JP7198715B2 - 燃料装荷作業支援システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料を炉心に装荷する作業を支援する燃料装荷作業支援システムに関するものである。

例えば、加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って給水と熱交換することで蒸気を生成するものである。

原子炉容器は、内部に燃料からなる炉心が収容される。炉心は、多数の燃料集合体が配置されて構成され、一部の燃料集合体の内部に制御棒が配置される。燃料集合体は、作業者が燃料装荷クレーンを操作することで、原子炉容器における所定の位置に装荷される。このような原子燃料自動装荷システムとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

実開昭６２－１７６７９９号公報

作業者が燃料装荷クレーンなどを操作して燃料集合体を原子炉容器における所定の位置に装荷するとき、原子炉容器に対する燃料集合体の水平方向における位置決めが重要となる。すなわち、燃料集合体を下降して原子炉容器に装荷するとき、原子炉容器内に既に燃料集合体が装荷されていると、下降する燃料集合体が原子炉容器内にある燃料集合体に干渉するおそれがある。また、一度使用された燃料集合体は、支持格子などが熱変形していることがあり、変形している燃料集合体を原子炉容器に装荷するとき、変形部が既に装荷された燃料集合体に干渉しやすい。そのため、従来、熟練の作業者だけが燃料装荷作業を行うこととなり、燃料装荷作業を行う作業者の数が足りず、作業に支障をきたしてしまうという課題がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、燃料装荷作業を適正に支援することで作業性の向上を図る燃料装荷作業支援システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の燃料装荷作業支援システムは、原子炉容器に装荷される燃料の装荷状態を検出する装荷状態検出器と、作業者に対して燃料装荷のための操作のガイダンスを行うガイダンス装置と、前記装荷状態検出器が燃料の装荷状態の異常を検出したときに前記ガイダンス装置を作動させて異常の対処方法をガイダンスさせる制御装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、作業者が燃料装荷装置を操作して燃料を原子炉容器に装荷する作業を実施するとき、制御装置は、装荷状態検出器が燃料の装荷状態の異常を検出したときに、ガイダンス装置を作動させて異常の対処方法をガイダンスさせることから、燃料装荷作業の経験が少ない作業者であっても、燃料装荷作業を円滑に行うことができ、その結果、燃料装荷作業を適正に支援することで作業性の向上を図ることができる。

本発明の燃料装荷作業支援システムでは、前記装荷状態検出器は、燃料の荷重を検出する荷重検出器を有し、前記制御装置は、前記荷重検出器が検出した荷重が変動したときに異常と判断し、前記ガイダンス装置を作動させることを特徴としている。

従って、燃料の荷重が変動したときに異常と判断してガイダンス装置を作動させることから、燃料の干渉を判定することで、作業者に対して異常の対処方法を正確にガイダンスすることができる。

本発明の燃料装荷作業支援システムでは、前記装荷状態検出器は、燃料の装荷方向における位置を検出する位置検出器を有し、前記制御装置は、前記位置検出器が検出した燃料の装荷方向における位置に基づいて異常の原因を特定することを特徴としている。

従って、燃料の装荷方向における位置に基づいて異常の原因を特定することから、燃料の干渉対象を特定することで、作業者に対して異常の対処方法を正確にガイダンスすることができる。

本発明の燃料装荷作業支援システムでは、前記ガイダンス装置は、表示装置を有し、前記制御装置は、前記原子炉容器に既に装荷されている燃料の位置と、前記位置検出器が検出した燃料の装荷方向における位置を前記表示装置に表示させることを特徴としている。

従って、原子炉容器に既に装荷されている燃料の位置と、燃料の装荷方向における位置を表示装置に表示させることから、作業者は、燃料装荷状態の異常原因を知ることができ、異常の対処を容易に行うことができる。

本発明の燃料装荷作業支援システムでは、前記装荷状態検出器は、燃料の装荷状態を撮影するカメラを有し、前記制御装置は、前記カメラの撮影画像を前記表示装置に表示させることを特徴としている。

従って、燃料の装荷状態を表示装置に表示させることから、作業者は、燃料装荷状態の異常原因を知ることができ、異常の対処を容易に行うことができる。

本発明の燃料装荷作業支援システムでは、前記制御装置は、前記原子炉容器に既に装荷されている燃料の位置に応じた異常の対処方法を前記ガイダンス装置によりガイダンスさせることを特徴としている。

従って、原子炉容器に既に装荷されている燃料の位置に応じた異常の対処方法をガイダンスさせることから、装荷する燃料が既に装荷されている燃料に干渉したとき、装荷する燃料の位置補正を高精度に行うことができる。

本発明の燃料装荷作業支援システムによれば、燃料装荷作業を適正に支援することで作業性の向上を図ることができる。

図１は、本実施形態の燃料装荷作業支援システムを表すブロック構成図である。 図２は、燃料装荷装置を表す概略図である。 図３は、燃料装荷時における燃料集合体の位置を表示する表示画面の概略図である。 図４は、燃料装荷作業支援方法を表すフローチャートである。 図５は、加圧水型原子炉を表す縦断面図である。 図６は、燃料集合体の概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る燃料装荷作業支援システムの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

原子力発電プラントは、図示しないが、原子炉格納容器内に配置される原子炉及び蒸気発生器と、蒸気タービン発電設備とを有する。本実施形態の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させる加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

図５は、加圧水型原子炉を表す縦断面図である。

図５に示すように、加圧水型原子炉１０において、原子炉容器１１は、内部に炉内構造物が挿入できるように、原子炉容器本体１２とその上部に装着される原子炉容器蓋１３により構成され、原子炉容器本体１２に対して原子炉容器蓋１３が複数のスタッドボルト１４およびナット１５により開閉可能に固定される。

原子炉容器本体１２は、上部が開口し、下部が半球形状をなして閉塞された円筒形状をなし、上部に一次冷却材としての軽水を供給する入口ノズル１６と、軽水を排出する出口ノズル１７が形成される。原子炉容器本体１２は、内部に炉心槽１８が配置され、上部が原子炉容器本体１２の内壁面に支持される。上部炉心支持板１９は、原子炉容器本体１２の内部に配置され、上部が炉心槽１８の上部に支持される。上部炉心板２０は、複数の炉心支持ロッド２１により上部炉心支持板１９に吊下げ支持される。

炉心槽１８は、下方に下部炉心支持板２２が支持され、下部炉心支持板２２は、外周部が位置決め部材２３により原子炉容器本体１２の内壁面に位置決め支持される。炉心槽１８は、下部に下部炉心板２４が支持されている。炉心２５は、多数の燃料集合体２６が配置されて構成され、内部に多数の制御棒２７が配置され、この制御棒２７は、燃料集合体２６に挿入可能である。上部炉心支持板１９は、多数の制御棒クラスタ案内管２８が固定され、内部に制御棒２７が挿通可能である。原子炉容器蓋１３は、半球形状をなし、制御棒駆動装置２９が配置され、複数の制御棒クラスタ駆動軸３０が制御棒クラスタ案内管２８内に挿通され、下端部に制御棒２７が連結される。制御棒駆動装置２９は、各制御棒２７を炉心２５に対して抜き差しすることで、原子炉出力を制御する。

図６は、燃料集合体の概略構成図である。

図６に示すように、燃料集合体２６は、多数の燃料棒４１が支持格子４２により格子状に束ねられて構成される。燃料集合体２６は、上端部に上部ノズル４３が固定される一方、下端部に下部ノズル４４が固定される。なお、図６では、煩雑になるため、燃料棒４１間の格子部分を省略し、外周部のみ模式的に図示している。燃料棒４１は、燃料被覆管内に複数の燃料ペレットが収容されて構成される。燃料ペレットは、核分裂性物質を焼き固め、ペレット状に形成したものである。燃料被覆管は、内部に所定数の燃料ペレットが充填され、ヘリウムガスが充填される。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムは、燃料集合体２６を原子炉容器１１に装荷する作業を支援するものである。図１は、本実施形態の燃料装荷作業支援システムを表すブロック構成図である。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムは、図１に示すように、操作装置５１と、制御装置５２と、本発明のガイダンス装置に相当する表示装置５３およびスピーカ５４と、記録装置５５とを備える。また、本実施形態の燃料装荷作業支援システムは、燃料装荷装置６０として構成されて本発明の装荷状態検出器に相当るロードセル５６、エンコーダ５７、カメラ５８を用いる。

燃料装荷装置について説明する。図２は、燃料装荷装置を表す概略図である。

図２に示すように、燃料装荷装置６０は、ブリッジ６１と、ホイスト６２と、グリッパ装置６３と、トロリ６４とを備える。原子炉容器１１（図５参照）が配置される空間部の両側に架台７１が設けられ、架台７１上にブリッジ６１が架け渡され、ブリッジ６１は、水平方向（図２の紙面直交方向）に移動自在に支持される。また、ブリッジ６１上にトロリ６４が配置され、トロリ６４は、水平方向（図２の左右方向）に移動自在に支持される。

ホイスト６２は、トロリ６４上に配置される。ホイスト６２は、所定長さのワイヤロープ７４が巻き取られており、駆動装置（図示略）により、ワイヤロープ７４の繰り出しと巻き取りを行うことができる。ブリッジ６１およびトロリ６４は、中央部の貫通孔７２，７３が設けられる。筒形状をなすマストチューブ７５は、ブリッジ６１およびトロリ６４の貫通孔７２，７３内に配置され、上端部がトロリ６４に固定される。ホイスト６２から繰り出されたワイヤロープ７４は、滑車７６を介してマストチューブ７５内に導かれる。

グリッパ装置６３は、マストチューブ７５内に配置され、ワイヤロープ７４の先端部が連結される。グリッパ装置６３は、下端部にグリッパ６３ａを有し、グリッパ６３ａにより燃料集合体２６の上端部を把持することができる。そして、滑車７６にロードセル５６が設けられ、ホイスト６２にエンコーダ５７が設けられる。ロードセル５６は、ワイヤロープ７４およびグリッパ装置６３を介して燃料集合体２６の荷重を検出する。エンコーダ５７は、ホイスト６２からのワイヤロープ７４の繰り出し量を検出することで、燃料集合体２６における装荷方向の位置（高さ）を検出する。

マストチューブ７５は、外側にマスト７７の上端部が支持され、マスト７７は、下端部にカメラ５８が装着される。カメラ５８は、装荷状態にある燃料集合体２６を撮影することができる。カメラ５８は、マストチューブ７５に対して昇降自在であると共に、マストチューブ７５の周囲を旋回することができる。

そのため、グリッパ装置６３のグリッパ６３ａが燃料集合体２６を把持した状態で、ブリッジ６１およびトロリ６４を移動することで、燃料集合体２６を原子炉容器１１（図５参照）における所定の燃料装荷位置に位置決めする。ここで、ホイスト６２を駆動することでワイヤロープ７４を繰り出すと、グリッパ装置６３に把持された燃料集合体２６を下降することができる。そして、燃料集合体２６が原子炉容器１１に着底すると、グリッパ装置６３による燃料集合体２６の把持を解除し、ホイスト６２を駆動することでワイヤロープ７４を巻き取り、グリッパ装置６３を上昇させる。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムは、作業者が燃料装荷装置６０を用いて燃料集合体２６を原子炉容器１１に装荷する作業行うとき、燃料装荷作業を支援する。

図１に戻り、操作装置５１は、作業者が操作するものであり、制御装置５２に操作信号を入力することで、燃料装荷装置６０のホイスト６２とグリッパ装置６３を作動させることができる。表示装置５３は、作業者が視認することができる画面を有する。スピーカ５４は、作業者に対して指示や警報を発することができる。記録装置５５は、加圧水型原子炉１０（図５参照）を構成する部材（例えば、燃料集合体２６など）の設計データや燃料装荷作業に対する支援処理を行うプログラムなどが格納される。ロードセル５６は、燃料集合体２６の荷重を検出する。エンコーダ５７は、燃料集合体２６における装荷方向の位置（高さ）を検出する。カメラ５８は、装荷状態にある燃料集合体２６を撮影する。

制御装置５２は、原子炉容器１１に装荷される燃料集合体２６の装荷状態の異常を検出したときに、ガイダンス装置としての表示装置５３やスピーカ５４を作動させることで、異常の対処方法として、燃料装荷のための各種操作を作業者にガイダンスさせる。

具体的に、制御装置５２は、ロードセル５６が検出した燃料集合体２６の荷重が変動したときに異常と判断し、表示装置５３やスピーカ５４により異常の対処方法を作業者にガイダンスさせる。

このとき、制御装置５２は、原子炉容器１１に既に装荷されている燃料集合体２６の位置と、燃料の装荷方向における位置を表示装置５３に表示させている。また、カメラ５８は、装荷状態にある燃料集合体２６を撮影し、制御装置５２は、カメラ５８の撮影画像を表示装置５３に表示させている。そのため、制御装置５２は、燃料装荷状態の異常の原因を特定して表示装置５３に表示し、作業者は、燃料装荷状態の異常の原因を知ることができる。

また、制御装置５２は、原子炉容器１１に既に装荷されている燃料集合体２６の位置に応じた異常の対処方法を作業者にガイダンスさせる。

表示装置５３について説明する。図３は、燃料装荷時における燃料集合体の位置を表示する表示画面の概略図である。

図３に示すように、表示装置５３の画面にて、左側には、装荷を行う燃料集合体２６Ａが表示されると共に、燃料集合体２６Ａの周囲の区画にある燃料集合体２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄが表示されると共に、その他の区画には燃料集合体２６が装荷されていないことが表示される。表示装置５３の画面では、燃料集合体２６における中間部での状態と、下部での状態が表示される。この場合、燃料集合体２６の有無は、例えば、表示色により区別される。また、表示装置５３の画面にて、右側には、装荷を行っている燃料集合体２６Ａと、既に装荷された隣接する燃料集合体２６Ｂとの位置関係が表示される。

ここで、作業者が燃料装荷装置６０を用いて燃料装荷作業を実施するときの燃料装荷作業支援方法について説明する。図４は、燃料装荷作業支援方法を表すフローチャートである。

図１および図２、図４に示すように、ステップＳ１１にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて、燃料プール（図示略）にある燃料集合体２６を吊り上げて原子炉容器１１まで移動する。ステップＳ１２にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて、燃料集合体２６を水平移動し、炉心に対して燃料集合体２６を装荷する位置に位置決めする。ステップＳ１３にて、制御装置５２は、炉心に対する燃料集合体２６の装荷状況を表示装置５３に表示（例えば、図３）する。ステップＳ１４にて、制御装置５２は、カメラ５８を下降する。このとき、制御装置５２は、カメラ５８の画像を表示装置５３に表示する。

ステップＳ１５にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて、燃料集合体２６を下降させる。ステップＳ１６にて、制御装置５２は、ロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生したかどうかを判定する。燃料集合体２６が下降するとき、既に装荷されている燃料集合体２６に接触すると、ロードセル５６が検出する燃料集合体２６の荷重が低下するように変動するため、制御装置５２は、この荷重変動を燃料装荷の異常と判定する。

ここで、制御装置５２がロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生していないと判定（Ｎｏ）すると、ステップＳ１７にて、制御装置５２は、自動で燃料集合体２６を下降させる。つまり、装荷するために下降する燃料集合体２６の下端部が、既に装荷されている燃料集合体２６の上端部を過ぎるまでの作業は、作業者が操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて手動で行い、それ以降は、制御装置５２が燃料装荷装置６０を作動制御して自動で行う。

ステップＳ１８にて、制御装置５２は、ロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生したかどうかを判定する。ここで、制御装置５２がロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生していないと判定（Ｎｏ）すると、ステップＳ１９にて、制御装置５２は、自動で燃料集合体２６の下降を停止させる。この状態は、装荷するために下降する燃料集合体２６が炉心の底部に到達する直前に位置する状態であり、装荷するために下降する燃料集合体２６の下端部と炉心の底部との間に所定隙間が確保されている。

この状態から、ステップＳ２０にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて、燃料集合体２６を下降する。ステップＳ２１にて、制御装置５２は、ロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生したかどうかを判定する。ここで、制御装置５２がロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生していないと判定（Ｎｏ）すると、ステップＳ２２にて、燃料集合体２６が炉心の底部に到達し、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて、燃料集合体２６の下降を停止する。燃料集合体２６の着底は、例えば、エンコーダ５７が検出した燃料集合体２６における装荷方向の位置（高さ）に基づいて判定する。

このとき、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて、グリッパ装置６３による燃料集合体２６の把持を解除するが、ステップＳ２３にて、制御装置５２は、グリッパ装置６３による燃料集合体２６の把持が解除されたかどうかを判定する。ここで、グリッパ装置６３による燃料集合体２６の把持が解除されると判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２４にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いてグリッパ装置６３を上昇させる。

一方、ステップＳ１６にて、制御装置５２がロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生したと判定（Ｙｅｓ）すると、ステップＳ３１にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて、燃料集合体２６の下降を停止する。制御装置５２が燃料集合体２６の荷重変動を判定すると、スピーカ５４により警報を発するため、作業者は、警報を発すると、燃料集合体２６の下降を停止する。ステップＳ３２にて、制御装置５２は、装荷する燃料集合体２６の高さが、既に装荷されて隣接する燃料集合体２６に干渉する高さがどうかを判定する。

すなわち、制御装置５２は、エンコーダ５７が検出した燃料集合体２６における装荷方向の位置（高さ）がわかっていることから、装荷するために下降する燃料集合体２６の下端部が、既に装荷されている燃料集合体２６の上端部を過ぎたかどうかを判定する。ここで、装荷する燃料集合体２６の高さが既に装荷されて隣接する燃料集合体２６に干渉する高さではないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ３３にて、装荷する燃料集合体２６の下端部が既に装荷されている燃料集合体２６の上端部に乗り上げた乗り上げ干渉であると判断する。そのため、ステップＳ３４にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を高さＨ１だけ上昇させるガイダンスを行う。ステップＳ３５にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を水平方向に距離Ｌ１だけ移動させるガイダンスを行う。

このとき、制御装置５２は、装荷する燃料集合体２６が既に装荷されている燃料集合体２６から離間する水平方向に移動させるガイダンスを行う。但し、装荷する燃料集合体２６の周囲の全てに既に装荷されている燃料集合体２６がある場合、装荷する燃料集合体２６が乗り上げた燃料集合体２６から離間する水平方向に距離Ｌ１より短い距離Ｌ２だけ移動させるガイダンスを行う。

また、ステップＳ３２にて、制御装置５２が装荷する燃料集合体２６の高さが、既に装荷されて隣接する燃料集合体２６に干渉する高さであると判定（Ｙｅｓ）すると、ステップＳ３６にて、装荷する燃料集合体２６の支持格子４２（図６参照）が既に装荷されている燃料集合体２６の上端部や支持格子に干渉したグリッド干渉であると判断する。そのため、ステップＳ３７にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を高さＨ１より低い高さＨ２だけ上昇させるガイダンスを行う。ステップＳ３８にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を水平方向に距離Ｌ１（または、Ｌ２）だけ移動させるガイダンスを行う。

ステップＳ３９にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて燃料集合体２６を下降させ、燃料集合体２６が所定高さだけ下降すると、ステップＳ４０にて、制御装置５２は、燃料装荷装置６０を用いて燃料集合体２６を自動で下降させる。その後、燃料集合体２６が所定高さだけ下降されると、ステップＳ１９にて、制御装置５２は、自動で燃料集合体２６の下降を停止させる。

また、ステップＳ１８にて、制御装置５２がロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生したと判定（Ｙｅｓ）すると、燃料集合体２６の下降が停止し、ステップＳ４１にて、装荷する燃料集合体２６の支持格子４２（図６参照）が既に装荷されている燃料集合体２６の上端部や支持格子に干渉したグリッド干渉であると判断する。そのため、ステップＳ４２にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を高さＨ２だけ上昇させるガイダンスを行う。ステップＳ４３にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を水平方向に距離Ｌ１（または、Ｌ２）だけ移動させるガイダンスを行う。そして、ステップＳ４０にて、制御装置５２は、燃料装荷装置６０を用いて燃料集合体２６を自動で下降させる。その後、燃料集合体２６が所定高さだけ下降されると、ステップＳ１９にて、制御装置５２は、自動で燃料集合体２６の下降を停止させる。

また、ステップＳ２１にて、制御装置５２がロードセル５６の検出結果に基づいて荷重変動が発生したと判定（Ｙｅｓ）すると、燃料集合体２６の下降が停止し、ステップＳ５１にて、制御装置５２は、装荷する燃料集合体２６の高さが、炉底ピンの高さがどうかを判定する。ここで、装荷する燃料集合体２６の高さが炉底ピンの高さだと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ５２にて、装荷する燃料集合体２６の下端部が炉底ピンまたは既に装荷されている燃料集合体２６の支持格子４２に干渉したグリッド干渉であると判断する。そのため、ステップＳ５３にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を高さＨ２より低いＨ３だけ上昇させるガイダンスを行う。ステップＳ５４にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を水平方向に距離Ｌ１より短いＬ３だけ移動させるガイダンスを行う。そして、ステップＳ５５にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて燃料集合体２６を下降させ、ステップＳ２２にて、燃料集合体２６を着底させる。

また、ステップＳ５１にて、装荷する燃料集合体２６の高さが炉底ピンの高さではないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ５６にて、装荷する燃料集合体２６の支持格子４２（図６参照）が既に装荷されている燃料集合体２６の上端部や支持格子に干渉したグリッド干渉であると判断する。そのため、ステップＳ５７にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を高さＨ２だけ上昇させるガイダンスを行う。ステップＳ５８にて、制御装置５２は、表示装置５３やスピーカ５４により作業者に対して、燃料集合体２６を水平方向に距離Ｌ１（または、Ｌ２）だけ移動させるガイダンスを行う。そして、ステップＳ５９にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いて燃料集合体２６を下降させ、ステップＳ２２にて、燃料集合体２６を着底させる。

また、ステップＳ２３にて、制御装置５２がグリッパ装置６３による燃料集合体２６の把持が解除されていないと判定（Ｎｏ）すると、ステップＳ６１にて、制御装置５２は、その対策をガイダンスする。例えば、燃料装荷装置６０を用いてグリッパ装置６３を水平方向に移動させるガイダンスをする。また、燃料装荷装置６０のホイスト６２などの各種機器の点検を促すガイダンスをする。そして、ステップＳ６２にて、グリッパ装置６３による燃料集合体２６の把持を解除されると、ステップＳ２４にて、作業者は、操作装置５１により燃料装荷装置６０を用いてグリッパ装置６３を上昇させる。

このように本実施形態の燃料装荷作業支援システムにあっては、原子炉容器１１に装荷される燃料集合体２６の装荷状態を検出する装荷状態検出器としてのロードセル５６およびエンコーダ５７と、作業者に対して燃料装荷のための操作のガイダンスを行うガイダンス装置としての表示装置５３およびスピーカ５４と、燃料集合体２６の装荷状態の異常を検出したときに異常の対処方法をガイダンスさせる制御装置５２とを備える。

従って、燃料装荷作業の経験が少ない作業者であっても、燃料装荷作業を円滑に行うことができ、その結果、燃料装荷作業を適正に支援することで作業性の向上を図ることができる。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムでは、制御装置５２は、ロードセル５６が検出した燃料集合体２６の荷重が変動したときに異常と判断し、ガイダンスさせる。従って、燃料集合体２６の干渉を判定することで、作業者に対して異常の対処方法を正確にガイダンスすることができる。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムでは、制御装置５２は、エンコーダ５７が検出した燃料集合体２６の装荷方向における位置に基づいて異常の原因を特定する。従って、燃料集合体２６の干渉対象を特定することで、作業者に対して異常の対処方法を正確にガイダンスすることができる。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムでは、制御装置５２は、原子炉容器１１に既に装荷されている燃料集合体２６の位置と、エンコーダ５７が検出した燃料集合体２６の装荷方向における位置を表示装置５３に表示させる。従って、作業者は、燃料装荷状態の異常原因を知ることができ、異常の対処を容易に行うことができる。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムでは、制御装置５２は、カメラ５８の撮影画像を表示装置５３に表示させる。従って、作業者は、燃料装荷状態の異常原因を知ることができ、異常の対処を容易に行うことができる。

本実施形態の燃料装荷作業支援システムでは、制御装置５２は、原子炉容器１１に既に装荷されている燃料集合体２６の位置に応じた異常の対処方法をガイダンスさせる。従って、装荷する燃料集合体２６が既に装荷されている燃料集合体２６に干渉したとき、装荷する燃料集合体２６の位置補正を高精度に行うことができる。

なお、上述した実施形態では、装荷状態検出器として、ロードセル５６とエンコーダ５７を適用したが、この構成に限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、原子炉容器を加圧水型原子炉で使用されるものとして説明したが、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）や高速増殖炉（ＦＢＲ：Fast Breeder Reactor）に使用される原子炉容器に適用してもよい。

１０ 加圧水型原子炉
１１ 原子炉容器
１２ 原子炉容器本体
１３ 原子炉容器蓋
１８ 炉心槽
２５ 炉心
２６ 燃料集合体
２７ 制御棒
４１ 燃料棒
４２ 支持格子
４３ 上部ノズル
４４ 下部ノズル
５１ 操作装置
５２ 制御装置
５３ 表示装置
５４ スピーカ
５５ 記録装置
５６ ロードセル（装荷状態検出器、荷重検出器）
５７ エンコーダ（装荷状態検出器、位置検出器）
５８ カメラ（装荷状態検出器）
６０ 燃料装荷装置
６１ ブリッジ
６２ ホイスト
６３ グリッパ装置
６４ トロリ
７１ 架台
７４ ワイヤロープ
７５ マストチューブ
７６ 滑車
７７ マスト

Claims (6)

1. 原子炉容器に装荷される燃料の装荷状態を検出する装荷状態検出器と、
   作業者に対して燃料装荷のための操作のガイダンスを行うガイダンス装置と、
   前記装荷状態検出器が燃料の装荷状態の異常を検出したときに前記ガイダンス装置を作動させて異常の対処方法をガイダンスさせる制御装置と、
   を備えることを特徴とする燃料装荷作業支援システム。
2. 前記装荷状態検出器は、燃料の荷重を検出する荷重検出器を有し、前記制御装置は、前記荷重検出器が検出した荷重が変動したときに異常と判断し、前記ガイダンス装置を作動させることを特徴とする請求項１に記載の燃料装荷作業支援システム。
3. 前記装荷状態検出器は、燃料の装荷方向における位置を検出する位置検出器を有し、前記制御装置は、前記位置検出器が検出した燃料の装荷方向における位置に基づいて異常の原因を特定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料装荷作業支援システム。
4. 前記ガイダンス装置は、表示装置を有し、前記制御装置は、前記原子炉容器に既に装荷されている燃料の位置と、前記位置検出器が検出した燃料の装荷方向における位置を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項３に記載の燃料装荷作業支援システム。
5. 前記装荷状態検出器は、燃料の装荷状態を撮影するカメラを有し、前記制御装置は、前記カメラの撮影画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項４に記載の燃料装荷作業支援システム。
6. 前記制御装置は、前記原子炉容器に既に装荷されている燃料の位置に応じた異常の対処方法を前記ガイダンス装置によりガイダンスさせることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料装荷作業支援システム。

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