and down via a wire rope 8 wound around a hoist (drive device) 5 installed in the traversing carriage 3 together with the cylindrical member 7A positioned at the lowermost position.
燃料つかみ具１０は、図３に示すように、フック１１及び筺体１２を有する。フック１１は、筺体１２に設けられた軸１７に回転可能に取り付けられる。筺体１２の互いに対向する側壁には、燃料集合体３３のハンドルが挿入される切欠部１３が形成され、切欠部１３の下端部に、テーパ１４が形成されている（図４（Ａ）参照）。
As shown in FIG. 3, the fuel gripping tool 10 includes a hook 11 and a housing 12. The hook 11 is rotatably attached to a shaft 17 provided on the housing 12. A notch 13 into which the handle of the fuel assembly 33 is inserted is formed on the side walls of the housing 12 facing each other, and a taper 14 is formed at the lower end of the notch 13 (see FIG. 4A). .
燃料交換装置１は、さらに、昇降位置検出装置９、ストライカ１６、リミットスイッチ１５、超音波センサ（第１位置検出装置）１８、着座判定器１９，２１、送信指令装置２０、制御装置２１、フック駆動装置２３及び距離演算器２４を備える。ストライカ１６は上下方向に移動できるように燃料つかみ具１０の筺体１２に取り付けられる。リミットスイッチ１５及び超音波センサ１８は筺体１２に設置される。リミットスイッチ１５はストライカ１６の移動によって動作する。第２位置検出装置は、昇降位置検出装置９、ストライカ１６及びリミットスイッチ１５を有する。超音波センサ１８は、燃料集合体３３のハンドル３４が切欠部１３内に挿入されたときにハンドル３４と対向する位置に配置されている。昇降位置検出装置９はホイスト５の回転軸に取り付けられる。昇降位置検出装置９及びリミットスイッチ１５が着座判定器（第２判定装置）１９に接続される。着座判定器１９は送信指令装置２０及び制御装置２２に接続される。送信指令装置２０が超音波センサ１８に接続される。超音波センサ１８が距離演算器２４に接続され、距離演算器２４は着座判定器（第１判定装置）２１に接続される。制御装置２２が着座判定器２１、フック駆動装置２３及びホイスト５の回転装置（図示せず）にそれぞれ接続される。
The fuel changer 1 further includes a lift position detection device 9, a striker 16, a limit switch 15, an ultrasonic sensor (first position detection device) 18, a seating determination device 19, 21, a transmission command device 20, a control device 21, and a hook. A driving device 23 and a distance calculator 24 are provided. The striker 16 is attached to the housing 12 of the fuel gripper 10 so that it can move in the vertical direction. The limit switch 15 and the ultrasonic sensor 18 are installed on the housing 12. The limit switch 15 is operated by the movement of the striker 16. The second position detection device includes a lift position detection device 9, a striker 16 and a limit switch 15. The ultrasonic sensor 18 is disposed at a position facing the handle 34 when the handle 34 of the fuel assembly 33 is inserted into the notch 13. The lift position detection device 9 is attached to the rotation shaft of the hoist 5. The lift position detection device 9 and the limit switch 15 are connected to a seating determination device (second determination device) 19. The seating determination device 19 is connected to the transmission command device 20 and the control device 22. A transmission command device 20 is connected to the ultrasonic sensor 18. The ultrasonic sensor 18 is connected to a distance calculator 24, and the distance calculator 24 is connected to a seating determination device (first determination device) 21. The control device 22 is connected to the seating determination device 21, the hook drive device 23, and the rotation device (not shown) of the hoist 5.
沸騰水型原子力プラントでは、定期的に原子炉の運転が停止されて定期検査が行われる。この定期検査を行うとき、原子炉圧力容器３０の蓋が外されて原子炉圧力容器３０の上方に位置する原子炉ウエル３６内まで冷却水が充填される。多数の燃料集合体３３が装荷された炉心２４が原子炉圧力容器３０内に配置されている。炉心シュラウド３１が炉心２４を取り囲んで原子炉圧力容器３０内に設置される。炉心２４の上端部には上部格子板３２が配置され、この上部格子板３２は炉心シュラウド３１に設置される。炉心２４の下端には炉心支持板（図示せず）が配置され、炉心支持板も炉心シュラウド３１に設置される。燃料集合体３３の下端部を支持する燃料支持金具３５は、炉心支持板に形成された貫通孔内に挿入されて炉心支持板に保持されている。一般的に、１つの燃料支持金具３５は４体の燃料集合体３３を保持する。
In boiling water nuclear power plants, the operation of the reactor is periodically stopped and periodic inspections are performed. When this periodic inspection is performed, the lid of the reactor pressure vessel 30 is removed, and the cooling water is filled into the reactor well 36 located above the reactor pressure vessel 30. A core 24 loaded with a large number of fuel assemblies 33 is disposed in the reactor pressure vessel 30. A core shroud 31 surrounds the core 24 and is installed in the reactor pressure vessel 30. An upper lattice plate 32 is disposed at the upper end of the core 24, and the upper lattice plate 32 is installed in the core shroud 31. A core support plate (not shown) is disposed at the lower end of the core 24, and the core support plate is also installed in the core shroud 31. A fuel support fitting 35 that supports the lower end portion of the fuel assembly 33 is inserted into a through hole formed in the core support plate and held by the core support plate. In general, one fuel support bracket 35 holds four fuel assemblies 33.
炉心２４から取り出された使用済燃料集合体が装荷されていた位置に新しい燃料集合体３３を装荷する場合を例にとって、本実施例の燃料交換装置１の作用を説明する。炉心２４から取り出された使用済の燃料集合体３３をフック１１に吊り下げている状態で、燃料交換装置１の走行台車２がガイドレール３９上を移動して燃料貯蔵プール３７のＸ方向の所定位置に達する。横行台車３をガイドレール４に沿って移動させて燃料つかみ具１０のフック１１を、燃料貯蔵プール３７のＸ方向と直交するＹ方向の所定位置まで移動させる。ホイスト５が回転されてマスト７が下方に向かって伸び、燃料つかみ具１０が下降する。フック１１に吊り下げられた使用済の燃料集合体３３は、燃料貯蔵プール３７の水中に設置された燃料貯蔵ラック（図示せず）の所定位置内に吊り降ろされる。この位置で、この燃料集合体３３はフック１１から外されて燃料貯蔵ラック内に保管される。
The operation of the fuel changer 1 of this embodiment will be described by taking as an example the case where a new fuel assembly 33 is loaded at the position where the spent fuel assembly taken out from the core 24 was loaded. In a state in which the spent fuel assembly 33 taken out from the core 24 is suspended from the hook 11, the traveling carriage 2 of the fuel changer 1 moves on the guide rail 39 to move the fuel storage pool 37 in the X direction. Reach position. The traverse carriage 3 is moved along the guide rail 4 to move the hook 11 of the fuel gripper 10 to a predetermined position in the Y direction orthogonal to the X direction of the fuel storage pool 37. The hoist 5 is rotated, the mast 7 extends downward, and the fuel grip 10 is lowered. The spent fuel assembly 33 suspended from the hook 11 is suspended in a predetermined position of a fuel storage rack (not shown) installed in the water of the fuel storage pool 37. In this position, the fuel assembly 33 is removed from the hook 11 and stored in the fuel storage rack.
走行台車２及び横行台車３の移動によって、燃料つかみ具１１を、燃料貯蔵プール内に設置された他の燃料貯蔵ラック内に保管されている新しい燃料集合体３３の真上に位置決めする。マスト７を下方に伸ばして燃料つかみ具１１を下降させることによって新しい燃料集合体３３のハンドル３４が燃料つかみ具１０の切欠部１３内に挿入されたとき、フック１１が回転してハンドル３４内に挿入される。すなわち、燃料集合体３３がフック１１に把持される。ホイスト５が逆回転されて燃料つかみ具１０が上昇し、この燃料集合体３３はハンドル３４を切欠部１３内に挿入した状態でフック１１に吊り下げられる。燃料つかみ具１０によって吊り上げられた燃料集合体３３が燃料貯蔵ラックの上方に達したとき、ホイスト５の回転が停止される。走行台車２が移動してフック１１に吊り下げられた燃料集合体３３が原子炉ウエル３６内に到達する。
The movement of the traveling carriage 2 and the transverse carriage 3 positions the fuel gripper 11 directly above the new fuel assembly 33 stored in another fuel storage rack installed in the fuel storage pool. When the handle 34 of the new fuel assembly 33 is inserted into the notch 13 of the fuel gripper 10 by extending the mast 7 downward and lowering the fuel gripper 11, the hook 11 rotates into the handle 34. Inserted. That is, the fuel assembly 33 is held by the hook 11. The hoist 5 is reversely rotated to raise the fuel gripping tool 10, and the fuel assembly 33 is suspended from the hook 11 with the handle 34 inserted into the notch 13. When the fuel assembly 33 lifted by the fuel gripper 10 reaches above the fuel storage rack, the rotation of the hoist 5 is stopped. The traveling carriage 2 moves and the fuel assembly 33 suspended from the hook 11 reaches the reactor well 36.
この燃料集合体３３は、走行台車２及び横行台車３の移動によって、図１に示すように、炉心２４の最外周領域内の所定の装荷位置の真上に位置決めされる。ホイスト５を回転させてワイヤロープ８を繰り出してマスト５を下方に向かって伸ばす。これに伴って燃料つかみ具１１が下降される。
As shown in FIG. 1, the fuel assembly 33 is positioned directly above a predetermined loading position in the outermost peripheral region of the core 24 by the movement of the traveling carriage 2 and the traversing carriage 3. The hoist 5 is rotated, the wire rope 8 is drawn out, and the mast 5 is extended downward. Along with this, the fuel gripper 11 is lowered.
燃料つかみ具１１と共に下降する燃料集合体３３は、上部格子板３２に形成された、１体の燃料集合体３３のみが通過する大きさの升目を通過して炉心２４の最外周領域内に装荷される。下端部が上部格子板３２を通過した燃料集合体３３の水平方向の位置決めが精度良く行われ、燃料集合体３３の軸心が鉛直になっている場合には、燃料集合体３３をそのまま降ろせば、燃料集合体３３の下端部は所定の燃料支持金具３５に正常に着座する。すなわち、燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５に形成された冷却水供給通路内に挿入されて、燃料集合体３３が燃料支持金具３５に正常に着座する。
The fuel assembly 33 descending together with the fuel gripper 11 is loaded in the outermost peripheral region of the core 24 through a grid formed in the upper lattice plate 32 and having a size through which only one fuel assembly 33 passes. Is done. When the fuel assembly 33 whose lower end portion has passed through the upper lattice plate 32 is accurately positioned in the horizontal direction and the axis of the fuel assembly 33 is vertical, the fuel assembly 33 can be lowered as it is. The lower end portion of the fuel assembly 33 is normally seated on the predetermined fuel support bracket 35. That is, the lower end portion of the fuel assembly 33 is inserted into the cooling water supply passage formed in the fuel support fitting 35, and the fuel assembly 33 is normally seated on the fuel support fitting 35.
本実施例では、燃料集合体３３の燃料支持金具３５への着座状態が異常であるか、正常であるかは、着座判定器１９，２１によって判定される。着座判定器１９は、燃料集合体３３の着座高さに基づいて燃料集合体の着座状態を判定する装置である。着座判定器２１は、基準位置と燃料集合体３３のハンドル３４との間の距離（ハンドル３４の水平方向における位置）に基づいて燃料集合体の着座状態を判定する装置である。
In the present embodiment, whether the seating state of the fuel assembly 33 on the fuel support bracket 35 is abnormal or normal is determined by the seating determination devices 19 and 21. The seating determination unit 19 is a device that determines the seating state of the fuel assembly based on the seating height of the fuel assembly 33. The seating determination device 21 is a device that determines the seating state of the fuel assembly based on the distance between the reference position and the handle 34 of the fuel assembly 33 (the position of the handle 34 in the horizontal direction).
まず、着座判定器１９による燃料集合体３３の着座状態の判定について説明する。着座判定器１９は、燃料支持金具３５に着座した燃料集合体３３の高さ、すなわち、この燃料集合体３３のハンドル３４の上端の、炉心２４の上下方向における位置が、所定の高さにあるかを判定する。燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５に着座したとき、燃料つかみ具１０は、さらに少しだけ下降した後、下降が停止される。燃料集合体３３が着座して燃料つかみ具１０の下降が停止されるまでの間に、燃料つかみ具１０に設置されたストライカ１６の下面がハンドル３４の上端面に接触して、ストライカ１６が、図４（Ｂ）で破線で示すように、上方に向かって移動する。ストライカ１６がハンドル３４によって所定の高さまで押し上げられると、リミットスイッチ１５が作動し、リミットスイッチ１５から出力信号が出力される。この出力信号は着座判定器１９に入力される。
First, the determination of the seating state of the fuel assembly 33 by the seating determination unit 19 will be described. The seating determination device 19 is such that the height of the fuel assembly 33 seated on the fuel support bracket 35, that is, the position of the upper end of the handle 34 of the fuel assembly 33 in the vertical direction of the core 24 is at a predetermined height. Determine whether. When the lower end portion of the fuel assembly 33 is seated on the fuel support fitting 35, the fuel gripper 10 is further lowered and then the descent is stopped. Between the time when the fuel assembly 33 is seated and the lowering of the fuel gripper 10 is stopped, the lower surface of the striker 16 installed on the fuel gripper 10 comes into contact with the upper end surface of the handle 34, and the striker 16 As indicated by a broken line in FIG. When the striker 16 is pushed up to a predetermined height by the handle 34, the limit switch 15 is activated and an output signal is output from the limit switch 15. This output signal is input to the seating determination unit 19.
燃料つかみ具１０が燃料集合体３３を把持して下降しているとき、昇降位置検出装置９が、燃料つかみ具１０を吊っているワイヤロープ８を繰り出すホイスト５の回転数に基づいて燃料つかみ具１０の上下方向における位置を検出する。昇降位置検出装置９で検出された燃料つかみ具１０の位置情報が着座判定器１９に入力される。着座判定器１９は、リミットスイッチ１５から出力信号を入力した時点で昇降位置検出装置９から入力した燃料つかみ具１０の位置情報（第２位置情報）が、燃料集合体３３が燃料支持金具３５に正常に着座したときの燃料つかみ具１０の設定位置情報と一致しないとき、燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５に正常に着座されていないと判定する。このとき、着座判定器１９は、制御装置２２に再着座制御を行わせるために再着座指令を出力する。再着座制御は、燃料集合体３３の下端部を燃料支持金具３５の上端よりも上方の位置まで引き上げ、再び、燃料集合体３３を下降させて燃料支持金具３５に着座させる制御である。検出した、燃料つかみ具１０の位置情報が設定位置情報と一致しないケースとしては、例えば、燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５に形成された冷却水通路に挿入されずに燃料支持金具３５の上端面に乗っている場合がある。
When the fuel gripper 10 grips and lowers the fuel assembly 33, the lift position detection device 9 is based on the rotational speed of the hoist 5 that feeds the wire rope 8 that suspends the fuel gripper 10. 10 is detected in the vertical direction. Position information of the fuel grip 10 detected by the lift position detector 9 is input to the seating determination unit 19. The seating determination device 19 is configured such that the position information (second position information) of the fuel gripper 10 input from the lift position detector 9 when the output signal is input from the limit switch 15, and the fuel assembly 33 to the fuel support bracket 35. When the set position information of the fuel gripper 10 when normally seated does not match, it is determined that the lower end portion of the fuel assembly 33 is not normally seated on the fuel support bracket 35. At this time, the seat determination unit 19 outputs a re-seat command to cause the control device 22 to perform the re-seat control. The re-seat control is a control in which the lower end portion of the fuel assembly 33 is pulled up to a position above the upper end of the fuel support bracket 35, and the fuel assembly 33 is lowered again to be seated on the fuel support bracket 35. As a case where the detected position information of the fuel gripper 10 does not match the set position information, for example, the lower end portion of the fuel assembly 33 is not inserted into the cooling water passage formed in the fuel support bracket 35 and the fuel support bracket is inserted. It may be on the upper end surface of 35.
制御装置２２は、再着座指令を入力したとき、ホイスト５に逆回転の駆動指令を出力する。ホイスト５は、逆回転され、燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５よりも上方の所定位置まで持ち上げられるまで燃料つかみ具１０を上昇させる。燃料集合体３３の下端部が、所定位置まで上昇したとき、ホイスト５が正回転されて燃料つかみ具１０が再び下降する。このようにして燃料集合体３３の燃料支持金具３５への着座が再び試みられる。
When the re-seat command is input, the control device 22 outputs a reverse rotation drive command to the hoist 5. The hoist 5 is rotated in the reverse direction and raises the fuel grip 10 until the lower end portion of the fuel assembly 33 is lifted to a predetermined position above the fuel support bracket 35. When the lower end of the fuel assembly 33 rises to a predetermined position, the hoist 5 is rotated forward and the fuel grip 10 is lowered again. In this way, the seating of the fuel assembly 33 on the fuel support bracket 35 is attempted again.
着座判定器１９は、着座の再試行時において、リミットスイッチ１５から出力信号を入力した時点で昇降位置検出装置９から入力した燃料つかみ具１０の位置情報が、上記の設定位置情報と一致したとき、燃料集合体３３の下端部が燃料支持金具３５に正常に着座されていると判定する。もし、着座判定器１９において、再試行によっても燃料集合体３３が正常に着座されないと判定されたときには、制御装置２２は再着座制御を再度実行する。着座判定器１９は、燃料集合体３３の着座が正常であると判定したとき、送信指令装置２０に送信指令を出力する。
When the seating determination unit 19 re-attempts seating, when the position information of the fuel gripper 10 input from the lift position detection device 9 when the output signal is input from the limit switch 15 matches the above-described set position information. It is determined that the lower end portion of the fuel assembly 33 is normally seated on the fuel support fitting 35. If the seating determination unit 19 determines that the fuel assembly 33 is not normally seated even by retrying, the control device 22 executes the seating control again. The seating determination device 19 outputs a transmission command to the transmission command device 20 when it is determined that the seating of the fuel assembly 33 is normal.
送信指令を入力した送信指令装置２０は超音波センサ１８に対して励磁信号を出力する。超音波センサ１８は励磁されて超音波を送信する。この超音波が、切欠部１３に挿入されているハンドル３４の、上方に向かって伸びている垂直部３４Ａ（図４（Ｃ）参照）に当たって反射する。垂直部３４Ａで反射された超音波の反射波は超音波センサ１８で受信される。超音波センサ１８は、受信した反射波の信号を距離演算器２４に出力する。距離演算器２４は、反射波信号に基づいて超音波センサ１８とハンドル３４の間の距離を算出する。算出されたこの距離は、超音波センサ１８によって検出された距離、すなわち、ハンドル３４の水平方向における位置である。着座判定器２１は、距離演算器２４から入力した、超音波センサ１８とハンドル３４の間の距離（以下、検出された距離という）と、燃料集合体３３が傾斜していない状態（燃料集合体３３が鉛直になっている状態）で燃料支持金具３５に正常に着座している場合における超音波センサ１８とハンドル３４の間の距離の設定値（設定距離）とを比較する。設定距離は、水平方向におけるハンドル３４の設定位置である。したがって、検出された距離と設定距離を比較することは、ハンドル３４の水平方向における検出された位置と設定位置を比較することである。
The transmission command device 20 that has input the transmission command outputs an excitation signal to the ultrasonic sensor 18. The ultrasonic sensor 18 is excited and transmits ultrasonic waves. This ultrasonic wave hits the vertical part 34A (see FIG. 4C) extending upward of the handle 34 inserted in the notch part 13 and is reflected. The reflected ultrasonic wave reflected by the vertical portion 34 </ b> A is received by the ultrasonic sensor 18. The ultrasonic sensor 18 outputs the received reflected wave signal to the distance calculator 24. The distance calculator 24 calculates the distance between the ultrasonic sensor 18 and the handle 34 based on the reflected wave signal. This calculated distance is the distance detected by the ultrasonic sensor 18, that is, the position of the handle 34 in the horizontal direction. The seating determination unit 21 receives the distance between the ultrasonic sensor 18 and the handle 34 (hereinafter referred to as the detected distance) input from the distance calculator 24 and the state in which the fuel assembly 33 is not inclined (the fuel assembly). The set value (set distance) of the distance between the ultrasonic sensor 18 and the handle 34 in the case where the seat 33 is normally seated in the fuel support bracket 35 in a state where 33 is vertical) is compared. The set distance is a set position of the handle 34 in the horizontal direction. Therefore, comparing the detected distance with the set distance is comparing the detected position of the handle 34 in the horizontal direction with the set position.
燃料集合体３３が上部格子板３２を通過するとき、チャンネルファスナ４０が上部格子板３２に接触する事象が発生したとする。この場合、燃料集合体３３は、図３に破線で示すように傾いており、図５（Ｄ）に示すように燃料支持金具３５に正常に着座していない。したがって、このときに検出された距離は設定距離よりも増加する（又は減少する）。検出された距離が設定距離と異なっている、すなわち、ハンドル３４の水平方向における検出された位置と設定位置が異なっているので、着座判定器２１は、燃料集合体３３の着座状態が異常であると判定し、制御装置２２に再着座指令を出力する。再着座指令を入力した制御装置２２は、着座判定器１９から再着座指令を入力したときと同様に、再着座制御を実施する。制御装置２２によるこの着座制御により、ホイスト５が逆回転されて燃料集合体３３が前述の所定位置まで持ち上げられ、その後、ホイスト５が正回転されて燃料集合体３３の燃料支持金具３５への着座が再び試みられる。着座の再試行後に、超音波センサ１８によって、再び超音波センサ１８とハンドル３４の間の距離が検出され、距離演算器２４は超音波センサ１８からの反射信号に基づいてその距離を数値化する。着座判定器２１は、再度、検出された距離と設定距離を比較し、検出された距離が設定距離に等しいとき、すなわち、ハンドル３４の水平方向における検出された位置と設定位置が一致しているときにフック駆動装置２３に駆動指令を出力する。駆動指令を入力したフック駆動装置２３は、フック１１をハンドル１２から外すように回転させる。このとき、１体の新しい燃料集合体３３の炉心２４内への装荷作業が終了し、この燃料集合体３３は燃料支持金具３５に正常に着座されている。
It is assumed that when the fuel assembly 33 passes through the upper lattice plate 32, an event occurs in which the channel fastener 40 contacts the upper lattice plate 32. In this case, the fuel assembly 33 is inclined as shown by a broken line in FIG. 3 and is not normally seated on the fuel support fitting 35 as shown in FIG. Therefore, the distance detected at this time increases (or decreases) from the set distance. Since the detected distance is different from the set distance, that is, the detected position in the horizontal direction of the handle 34 is different from the set position, the seating determination device 21 has an abnormal seating state of the fuel assembly 33. And a re-seat command is output to the control device 22. The control device 22 that has input the re-seat command performs re-seat control in the same manner as when the re-seat command is input from the seat determination unit 19. By this seating control by the control device 22, the hoist 5 is reversely rotated to lift the fuel assembly 33 to the predetermined position, and then the hoist 5 is rotated forward to seat the fuel assembly 33 on the fuel support bracket 35. Will be tried again. After retrying the seating, the distance between the ultrasonic sensor 18 and the handle 34 is detected again by the ultrasonic sensor 18, and the distance calculator 24 digitizes the distance based on the reflected signal from the ultrasonic sensor 18. . The seating determination device 21 again compares the detected distance with the set distance, and when the detected distance is equal to the set distance, that is, the detected position in the horizontal direction of the handle 34 matches the set position. Sometimes a drive command is output to the hook drive device 23. The hook drive device 23 having received the drive command rotates the hook 11 so as to be detached from the handle 12. At this time, the loading operation of one new fuel assembly 33 into the core 24 is completed, and this fuel assembly 33 is normally seated on the fuel support bracket 35.
制御装置２２には再着座制御を行う回数が設定されている。着座判定器２１から、１体の燃料集合体３３に対してその設定回数以内の回数で再着座指令が出力されたとき、制御装置２２は再着座指令の出力の回数分だけ再着座制御を繰り返す。しかしながら、着座判定器２１からの、１体の燃料集合体３３に対する再着座指令の出力回数が設定回数を超えたとき、制御装置２２は、燃料交換装置１の自動運転を停止し、燃料集合体の着座異常として警報を発する。このような燃料取替装置１の自動運転停止及び警報の出力は、着座判定器１９からの、１体の燃料集合体３３に対する再着座指令の出力回数が設定回数を超えたときにも行われる。
The number of re-seat control is set in the control device 22. When the seating determination device 21 outputs a re-seat command to a single fuel assembly 33 within the set number of times, the control device 22 repeats the re-seat control by the number of times the re-seat command is output. . However, when the number of re-seat commands output from the seating determination device 21 to the single fuel assembly 33 exceeds the set number of times, the control device 22 stops the automatic operation of the fuel changer 1, and the fuel assembly. An alarm is issued as an abnormal seating. Such an automatic operation stop and alarm output of the fuel changer 1 is also performed when the number of re-seat commands output from the seat determination unit 19 to the single fuel assembly 33 exceeds the set number. .
本実施例は、超音波センサ１８によって基準となる超音波センサ１８の超音波送信面からハンドル３４までの距離を検出し、この検出した距離（ハンドル３４の水平方向における位置）に基づいて、燃料集合体３３の燃料支持金具３５への着座状態を判定している。このため、従来、検出が困難であった、燃料集合体３３のチャンネルファスナ４０が上部格子板３２の格子部材に接触して燃料集合体３３が傾いて燃料支持金具３５に正常に着座していないケースも、本実施例では、燃料集合体３３の着座異常と判定することができる。換言すれば、本実施例は、燃料集合体３３の正常な着座状態の判定精度を、さらに向上させることができる。
In the present embodiment, the distance from the ultrasonic transmission surface of the ultrasonic sensor 18 serving as a reference to the handle 34 is detected by the ultrasonic sensor 18, and the fuel is determined based on the detected distance (the position of the handle 34 in the horizontal direction). The seating state of the assembly 33 on the fuel support fitting 35 is determined. For this reason, the channel fastener 40 of the fuel assembly 33 that has been difficult to detect conventionally contacts the lattice member of the upper lattice plate 32 and the fuel assembly 33 is tilted and is not normally seated on the fuel support bracket 35. The case can also be determined as an abnormal seating of the fuel assembly 33 in this embodiment. In other words, the present embodiment can further improve the determination accuracy of the normal seating state of the fuel assembly 33.
本実施例は、昇降位置検出装置９、ストライカ１６及びリミットスイッチ１５によって着座した燃料集合体３３の高さを検出している。昇降位置検出装置９、ストライカ１６及びリミットスイッチ１５は燃料集合体３３の着座高さを検出する第２位置検出装置である。このように、燃料集合体３３の着座高さを検出することによって、燃料集合体３３が図５（Ｄ）のように傾いた状態になっていなく鉛直状態になっている場合であっても、例えば、燃料集合体３３が燃料支持金具３５の上端面に乗っているような燃料集合体３３の異常な着座状態を判定することができる。したがって、本実施例は、着座高さ検出装置及び着座判定器１９を備えているので、燃料集具体３３の正常な着座状態の判定精度が、さらに、向上する。
In this embodiment, the height of the fuel assembly 33 seated is detected by the lift position detection device 9, the striker 16 and the limit switch 15. The lift position detection device 9, the striker 16 and the limit switch 15 are second position detection devices that detect the seating height of the fuel assembly 33. In this way, by detecting the seating height of the fuel assembly 33, even if the fuel assembly 33 is not in a tilted state as shown in FIG. For example, the abnormal seating state of the fuel assembly 33 such that the fuel assembly 33 is on the upper end surface of the fuel support bracket 35 can be determined. Therefore, since the present embodiment includes the seating height detection device and the seating determination unit 19, the accuracy of determining the normal seating state of the fuel collection details 33 is further improved.
本実施例は、着座判定器１９によって燃料集合体３３の着座高さが正常であると判定されたときに、超音波センサ１８から超音波を送信するので、燃料集合体３３の着座高さが正常で燃料集合体３３が鉛直状態になっている（燃料集合体が図５（Ｄ）のように傾いていない）燃料集合体３３の真に正常な着座状態を精度良く判定することができる。
In the present embodiment, when the seating determination unit 19 determines that the seating height of the fuel assembly 33 is normal, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic sensor 18. The true normal seating state of the fuel assembly 33 in which the fuel assembly 33 is normal and the fuel assembly 33 is in a vertical state (the fuel assembly is not inclined as shown in FIG. 5D) can be accurately determined.
超音波センサ１８で検出された、超音波センサ１８とハンドル３４の間の距離に基づいて、着座判定器２１での判定を先に行い、着座判定器２１で燃料集合体３３が鉛直な状態で燃料支持金具３５に着座していると判定されたときに、着座判定器１９による着座高さの判定を行うことも考えられる。しかしながら、この場合には、以下に示す問題が生じるので、着座判定器１９による判定を行った後に、着座判定器２１による判定を行う必要がある。
Based on the distance between the ultrasonic sensor 18 and the handle 34 detected by the ultrasonic sensor 18, the determination by the seating determination device 21 is performed first, and the fuel assembly 33 is in a vertical state by the seating determination device 21. When it is determined that the user is seated on the fuel support bracket 35, it may be possible to determine the seating height by the seating determination unit 19. However, in this case, since the following problem occurs, it is necessary to perform the determination by the seating determination unit 21 after the determination by the seating determination unit 19.
燃料集合体３３は、燃料支持金具３５に向って下降しているとき、炉心内の冷却水の影響を受けてある程度の横揺れを生じる。超音波センサ１８で検出された、超音波センサ１８とハンドル３４の間の距離に基づく着座判定器２１での判定を先に行った場合には、その横揺れの影響で、燃料集合体３３が鉛直状態になっていないと着座判定器２１で判定される可能性がある。この場合には、燃料集合体３３の再着座制御が行われる。本実施例は、着座判定器１９で着座高さの判定を行うので、下降時において燃料集合体３３の横揺れが生じても燃料集合体３５が燃料支持金具３５に正常に着座した場合にはこれを確実に確認することができる。その後に、前述したように超音波センサ１８から超音波を送信して得られた検出結果に基づいて着座判定器２１での判定を行うので、燃料集合体３３の横揺れによる誤判定を避けることができる。したがって、着座判定器１９による判定を行った後に、着座判定器２１による判定を行うことによって、炉心内での燃料集合体の正常な着座状態の判定精度を向上させることができる。
When the fuel assembly 33 is descending toward the fuel support bracket 35, the fuel assembly 33 is swayed to some extent under the influence of cooling water in the core. When the determination by the seating determination unit 21 based on the distance between the ultrasonic sensor 18 and the handle 34 detected by the ultrasonic sensor 18 is performed first, the fuel assembly 33 is caused by the influence of the rolling. If it is not in the vertical state, it may be determined by the seating determination device 21. In this case, re-seat control of the fuel assembly 33 is performed. In this embodiment, since the seating height is determined by the seating determination unit 19, even when the fuel assembly 33 rolls when it is lowered, the fuel assembly 35 is normally seated on the fuel support bracket 35. This can be confirmed reliably. After that, as described above, since the determination by the seating determination device 21 is performed based on the detection result obtained by transmitting the ultrasonic wave from the ultrasonic sensor 18, an erroneous determination due to the rolling of the fuel assembly 33 is avoided. Can do. Therefore, the determination accuracy of the normal seating state of the fuel assembly in the core can be improved by performing the determination by the seating determination device 21 after the determination by the seating determination device 19.
着座判定器１９及び２１でそれぞれ着座状態が異常であると判定された場合には、制御装置２２による再着座制御が行われるので、炉心２４内において異常な着座状態になっている燃料集合体３３をなくすることができる。
When the seating determination devices 19 and 21 determine that the seating state is abnormal, the control device 22 performs re-seat control, so that the fuel assembly 33 that is in an abnormal seating state in the core 24 is used. Can be eliminated.
本実施例では、超音波センサ１８が燃料つかみ具１０の筐体１２の下端に設置されているので、燃料集合体３３の傾きを精度良く検出することができる。これは、燃料集合体３３が傾いた場合における超音波センサ１８とハンドル３４との間の距離が、超音波センサ１８の設置位置が下方に位置するほど大きくなり、燃料集合体３３の傾きをより精度良く検出できるからである。
In this embodiment, since the ultrasonic sensor 18 is installed at the lower end of the housing 12 of the fuel gripping tool 10, the inclination of the fuel assembly 33 can be detected with high accuracy. This is because the distance between the ultrasonic sensor 18 and the handle 34 when the fuel assembly 33 is tilted becomes larger as the installation position of the ultrasonic sensor 18 is positioned downward, and the inclination of the fuel assembly 33 is further increased. This is because it can be detected with high accuracy.
超音波センサ１８は、燃料つかみ具１０の筐体１２内部に埋め込むことも可能である。燃料集合体３３の傾きを判定するために基準点とハンドル３４との間の水平方向の距離、すなわちハンドル３４の水平方向における位置を検出する装置として、超音波センサ１８の替りに電磁誘導型の変位検出装置を用いることも可能である。
The ultrasonic sensor 18 can be embedded in the housing 12 of the fuel gripper 10. As a device for detecting the horizontal distance between the reference point and the handle 34 in order to determine the inclination of the fuel assembly 33, that is, the position of the handle 34 in the horizontal direction, an electromagnetic induction type is used instead of the ultrasonic sensor 18. It is also possible to use a displacement detection device.
本発明の他の実施例である実施例２の燃料交換装置を、図６及び図７を用いて以下に説明する。
A fuel exchange device according to Embodiment 2, which is another embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIGS.
本実施例の燃料交換装置１Ａは、実施例１の燃料交換装置１において超音波センサ１８の設置位置を変更している。燃料交換装置１Ａの他の構成は、燃料交換装置１と同じである。本実施例では、超音波センサ１８の筺体１２への取り付け位置が、実施例１における超音波センサ１８の設置位置から水平方向において９０°移動している。この状態で、超音波センサ１８は、切欠部１３と向かい合うように配置されて筺体１２に設置される。換言すれば、超音波センサ１８が超音波を送信する方向は、フック１１で燃料集合体３３を把持している状態において、ハンドル３４の２つの垂直部３４Ａが重なって見える方向である。超音波センサ１８は送信指令装置２０及び距離演算器２４にそれぞれ接続されている。
1 A of fuel exchange apparatuses of a present Example have changed the installation position of the ultrasonic sensor 18 in the fuel change apparatus 1 of Example 1. FIG. The other configuration of the fuel exchange device 1A is the same as that of the fuel exchange device 1. In the present embodiment, the attachment position of the ultrasonic sensor 18 to the housing 12 is moved by 90 ° in the horizontal direction from the installation position of the ultrasonic sensor 18 in the first embodiment. In this state, the ultrasonic sensor 18 is disposed on the housing 12 so as to face the cutout portion 13. In other words, the direction in which the ultrasonic sensor 18 transmits ultrasonic waves is the direction in which the two vertical portions 34A of the handle 34 appear to overlap each other when the fuel assembly 33 is held by the hook 11. The ultrasonic sensor 18 is connected to the transmission command device 20 and the distance calculator 24, respectively.
燃料交換装置１Ａの作用のうち、実施例１の燃料交換装置１と異なっている作用だけを、以下に説明する。燃料集合体３３の燃料支持金具３５への着座操作の終了後、実施例１と同様に、着座判定器１９によって燃料集合体３３の着座高さが正常であると判定されたときに、送信指令が着座判定器１９から送信指令装置２０に出力される。このため、超音波センサ１８から超音波が送信される。燃料集合体３３が鉛直状態で燃料支持金具３５に正常に着座されているとき、ハンドル３４の垂直部３４Ａは超音波センサ１８の正面に位置している。超音波センサ１８から送信された超音波はこの垂直部３４Ａに当たって反射される。超音波センサ１８で受信された反射波の信号は距離演算器２４に入力される。距離演算器２４は、反射波信号に基づいて超音波センサ１８と垂直部３４Ａの間の距離を算出する。着座判定器２１は、距離演算器２４から入力した、検出された距離が設定距離と等しいとき、すなわち、ハンドル３４の水平方向における検出された位置が設定位置に等しいとき、燃料集合体３３が鉛直状態で正常に着座されていると判定する。
Of the operations of the fuel exchange device 1A, only the operations different from the fuel exchange device 1 of the first embodiment will be described below. After the seating operation of the fuel assembly 33 on the fuel support bracket 35 is completed, a transmission command is issued when the seating determination unit 19 determines that the seating height of the fuel assembly 33 is normal, as in the first embodiment. Is output from the seating determination device 19 to the transmission command device 20. For this reason, an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic sensor 18. When the fuel assembly 33 is normally seated on the fuel support bracket 35 in the vertical state, the vertical portion 34A of the handle 34 is positioned in front of the ultrasonic sensor 18. The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 18 strikes the vertical portion 34A and is reflected. The reflected wave signal received by the ultrasonic sensor 18 is input to the distance calculator 24. The distance calculator 24 calculates the distance between the ultrasonic sensor 18 and the vertical portion 34A based on the reflected wave signal. When the detected distance input from the distance calculator 24 is equal to the set distance, that is, when the detected position in the horizontal direction of the handle 34 is equal to the set position, the seating determination unit 21 is configured to move the fuel assembly 33 vertically. It is determined that the user is normally seated in the state.
チャンネルファスナ４０が上部格子板３２に接触する事象が発生したときには、燃料集合体３３が、図５（Ｄ）に示すように傾いており、燃料支持金具３５に正常に着座していない。このとき、図６に波線で示す状態になって傾いている垂直部３４Ａは、超音波センサ１８の正面に位置していない。したがって、超音波センサ１８から送信された超音波はフック１１の側面に当たって反射する。この反射波の信号は、超音波センサ１８で受信され、距離演算器２４に入力される。距離演算器２４は、この反射波信号に基づいて超音波センサ１８とフック１１の側面との間の距離を算出する。着座判定器２１に入力される検出された距離は、基づいて超音波センサ１８とフック１１の側面との間の距離であり、設定距離と異なっている。換言すれば、ハンドル３４の水平方向における検出された位置が設定位置と異なっている。このため、再着座指令が着座判定器２１から制御装置２２に出力され、再着座制御が実施例１と同様に行われる。
When the event that the channel fastener 40 contacts the upper lattice plate 32 occurs, the fuel assembly 33 is inclined as shown in FIG. 5D and is not normally seated on the fuel support bracket 35. At this time, the vertical portion 34 </ b> A that is inclined in the state indicated by the wavy line in FIG. 6 is not positioned in front of the ultrasonic sensor 18. Therefore, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 18 hits the side surface of the hook 11 and is reflected. The reflected wave signal is received by the ultrasonic sensor 18 and input to the distance calculator 24. The distance calculator 24 calculates the distance between the ultrasonic sensor 18 and the side surface of the hook 11 based on the reflected wave signal. The detected distance input to the seating determination device 21 is a distance between the ultrasonic sensor 18 and the side surface of the hook 11 based on the distance, and is different from the set distance. In other words, the detected position of the handle 34 in the horizontal direction is different from the set position. For this reason, a re-seat command is output from the seat determination unit 21 to the control device 22, and the re-seat control is performed in the same manner as in the first embodiment.
本実施例も、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
Also in this embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained.
本発明の他の実施例である実施例３の燃料交換装置を、図８及び図９を用いて以下に説明する。
A fuel exchange device according to Embodiment 3 which is another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施例の燃料交換装置１Ｂは、実施例１の燃料交換装置１において超音波センサ１８及び送信指令装置２０の替りに発光指令装置４１、発光器４２及び光センサ４３を設置しており、距離演算器２４を有していない。燃料交換装置１Ｂの他の構成は、燃料交換装置１と同じである。発光器４２及び光センサ４３は、燃料つかむ具１０の筺体１２の、１８０°反対側の側面に互いに対向するように設置される。発光器４２及び光センサ４３はハンドル３４の一対の垂直部３４Ａが並んでいる方向に配置される。発光指令装置４１は、着座判定器１９，２１及び発光器４２にそれぞれ接続される。光センサ４３は着座判定器２１に接続される。発光器４２は光を出力し、光センサ４３はこの光を検出する。
The fuel changer 1B according to the present embodiment includes a light emission command device 41, a light emitter 42, and an optical sensor 43 instead of the ultrasonic sensor 18 and the transmission command device 20 in the fuel changer 1 according to the first embodiment. The arithmetic unit 24 is not provided. The other configuration of the fuel changer 1B is the same as that of the fuel changer 1. The light emitter 42 and the optical sensor 43 are installed so as to face each other on the side surface opposite to the 180 ° of the housing 12 of the fuel gripping tool 10. The light emitter 42 and the optical sensor 43 are arranged in a direction in which the pair of vertical portions 34A of the handle 34 are arranged. The light emission command device 41 is connected to the seating determination devices 19 and 21 and the light emitter 42, respectively. The optical sensor 43 is connected to the seating determination device 21. The light emitter 42 outputs light, and the optical sensor 43 detects this light.
燃料交換装置１Ｂの作用のうち、実施例１の燃料交換装置１と異なっている作用だけを、以下に説明する。燃料集合体３３の燃料支持金具３５への着座操作の終了後、実施例１と同様に、着座判定器１９によって燃料集合体３３の着座高さが正常であると判定されたときに、発光指令が着座判定器１９から発光指令装置４１に出力される。発光指令装置４１は着座判定器２１及び発光器４２に発光指令信号を出力する。発光器４２は、発光指令信号を入力したとき、光を出力する。燃料集合体３３が鉛直状態で燃料支持金具３５に正常に着座されているとき、ハンドル３４の垂直部３４Ａは発光器４２の正面に位置している。したがって、発光器４２から出力された光は、垂直部３４Ａに遮られて光センサ４２に到達しない。出力された光を入力しない光センサ４２は、光受信信号を着座判定器２１に出力しない。着座判定器２１は、発光指令装置４１から発光指令信号を入力してから所定時間の間に光受信信号を入力しないとき、燃料集合体３３が鉛直状態で正常に着座されていると判定する。発光器４２から光が出力されたときに、光センサ４３がその光を検出しないとき、ハンドル３４が正常な位置にあることを示しており、燃料集合体３３が鉛直状態で正常に着座されている。
Of the operations of the fuel exchange device 1B, only the operations different from the fuel exchange device 1 of the first embodiment will be described below. After the seating operation of the fuel assembly 33 on the fuel support bracket 35 is completed, the light emission command is issued when the seating determination unit 19 determines that the seating height of the fuel assembly 33 is normal, as in the first embodiment. Is output from the seating determination device 19 to the light emission command device 41. The light emission command device 41 outputs a light emission command signal to the seating determination device 21 and the light emitter 42. The light emitter 42 outputs light when a light emission command signal is input. When the fuel assembly 33 is normally seated on the fuel support bracket 35 in the vertical state, the vertical portion 34A of the handle 34 is positioned in front of the light emitter 42. Therefore, the light output from the light emitter 42 is blocked by the vertical portion 34A and does not reach the optical sensor 42. The optical sensor 42 that does not input the output light does not output the optical reception signal to the seating determination device 21. The seating determination device 21 determines that the fuel assembly 33 is normally seated in the vertical state when the light reception signal is not input within a predetermined time after the light emission command signal is input from the light emission command device 41. When light is output from the light emitter 42, when the optical sensor 43 does not detect the light, it indicates that the handle 34 is in a normal position, and the fuel assembly 33 is normally seated in the vertical state. Yes.
チャンネルファスナ４０が上部格子板３２に接触する事象が発生したときには、燃料集合体３３が、図５（Ｄ）に示すように傾いており、燃料支持金具３５に正常に着座していない。このとき、図８に波線で示す状態になって傾いている垂直部３４Ａは、発光器４２の正面に位置していない。したがって、発光器４２から出力された光は、光センサ４３によって検出される。光を入力した光センサ４３は光受信信号を着座判定器２１に出力する。光受信信号を入力した着座判定器２１は、燃料集合体３３が傾いて燃料支持金具３５に正常に着座していないと判定し、再着座指令を制御装置２２に出力する。制御装置２２による再着座制御が実施例１と同様に行われる。発光器４２から出力された光が光センサ４３で検出されたとき、ハンドル３４が異常な位置にあることを示しており、燃料集合体３３が鉛直状態で正常に着座されていない。
When the event that the channel fastener 40 contacts the upper lattice plate 32 occurs, the fuel assembly 33 is inclined as shown in FIG. 5D and is not normally seated on the fuel support bracket 35. At this time, the vertical portion 34 </ b> A that is inclined in the state indicated by the wavy line in FIG. 8 is not positioned in front of the light emitter 42. Therefore, the light output from the light emitter 42 is detected by the optical sensor 43. The optical sensor 43 receiving the light outputs an optical reception signal to the seating determination device 21. The seating determination device 21 that has received the optical reception signal determines that the fuel assembly 33 is tilted and is not normally seated on the fuel support bracket 35, and outputs a re-seat command to the control device 22. The re-seat control by the control device 22 is performed in the same manner as in the first embodiment. When the light output from the light emitter 42 is detected by the optical sensor 43, it indicates that the handle 34 is in an abnormal position, and the fuel assembly 33 is not normally seated in the vertical state.
本実施例も、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
Also in this embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained.
本発明の好適な一実施例である実施例１の燃料交換装置の構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the fuel exchange apparatus of Example 1 which is one suitable Example of this invention.
原子炉ウエル上に配置した図１に示す燃料交換装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the fuel changer shown in FIG. 1 disposed on a reactor well.
図１に示す燃料つかみ具及び信号処理装置の構成図である。It is a block diagram of the fuel gripper and signal processing apparatus shown in FIG.
燃料つかみ具の内部構成を示し、（Ａ）は燃料つかみ具の開閉動作を示す説明図、（Ｂ）は燃料集合体の着座高さを検出するストライカの動作を示す説明図、（ｃ）は燃料つかみ具の側面図である。The internal structure of a fuel gripper is shown, (A) is explanatory drawing which shows opening / closing operation | movement of a fuel gripper, (B) is explanatory drawing which shows operation | movement of the striker which detects the seating height of a fuel assembly, (c) is It is a side view of a fuel gripper.
燃料集合体の正常な着座状態及び異常な着座状態を示す説明図であり、（Ａ）燃料集合体が鉛直に正常に着座している状態を示す説明図、（Ｂ）は燃料集合体のチャンネルファスナが上部格子板に接触した状態を示す説明図、（Ｃ）はチャンネルファスナと上部格子板の接触点を中心に回転する燃料集合体の状態を示す説明図、（Ｄ）は燃料集合体が傾いたまま異常に着座した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the normal seating state and abnormal seating state of a fuel assembly, (A) Explanatory drawing which shows the state which the fuel assembly is sitting normally normally, (B) is a channel of a fuel assembly An explanatory view showing a state where the fastener is in contact with the upper lattice plate, (C) is an explanatory view showing a state of the fuel assembly rotating around a contact point between the channel fastener and the upper lattice plate, and (D) is an explanatory view showing the state of the fuel assembly. It is explanatory drawing which shows the state seated abnormally, leaning.
本発明の他の実施例である実施例２の燃料交換装置の構成図である。It is a block diagram of the fuel exchange apparatus of Example 2 which is another Example of this invention.
図６に示す燃料つかみ具における超音波センサの取り付け状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the attachment state of the ultrasonic sensor in the fuel gripper shown in FIG.
本発明の他の実施例である実施例３の燃料交換装置の構成図である。It is a block diagram of the fuel exchange apparatus of Example 3 which is another Example of this invention.
図８に示す燃料つかみ具における発光器及び光センサの取り付け状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the attachment state of the light emitter and optical sensor in the fuel gripper shown in FIG.
符号の説明Explanation of symbols
１、１Ａ，１Ｂ…燃料交換装置、２…走行台車、３…横行台車、４…ホイスト、６…燃料つかみ装置、７…マスト、９…昇降位置検出装置、１０…燃料つかみ具、１１…フック、１２…筐体、１５…リミットスイッチ、１６…ストライカ、１８…超音波センサ、１９，２１…着座判定器、２４…距離演算器、２２…制御装置、２３…フック駆動装置、３０…原子炉圧力容器、３２…上部格子板、３３…燃料集合体、３４…ハンドル、３４Ａ…垂直部、３５…燃料支持金具、４０…チャンネルファスナ、４２…発光器、４３…光センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B ... Fuel exchange device, 2 ... Traveling trolley, 3 ... Traverse trolley, 4 ... Hoist, 6 ... Fuel gripping device, 7 ... Mast, 9 ... Lifting position detection device, 10 ... Fuel gripping tool, 11 ... Hook , 12 ... Housing, 15 ... Limit switch, 16 ... Striker, 18 ... Ultrasonic sensor, 19, 21 ... Seating determination device, 24 ... Distance calculator, 22 ... Control device, 23 ... Hook drive device, 30 ... Reactor Pressure vessel, 32 ... upper lattice plate, 33 ... fuel assembly, 34 ... handle, 34A ... vertical portion, 35 ... fuel support fitting, 40 ... channel fastener, 42 ... light emitter, 43 ... optical sensor.
