JPH0664177B2 - 原子炉燃料交換機の制御方式 - Google Patents
原子炉燃料交換機の制御方式Info
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- JPH0664177B2 JPH0664177B2 JP61227215A JP22721586A JPH0664177B2 JP H0664177 B2 JPH0664177 B2 JP H0664177B2 JP 61227215 A JP61227215 A JP 61227215A JP 22721586 A JP22721586 A JP 22721586A JP H0664177 B2 JPH0664177 B2 JP H0664177B2
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- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims description 17
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/20—Arrangements for introducing objects into the pressure vessel; Arrangements for handling objects within the pressure vessel; Arrangements for removing objects from the pressure vessel
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
- B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/41815—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/02—Details of handling arrangements
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明、原子炉の燃料交換方式に係り、特に複数台の燃
料つかみ装置を運用する場合に好適な燃料交換方式に関
する。
料つかみ装置を運用する場合に好適な燃料交換方式に関
する。
従来の原子力発電プラントの原子燃料の交換時の移送
は、特開昭58−34392号に示されるように炉心と燃料貯
蔵プール間において１台の燃料交換機により行ってい
る。このため、移送時間の短縮を図るためには、燃料交
換機の駆動速度のスピートアップを行う必要があるが、
高度の安全性が必要であるため、そのスピートアップは
限界がある。また、移送時間の短縮のために複数本の燃
料をつかむ複数台のつかみ装置（以後グリッパと呼ぶ）
を備えた燃料交換機を用い、同時に複数本の燃料をつか
み、炉心（以後コアと呼ぶ）と燃料貯蔵プール（以後プ
ールと呼ぶ）の間を移送する方法が考えられている。
は、特開昭58−34392号に示されるように炉心と燃料貯
蔵プール間において１台の燃料交換機により行ってい
る。このため、移送時間の短縮を図るためには、燃料交
換機の駆動速度のスピートアップを行う必要があるが、
高度の安全性が必要であるため、そのスピートアップは
限界がある。また、移送時間の短縮のために複数本の燃
料をつかむ複数台のつかみ装置（以後グリッパと呼ぶ）
を備えた燃料交換機を用い、同時に複数本の燃料をつか
み、炉心（以後コアと呼ぶ）と燃料貯蔵プール（以後プ
ールと呼ぶ）の間を移送する方法が考えられている。
上記従来技術は、いずれもプールとコア間の水平移送だ
けを同時に行うものであり、動作の並列化（同時化）の
効果が一部分に限定されていた。そこで、燃料交換の効
率化を図るには、なるべく多くの動作を並列化すること
が望ましいわけであるが、実際には、燃料交換機の取り
付けスペースの制限から、完全に互に非干渉な複数のグ
リッパを取り付けることは、２個のグリッパでさえほぼ
不可能である。従って、互いに他のグリッパからの制約
を受けながらどのようにして多くの動作の並列化を図る
かが技術的な課題となる。
けを同時に行うものであり、動作の並列化（同時化）の
効果が一部分に限定されていた。そこで、燃料交換の効
率化を図るには、なるべく多くの動作を並列化すること
が望ましいわけであるが、実際には、燃料交換機の取り
付けスペースの制限から、完全に互に非干渉な複数のグ
リッパを取り付けることは、２個のグリッパでさえほぼ
不可能である。従って、互いに他のグリッパからの制約
を受けながらどのようにして多くの動作の並列化を図る
かが技術的な課題となる。
本発明の目的は、このような課題を解決し、燃料交換の
効率化を図ることにある。
効率化を図ることにある。
本発明においては原子炉燃料交換機は複数のグリッパを
備えている。その制御方式の特徴は、実行ステップ順に
各グリッパのなすべき動作を記憶しているグリッパ運用
手順記憶手段と；該グリッパ運用手順記憶手段から読み
出された順次の実行ステップにおいて優先的に運用され
るべき優先グリッパを定め、且つ優先グリッパを含めた
全グリッパについて、各グリッパの位置、荷重吊下の有
無および当該グリッパが優先グリッパであるか否かに基
づき各グリッパに許される可動自由度を実行ステップ終
了まで時々刻々定める可動自由度判断手段と；前記グリ
ッパ運用手順記憶手段に記憶されている未終了の実行ス
テップの中で、各々のグリッパが次になすべき動作を制
御するに際し、該可動自由度判断手段によって定められ
た可動自由度の範囲内で動作を行なわせるように制御す
る各グリッパごとのグリッパ制御手段と；実行ステップ
の終了を判定し上記グリッパ運用手順記憶手段より次の
実行ステップを読み出す実行ステップ管理手段と、を具
備したことにある。
備えている。その制御方式の特徴は、実行ステップ順に
各グリッパのなすべき動作を記憶しているグリッパ運用
手順記憶手段と；該グリッパ運用手順記憶手段から読み
出された順次の実行ステップにおいて優先的に運用され
るべき優先グリッパを定め、且つ優先グリッパを含めた
全グリッパについて、各グリッパの位置、荷重吊下の有
無および当該グリッパが優先グリッパであるか否かに基
づき各グリッパに許される可動自由度を実行ステップ終
了まで時々刻々定める可動自由度判断手段と；前記グリ
ッパ運用手順記憶手段に記憶されている未終了の実行ス
テップの中で、各々のグリッパが次になすべき動作を制
御するに際し、該可動自由度判断手段によって定められ
た可動自由度の範囲内で動作を行なわせるように制御す
る各グリッパごとのグリッパ制御手段と；実行ステップ
の終了を判定し上記グリッパ運用手順記憶手段より次の
実行ステップを読み出す実行ステップ管理手段と、を具
備したことにある。
可動自由度判断手段は、グリッパ運用手順記憶手段から
読み出された順次の実行ステップにおいて優先的に運用
されるべきグリッパ（これを優先グリッパという）を定
めると共に、当該実行ステップでの各グリッパについ
て、当該グリッパの水平位置および上下方向位置（高
さ）、該グリッパが燃料を吊下げているか否か、燃料が
揺動しているか否か、当該グリッパが優先グリッパか否
か等に基づいて、どの方向（水平二方向、上下方向）に
自由に動くことが許されるか否か（これを可動自由度と
いう）を判断する。各グリッパごとのグリッパ制御手段
は、優先グリッパにはその可動自由度の判断結果に基づ
いて優先的に実行ステップの動作をさせ、他方これと並
行して非優先グリッパには、優先グリッパの動作と抵触
しない範囲において、グリッパ運用手順記憶手段に記憶
されている未終了の実行ステップの中で、各々のグリッ
パが次になすべき動作を制御するに際し、該可動自由度
判断手段によって定められた可動自由度の範囲内で動作
を同時並行して行なわせる。
読み出された順次の実行ステップにおいて優先的に運用
されるべきグリッパ（これを優先グリッパという）を定
めると共に、当該実行ステップでの各グリッパについ
て、当該グリッパの水平位置および上下方向位置（高
さ）、該グリッパが燃料を吊下げているか否か、燃料が
揺動しているか否か、当該グリッパが優先グリッパか否
か等に基づいて、どの方向（水平二方向、上下方向）に
自由に動くことが許されるか否か（これを可動自由度と
いう）を判断する。各グリッパごとのグリッパ制御手段
は、優先グリッパにはその可動自由度の判断結果に基づ
いて優先的に実行ステップの動作をさせ、他方これと並
行して非優先グリッパには、優先グリッパの動作と抵触
しない範囲において、グリッパ運用手順記憶手段に記憶
されている未終了の実行ステップの中で、各々のグリッ
パが次になすべき動作を制御するに際し、該可動自由度
判断手段によって定められた可動自由度の範囲内で動作
を同時並行して行なわせる。
このようにして、各グリッパ間およびグリッパと原子炉
設備の諸部分との干渉を防止しつつ、効率よく各グリッ
パの並行作業を進めることができる。
設備の諸部分との干渉を防止しつつ、効率よく各グリッ
パの並行作業を進めることができる。
以下、本発明の実施例を説明する。原子力発電プラント
では、ある一定期間運転すると古い原子燃料と新しい燃
料とを交換する必要がある。110万kw級の沸騰水型原子
炉で、コア中に約800体の燃料集合体（以後単に燃料と
呼ぶ）があり、毎回、全体の1/4〜1/3をプールに取り出
した後、プールにあらかじめ用意されている新燃料をコ
アに運び入れる。この際の、コア中のどの位置にある燃
料を取り出し、どの位置に新燃料を入れるかは、燃料交
換の仕様として与えられる。
では、ある一定期間運転すると古い原子燃料と新しい燃
料とを交換する必要がある。110万kw級の沸騰水型原子
炉で、コア中に約800体の燃料集合体（以後単に燃料と
呼ぶ）があり、毎回、全体の1/4〜1/3をプールに取り出
した後、プールにあらかじめ用意されている新燃料をコ
アに運び入れる。この際の、コア中のどの位置にある燃
料を取り出し、どの位置に新燃料を入れるかは、燃料交
換の仕様として与えられる。
第１図に、本発明実施例の全体構成図を示す。図中のグ
リッパ運用手順作成手段101は、燃料交換仕様から、複
数台（ｎ台）の各グリッパの運用手順をステップ番号順
に作成し、グリッパ運用手順記憶手段102がこれを記憶
する。ここで、グリッパ運用手順は、ステップ番号1,2,
3…が付された複数のステップより成るものであり、各
々ステップの内容は、単数または複数のグリッパの動作
より構成される。各動作は UP（x,y）…位置（x,y）にある燃料を持ち上げる。
リッパ運用手順作成手段101は、燃料交換仕様から、複
数台（ｎ台）の各グリッパの運用手順をステップ番号順
に作成し、グリッパ運用手順記憶手段102がこれを記憶
する。ここで、グリッパ運用手順は、ステップ番号1,2,
3…が付された複数のステップより成るものであり、各
々ステップの内容は、単数または複数のグリッパの動作
より構成される。各動作は UP（x,y）…位置（x,y）にある燃料を持ち上げる。
DOWN（x,y）…位置（x,y）に燃料をおろす。
PASS-GATE…ゲート（コアとプール間の）を通る。
のいずれかである。実行ステップ管理手段103は、現在
実行中のステップ（実行ステップという）の番号を保持
するとともに、当該番号の実行ステップの終了を判定し
て実行ステップ番号を１つ増やす機能を有する。可動自
由度判断手段104は、各々のグリッパについて、例えば
x,y,z三方向の自由度のいずれが可動で、いずれが拘束
されているのかを判断し、各グリッパの制御手段105に
判断結果を伝達する。各グリッパの制御手段105は、グ
リッパ運用手順記憶手段に記憶されている未終了の実行
ステップの中で、各々のグリッパが次になすべき動作を
制御するに際し、該可動自由度判断手段によって定めら
れた可動自由度の範囲内で動作を行なわせるように制御
する。
実行中のステップ（実行ステップという）の番号を保持
するとともに、当該番号の実行ステップの終了を判定し
て実行ステップ番号を１つ増やす機能を有する。可動自
由度判断手段104は、各々のグリッパについて、例えば
x,y,z三方向の自由度のいずれが可動で、いずれが拘束
されているのかを判断し、各グリッパの制御手段105に
判断結果を伝達する。各グリッパの制御手段105は、グ
リッパ運用手順記憶手段に記憶されている未終了の実行
ステップの中で、各々のグリッパが次になすべき動作を
制御するに際し、該可動自由度判断手段によって定めら
れた可動自由度の範囲内で動作を行なわせるように制御
する。
これらの各手段の詳細を説明するために、第２図に示す
ような２台のグリッパ207を備えた燃料交換機を例にと
る。第２図は斜め上方よりの見取り図であり、コア、プ
ール及び両者をつなぐ通路であるゲートの両側に設けら
れたレール201上を、走行台車202が図中の座標軸でｙ方
向に走行し、同一の走行台車上を２台の独立した横行台
車203及び204がｘ方向に移動する。燃料205は、各横行
台車から下に延びる伸縮管206の先に取り付けられた各
グリッパ207によってつかみ上げられる。すなわち、両
グリッパの独立した自由度はｘとｚであり、ｙは互いに
干渉する。
ような２台のグリッパ207を備えた燃料交換機を例にと
る。第２図は斜め上方よりの見取り図であり、コア、プ
ール及び両者をつなぐ通路であるゲートの両側に設けら
れたレール201上を、走行台車202が図中の座標軸でｙ方
向に走行し、同一の走行台車上を２台の独立した横行台
車203及び204がｘ方向に移動する。燃料205は、各横行
台車から下に延びる伸縮管206の先に取り付けられた各
グリッパ207によってつかみ上げられる。すなわち、両
グリッパの独立した自由度はｘとｚであり、ｙは互いに
干渉する。
第３図は、第２図のｙ−ｚ軸に沿った断面を示す。コア
において、炉心部の燃料チャネル301に燃料を装荷し終
えた時のグリッパ207の高さを着座高さhcb、燃料205が
燃料チャンネル301の上方に抜け出し終えたグリッパの
下限の高さを中間高さhm、燃料を吊った状態でx,y方向
に水平に自由に動けるグリッパの高さを上限高さhfとす
る。またプールにおいて、燃料ラック302に燃料を装荷
し終えた時のグリッパの高さを着座高さhpbとする。
において、炉心部の燃料チャネル301に燃料を装荷し終
えた時のグリッパ207の高さを着座高さhcb、燃料205が
燃料チャンネル301の上方に抜け出し終えたグリッパの
下限の高さを中間高さhm、燃料を吊った状態でx,y方向
に水平に自由に動けるグリッパの高さを上限高さhfとす
る。またプールにおいて、燃料ラック302に燃料を装荷
し終えた時のグリッパの高さを着座高さhpbとする。
さて、第４図，第５図を用いて、本発明を得るに至った
知見について説明する。第４図(a),(b)は、１台のグリ
ッパがプール中の位置Ｐから燃料を持ち出し、コア中の
位置Ｑに装荷した後、再びプールに戻る１連の操作を説
明する概略平面図および立面図である。一点鎖線の軌跡
は従来の、 Ｚ移動→Ｘ−Ｙ移動→Ｚ移動→…… の手順より成る直列動作形式の場合のグリッパ軌跡であ
る。これを並列化（同時化）によって改善してみると、
コア及びプール中でのｘ−ｙ移動とｚ移動との並列化
（図中の破線の軌跡）のみが可能であるが、現実には、
ｚ移動に要する時間がｘ−ｙ移動の時間よりもはるかに
長いために、グリッパが１台のみの状況では、並列化の
効果は少ない。
知見について説明する。第４図(a),(b)は、１台のグリ
ッパがプール中の位置Ｐから燃料を持ち出し、コア中の
位置Ｑに装荷した後、再びプールに戻る１連の操作を説
明する概略平面図および立面図である。一点鎖線の軌跡
は従来の、 Ｚ移動→Ｘ−Ｙ移動→Ｚ移動→…… の手順より成る直列動作形式の場合のグリッパ軌跡であ
る。これを並列化（同時化）によって改善してみると、
コア及びプール中でのｘ−ｙ移動とｚ移動との並列化
（図中の破線の軌跡）のみが可能であるが、現実には、
ｚ移動に要する時間がｘ−ｙ移動の時間よりもはるかに
長いために、グリッパが１台のみの状況では、並列化の
効果は少ない。
一方、本発明の一実施例として、第５図に示すように、
２つのグリッパを用いたケースを考える。グリッパのモ
デルとしては、先に示した第２図，第３図のケースを想
定し、まずグリッパ１がゲート出入口から出発してコア
中に燃料を装荷し、次いでグリッパ２がコア中の箇所に
燃料を装荷し、ゲート出入口まで戻るものとしよう。こ
の場合、グリッパ１が上限高さから着座高さに至る間
に、グリッパ２は中間高さまで下がることができる。さ
らに、グリッパ１が装荷を終えて中間高さを超えた時点
から、グリッパ２は自分の動作を開始できる。前述のよ
うにｚ移動時間はかなり長く、特に上限と中間高さの間
における昇降の時間が長いために、この並列動作の効果
は大きい。すなわち、複数台のグリッパを想定して初め
て並列化の著るしい効果が期待できることがわかる。ま
たさらに重要なことは、必ずしも完全な並列作業、すな
わち複数のグリッパが同時に夫々目的とする装荷位置に
到達し、吊り上げ（下げ）を行う作業が実現できなくと
も、次のステップに備えて先行的な動作を行うことで、
部分的な並列化を達成し、時間短縮の効果を上げられる
ことである。完全な並列化が実際には難しいことが多
く、特に第２図の実施例のようにｙ方向が独立でないよ
うな場合、燃料交換仕様の中から同時に吊り上げられる
燃料のペアを多く見い出せないことがあるため、この部
分的並列化の意味は大きい。
２つのグリッパを用いたケースを考える。グリッパのモ
デルとしては、先に示した第２図，第３図のケースを想
定し、まずグリッパ１がゲート出入口から出発してコア
中に燃料を装荷し、次いでグリッパ２がコア中の箇所に
燃料を装荷し、ゲート出入口まで戻るものとしよう。こ
の場合、グリッパ１が上限高さから着座高さに至る間
に、グリッパ２は中間高さまで下がることができる。さ
らに、グリッパ１が装荷を終えて中間高さを超えた時点
から、グリッパ２は自分の動作を開始できる。前述のよ
うにｚ移動時間はかなり長く、特に上限と中間高さの間
における昇降の時間が長いために、この並列動作の効果
は大きい。すなわち、複数台のグリッパを想定して初め
て並列化の著るしい効果が期待できることがわかる。ま
たさらに重要なことは、必ずしも完全な並列作業、すな
わち複数のグリッパが同時に夫々目的とする装荷位置に
到達し、吊り上げ（下げ）を行う作業が実現できなくと
も、次のステップに備えて先行的な動作を行うことで、
部分的な並列化を達成し、時間短縮の効果を上げられる
ことである。完全な並列化が実際には難しいことが多
く、特に第２図の実施例のようにｙ方向が独立でないよ
うな場合、燃料交換仕様の中から同時に吊り上げられる
燃料のペアを多く見い出せないことがあるため、この部
分的並列化の意味は大きい。
第６図を用いてさらに詳しい実施例の説明をする。本実
施例は、第２図の燃料交換機に対するものである。グリ
ッパ運用手順601は、グリッパ１及びグリッパ２の動作
をステップ順に整理したものである。グリッパ１および
２の同時に動作可能なものは同一ステップに入れられて
いる。例えばステップ１及び２が単独動作で構成されて
いるのは、ｙ自由度の制約によって（ｘ1,y1）、（ｘ2,
y2）という座標に両グリッパが同時に到達できないから
である。一方、ステップ４が同時動作で構成されている
のはグリッパ１のｙ座標ｙ３とグリッパ２のｙ座標ｙ４
が走行台車202の同一の位置に対応するからである。
施例は、第２図の燃料交換機に対するものである。グリ
ッパ運用手順601は、グリッパ１及びグリッパ２の動作
をステップ順に整理したものである。グリッパ１および
２の同時に動作可能なものは同一ステップに入れられて
いる。例えばステップ１及び２が単独動作で構成されて
いるのは、ｙ自由度の制約によって（ｘ1,y1）、（ｘ2,
y2）という座標に両グリッパが同時に到達できないから
である。一方、ステップ４が同時動作で構成されている
のはグリッパ１のｙ座標ｙ３とグリッパ２のｙ座標ｙ４
が走行台車202の同一の位置に対応するからである。
可変自由度判断手段602は、現在の実行ステップについ
て優先的に実行されるべきグリッパ（優先グリッパとい
う）を決定するとともに、各グリッパの位置状態ｘi,
yi,zi（ｉ＝1,2）を見ながら、時々刻々、可動自由度を
判断し、変数ｘPi,yPi,zPiとしてグリッパに送出する。
ｘPi,yPi,zPiは「１」または「０」であり、「１」は可
動状態、「０」は拘束状態を表わすものである。例え
ば、ｘP1＝１はグリッパ１がｘ方向に動いてよいという
こと、ｘP1＝０はグリッパ１がｘ方向に動いてはいけな
いということを表わす。ｙP1＝１がｙ方向に自ら（すな
わち、グリッパ２のｙ方向移動に伴ってではなくて自ら
主体的に）動いてよいということを表わし、ｙP1＝０は
グリッパ１がｙ方向に自ら動いてはいけないということ
を表わす。
て優先的に実行されるべきグリッパ（優先グリッパとい
う）を決定するとともに、各グリッパの位置状態ｘi,
yi,zi（ｉ＝1,2）を見ながら、時々刻々、可動自由度を
判断し、変数ｘPi,yPi,zPiとしてグリッパに送出する。
ｘPi,yPi,zPiは「１」または「０」であり、「１」は可
動状態、「０」は拘束状態を表わすものである。例え
ば、ｘP1＝１はグリッパ１がｘ方向に動いてよいという
こと、ｘP1＝０はグリッパ１がｘ方向に動いてはいけな
いということを表わす。ｙP1＝１がｙ方向に自ら（すな
わち、グリッパ２のｙ方向移動に伴ってではなくて自ら
主体的に）動いてよいということを表わし、ｙP1＝０は
グリッパ１がｙ方向に自ら動いてはいけないということ
を表わす。
優先グリッパを決定するには、実行ステップが単独動作
よりなるときは、その単独動作を行うグリッパを優先グ
リッパと決定し、実行ステップが両グリッパの同時動作
よりなるときは、その実行ステップが最も早く終ると予
想されるグリッパを優先グリッパと決定する。また前回
のステップで優先でなかったグリッパは次回のステップ
では優先グリッパとなる。
よりなるときは、その単独動作を行うグリッパを優先グ
リッパと決定し、実行ステップが両グリッパの同時動作
よりなるときは、その実行ステップが最も早く終ると予
想されるグリッパを優先グリッパと決定する。また前回
のステップで優先でなかったグリッパは次回のステップ
では優先グリッパとなる。
グリッパの制御手段603,604は、当該グリッパが優先グ
リッパであるときには実行ステップにおける当該グリッ
パの動作を優先的に実行し、優先グリッパでないときに
は、優先グリッパの動作を妨げない範囲で優先グリッパ
の動作と並行して、可動自由度の判断結果に基づいて、
実行ステップまたは以後のステップにおける当該グリッ
パの最初に行うべき動作を実行する。動作を実行する際
には、可動自由度を全て独立に制御する。
リッパであるときには実行ステップにおける当該グリッ
パの動作を優先的に実行し、優先グリッパでないときに
は、優先グリッパの動作を妨げない範囲で優先グリッパ
の動作と並行して、可動自由度の判断結果に基づいて、
実行ステップまたは以後のステップにおける当該グリッ
パの最初に行うべき動作を実行する。動作を実行する際
には、可動自由度を全て独立に制御する。
１例を示すと、実行ステップ番号が１の時には、実行ス
テップはグリッパ２の単独動作である。従って優先グリ
ッパは２となり、自由度ｙ（走行台車）の制御の優先権
はグリッパ２が持ち、従って、ｙP2＝1,yP1＝０であ
る。一方、グリッパ１は優先グリッパ２が動作している
間に、ステップ番号２における動作UP（ｘ2,y2）の準備
をするべく、ｘ方向およびｚ方向に動くことができる。
そのためにｘP1,zP1は常にゼロではなく、状況に応じて
１となる。
テップはグリッパ２の単独動作である。従って優先グリ
ッパは２となり、自由度ｙ（走行台車）の制御の優先権
はグリッパ２が持ち、従って、ｙP2＝1,yP1＝０であ
る。一方、グリッパ１は優先グリッパ２が動作している
間に、ステップ番号２における動作UP（ｘ2,y2）の準備
をするべく、ｘ方向およびｚ方向に動くことができる。
そのためにｘP1,zP1は常にゼロではなく、状況に応じて
１となる。
実行ステップ管理手段605は各グリッパの実行状況を見
ながら実行ステップの終了を判断し、終了を確認した時
に実行ステップ番号を１つ増加する。
ながら実行ステップの終了を判断し、終了を確認した時
に実行ステップ番号を１つ増加する。
本実施例の処理の手順を第７図の流れ図を用いて説明す
る。まず、実行ステップ番号は当初１に設定され
（Ａ）、以後、可動自由度の判断（Ｂ）、実行ステップ
終了の判断（Ｃ）、グリッパの制御（D,E）が並列実行
される。これらは実行ステップの終了による割り込みに
よって処理を終了する。実行ステップの終了後は、グリ
ッパ運用手順中の次のステップの有無を調べ（Ｆ）、有
であれば実行ステップ番号に１を足す（Ｇ）。次のステ
ップが無ければ全ての処理を終了する（Ｈ）。以上が概
略のフローであるが、以下では、B,C,DまたはＥの各処
理内容について、さらに詳しく説明する。
る。まず、実行ステップ番号は当初１に設定され
（Ａ）、以後、可動自由度の判断（Ｂ）、実行ステップ
終了の判断（Ｃ）、グリッパの制御（D,E）が並列実行
される。これらは実行ステップの終了による割り込みに
よって処理を終了する。実行ステップの終了後は、グリ
ッパ運用手順中の次のステップの有無を調べ（Ｆ）、有
であれば実行ステップ番号に１を足す（Ｇ）。次のステ
ップが無ければ全ての処理を終了する（Ｈ）。以上が概
略のフローであるが、以下では、B,C,DまたはＥの各処
理内容について、さらに詳しく説明する。
〈可動自由度判断手段602の処理内容〉 第８図には概略の流れを示す。まず優先グリッパＳ（Ｓ
＝１又は２）を決定する（Ａ）。次に優先グリッパＳに
ついて可動自由度変数ｘPS,yPS,zPS（全て１または０）
を決定し（Ｂ）、さらに優先でないグリッパについても
可動自由度を決定する（Ｃ）。以後は実行ステップ終了
となるまでB,Cを繰り返し、時々刻々の可動自由度変数
を更新する。
＝１又は２）を決定する（Ａ）。次に優先グリッパＳに
ついて可動自由度変数ｘPS,yPS,zPS（全て１または０）
を決定し（Ｂ）、さらに優先でないグリッパについても
可動自由度を決定する（Ｃ）。以後は実行ステップ終了
となるまでB,Cを繰り返し、時々刻々の可動自由度変数
を更新する。
さらに詳しく説明を進める前に可動自由度を決定する際
に重要な意味を持つ可動高さ（ｚa）という概念を、第
３図に戻って説明する。可動高さはグリッパがｘ−ｙ方
向に移動できるためのグリッパの限界高さとして定義す
る。第３図において、コア中において、燃料を吊り下げ
ている状態のグリッパの可動高さｚaは中間高さｈmと等
しい。グリッパが燃料を吊り下げていなければ、ｚaは
着座高さｈcbとほぼ等しい。ゲートやプールにおいては
ｚaは上限高さｈfと等しい。このように、グリッパのｘ
−ｙ座標値や荷重状況（燃料を吊っているかいないか）
に応じて、ｚaは定められる。
に重要な意味を持つ可動高さ（ｚa）という概念を、第
３図に戻って説明する。可動高さはグリッパがｘ−ｙ方
向に移動できるためのグリッパの限界高さとして定義す
る。第３図において、コア中において、燃料を吊り下げ
ている状態のグリッパの可動高さｚaは中間高さｈmと等
しい。グリッパが燃料を吊り下げていなければ、ｚaは
着座高さｈcbとほぼ等しい。ゲートやプールにおいては
ｚaは上限高さｈfと等しい。このように、グリッパのｘ
−ｙ座標値や荷重状況（燃料を吊っているかいないか）
に応じて、ｚaは定められる。
さて、第９図は、優先グリッパＳの可動自由度変数
ｘPS,yPS,zPSを判断する処理の詳細を示す。まず、グリ
ッパＳの高さｚSが、前述の可動高さｚaよりも高いかど
うかを判定し（Ａ）、高いときには全ての自由度を可動
とする（Ｂ）。ｚSが可動高さｚaよりも低いときには、
グリッパＳの水平位置（ｘS、ｙS）が目標とする水平位
置（コア中の燃料の装荷位置、ゲートの入口もしくは出
口位置またはプール中の装荷位置）に到達しているかど
うかを判定し（Ｃ）、いまだ到達していなければｚs＝
ｚaの時に限りX,Yの自由度を可動とし、目標水平位置へ
のグリッパの移動を許す（D,E）。ｚS＜ｚaで且つ目標
水平位置にないときには、Ｚを一旦ｚaまで戻さなけれ
ばならないので、X,Y自由度を拘束して、Ｚ自由度のみ
許す（Ｆ）。一方、目標水平位置上にあるときには、ま
ず振れ待ちが必要であるかないかを判断する（Ｇ）。す
なわち、燃料を吊って水平移動をすると燃料の振れが生
じるため、水平移動停止後に燃料の振れが止むまで一定
時間（ＴW）だけ待たなければグリッパをｚaよりも下に
おろすこと（すなわち燃料をコア内のチャンネルやプー
ル内のラックに装荷すること）はできない。このため、
各グリッパの制御手段は水平移動停止後の時間をカウン
トするタイマー的手段を備え、この時間を変数ＴSとし
て出力している。そこで、優先グリッパＳについての停
止時間ＴSを読み取り、燃料の振れが止むまでの一定時
間ＴW（例えば30秒）と比較し、ＴS≧ＴWとなったなら
ば振れ待ちは不要と判断する。ＴSはＺが動いてもカウ
ントアップされるものであり、これによって例えば水平
移動の終了後に、ｚがｚaまで下降する場合に下降時間
が振れ待ち時間ＴWよりも大であれば実質上振れ待ちは
不要である。
ｘPS,yPS,zPSを判断する処理の詳細を示す。まず、グリ
ッパＳの高さｚSが、前述の可動高さｚaよりも高いかど
うかを判定し（Ａ）、高いときには全ての自由度を可動
とする（Ｂ）。ｚSが可動高さｚaよりも低いときには、
グリッパＳの水平位置（ｘS、ｙS）が目標とする水平位
置（コア中の燃料の装荷位置、ゲートの入口もしくは出
口位置またはプール中の装荷位置）に到達しているかど
うかを判定し（Ｃ）、いまだ到達していなければｚs＝
ｚaの時に限りX,Yの自由度を可動とし、目標水平位置へ
のグリッパの移動を許す（D,E）。ｚS＜ｚaで且つ目標
水平位置にないときには、Ｚを一旦ｚaまで戻さなけれ
ばならないので、X,Y自由度を拘束して、Ｚ自由度のみ
許す（Ｆ）。一方、目標水平位置上にあるときには、ま
ず振れ待ちが必要であるかないかを判断する（Ｇ）。す
なわち、燃料を吊って水平移動をすると燃料の振れが生
じるため、水平移動停止後に燃料の振れが止むまで一定
時間（ＴW）だけ待たなければグリッパをｚaよりも下に
おろすこと（すなわち燃料をコア内のチャンネルやプー
ル内のラックに装荷すること）はできない。このため、
各グリッパの制御手段は水平移動停止後の時間をカウン
トするタイマー的手段を備え、この時間を変数ＴSとし
て出力している。そこで、優先グリッパＳについての停
止時間ＴSを読み取り、燃料の振れが止むまでの一定時
間ＴW（例えば30秒）と比較し、ＴS≧ＴWとなったなら
ば振れ待ちは不要と判断する。ＴSはＺが動いてもカウ
ントアップされるものであり、これによって例えば水平
移動の終了後に、ｚがｚaまで下降する場合に下降時間
が振れ待ち時間ＴWよりも大であれば実質上振れ待ちは
不要である。
振れ待ちが必要な時には全ての自由度を拘束し（Ｈ）、
振れ待ちが不要であればＺ自由度を可動とする（Ｆ）。
振れ待ちが不要であればＺ自由度を可動とする（Ｆ）。
グリッパが優先グリッパでない場合についての可動自由
度の決定については、第10図に示した。まず無条件にｙ
自由度は拘束する（Ａ）。その後の処理（B,C,D,E,F,G,
H,I）は、優先グリッパと同様である。
度の決定については、第10図に示した。まず無条件にｙ
自由度は拘束する（Ａ）。その後の処理（B,C,D,E,F,G,
H,I）は、優先グリッパと同様である。
〈グリッパの制御手段603,604の処理内容〉 概略のフローを第11図に示す。まずグリッパ運用手順の
中から、実行ステップあるいはそれ以後のステップの内
で、最初に自らがなすべき動作を読み出す（Ａ）。次に
この動作を実行する（Ｂ）。動作が実行ステップ中のも
のである場合は通常の実行であるが、次ステップ以後の
ものである時には先行実行になる。
中から、実行ステップあるいはそれ以後のステップの内
で、最初に自らがなすべき動作を読み出す（Ａ）。次に
この動作を実行する（Ｂ）。動作が実行ステップ中のも
のである場合は通常の実行であるが、次ステップ以後の
ものである時には先行実行になる。
第12図は、動作の実行をさらに詳しく説明するものであ
る。まず動作がUP（ｘd,yd）である場合には（Ａ）、ま
ず燃料をつかみ上げるために、グリッパの（x,y）位置
を目標位置（ｘd,yd）に、グリッパの高さｚを着座高さ
ｈcb（コア中）あるいはｈpb（プール中）に各々近づけ
るよう制御する。この時、時々刻々更新される可動自由
度変数をモニタし、可動自由度のみを動かし、可動でな
いものは可動となるまで停止して待つ。目標とする状態
になったら、燃料をつかみ（Ｃ）、さらに可動高さｚa
まで上昇して終了となる（Ｄ）。
る。まず動作がUP（ｘd,yd）である場合には（Ａ）、ま
ず燃料をつかみ上げるために、グリッパの（x,y）位置
を目標位置（ｘd,yd）に、グリッパの高さｚを着座高さ
ｈcb（コア中）あるいはｈpb（プール中）に各々近づけ
るよう制御する。この時、時々刻々更新される可動自由
度変数をモニタし、可動自由度のみを動かし、可動でな
いものは可動となるまで停止して待つ。目標とする状態
になったら、燃料をつかみ（Ｃ）、さらに可動高さｚa
まで上昇して終了となる（Ｄ）。
動作がPASS-GATEの時には（Ｅ）、水平位置（x,y）をゲ
ート入口の位置に、ｚを上限高さｈfに向けて制御す
る。さらにｙ自由度を動かして、ゲートを通過する
（Ｇ）。
ート入口の位置に、ｚを上限高さｈfに向けて制御す
る。さらにｙ自由度を動かして、ゲートを通過する
（Ｇ）。
動作がDOWN（ｘd,yd）の時には（Ｈ）、可変自由度につ
いて水平位置（x,y）を目標位置（ｘd,yd）に、高さｚ
を着座高さに向けて制御する（Ｉ）。目標状態に到達し
た後燃料をはなし（Ｊ）、高さを可動高さｚaまで上昇
して終了する。
いて水平位置（x,y）を目標位置（ｘd,yd）に、高さｚ
を着座高さに向けて制御する（Ｉ）。目標状態に到達し
た後燃料をはなし（Ｊ）、高さを可動高さｚaまで上昇
して終了する。
〈実行ステップ終了の判断〉 実行ステップの終了は、実行ステップ管理手段605によ
って判定されるが、その基準は第13図に示すようであ
る。すなわち、実行ステップが単独であれば優先グリッ
パの動作終了をもって、単独でなければ、実行ステップ
内の全ての動作の完了をもって、実行ステップの終了と
する。
って判定されるが、その基準は第13図に示すようであ
る。すなわち、実行ステップが単独であれば優先グリッ
パの動作終了をもって、単独でなければ、実行ステップ
内の全ての動作の完了をもって、実行ステップの終了と
する。
以上、本発明の実施例の詳細な説明を、主としてグリッ
パ２台の場合について行ったが、３台以上のグリッパに
ついても、処理の流れや構成はそのまま適用できる。
パ２台の場合について行ったが、３台以上のグリッパに
ついても、処理の流れや構成はそのまま適用できる。
本実施例では、コア−プール間の燃料移送を中心に取り
上げたが、コア中において異る位置に燃料を差し替える
いわゆるシャフリングにおいても、本発明は同様に効果
がある。シャフリング時には特に、可動高さｚaが荷重
時と無荷重時に変化することを考慮した制御が必要とな
る。
上げたが、コア中において異る位置に燃料を差し替える
いわゆるシャフリングにおいても、本発明は同様に効果
がある。シャフリング時には特に、可動高さｚaが荷重
時と無荷重時に変化することを考慮した制御が必要とな
る。
本発明によれば、各グリッパ自身の自由度に関する制約
および他のグリッパとの相互関係による制約を満たしな
がら、可動自由度に関しては先行動作を含めた並行動作
を行い、以て燃料交換機の運用を効率的ならしめ、燃料
交換時間を短縮することができる。
および他のグリッパとの相互関係による制約を満たしな
がら、可動自由度に関しては先行動作を含めた並行動作
を行い、以て燃料交換機の運用を効率的ならしめ、燃料
交換時間を短縮することができる。
第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の適用さ
れる原子炉の燃料交換関係設備の斜視図、第３図は第２
図の設備の縦断面図、第４図(a),(b)および第５図は本
発明に到る知見を説明するための概要図、第６図は本発
明の一実施例の全体構成図、第７図は同実施例の処理手
順のフロー図、第８図は可動自由度判断手段の処理内容
の概略フロー図、第９図は優先グリッパの可動自由度判
断のフロー図、第10図は非優先グリッパの可動自由度判
断のフロー図、第11図はグリッパの制御手段の処理内容
の概略フロー図、第12図はその詳細フロー図、第13図は
実行ステップ管理手段の処理内容の概略フロー図であ
る。 201……レール、202……走行台車 203,204……横行台車 205……燃料、206……伸縮管 207……グリッパ
れる原子炉の燃料交換関係設備の斜視図、第３図は第２
図の設備の縦断面図、第４図(a),(b)および第５図は本
発明に到る知見を説明するための概要図、第６図は本発
明の一実施例の全体構成図、第７図は同実施例の処理手
順のフロー図、第８図は可動自由度判断手段の処理内容
の概略フロー図、第９図は優先グリッパの可動自由度判
断のフロー図、第10図は非優先グリッパの可動自由度判
断のフロー図、第11図はグリッパの制御手段の処理内容
の概略フロー図、第12図はその詳細フロー図、第13図は
実行ステップ管理手段の処理内容の概略フロー図であ
る。 201……レール、202……走行台車 203,204……横行台車 205……燃料、206……伸縮管 207……グリッパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 章 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 岩間 国彦 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭61−65192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−149897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−113988（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】複数のグリッパを備えた原子炉燃料交換機
の制御方式であって、実行ステップ順に各グリッパのな
すべき動作を記憶しているグリッパ運用手順記憶手段
と；該グリッパ運用手順記憶手段から読み出された順次
の実行ステップにおいて優先的に運用されるべき優先グ
リッパを定め、且つ優先グリッパを含めた全グリッパに
ついて、各グリッパの位置、荷重吊下の有無および当該
グリッパが優先グリッパであるか否かに基づき各グリッ
パに許される可動自由度を実行ステップ終了まで時々刻
々定める可動自由度判断手段と；前記グリッパ運用手順
記憶手段に記憶されている未終了の実行ステップの中
で、各々のグリッパが次になすべき動作を制御するに際
し、該可動自由度判断手段によって定められた可動自由
度の範囲内で動作を行なわせるように制御する各グリッ
パごとのグリッパ制御手段と；実行ステップの終了を判
定し上記グリッパ運用手順記憶手段より次の実行ステッ
プを読み出す実行ステップ管理手段と、を具備したこと
を特徴とする制御方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61227215A JPH0664177B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 原子炉燃料交換機の制御方式 |
| US07/101,132 US4824633A (en) | 1986-09-26 | 1987-09-25 | Method and apparatus for controlling refuelling machine of reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61227215A JPH0664177B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 原子炉燃料交換機の制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6382396A JPS6382396A (ja) | 1988-04-13 |
| JPH0664177B2 true JPH0664177B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16857297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61227215A Expired - Lifetime JPH0664177B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 原子炉燃料交換機の制御方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4824633A (ja) |
| JP (1) | JPH0664177B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5490185A (en) * | 1993-07-23 | 1996-02-06 | Westinghouse Electric Corporation | System for automatic refueling of a nuclear reactor |
| US5377240A (en) * | 1993-10-21 | 1994-12-27 | General Electric Company | Transfer carriage with interchangeable baskets |
| JPH08262182A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Hitachi Ltd | 自動燃料交換装置 |
| US5687207A (en) * | 1996-04-02 | 1997-11-11 | Westinghouse Electric Corporation | Refueling machine |
| SE509669C2 (sv) * | 1996-05-10 | 1999-02-22 | Asea Atom Ab | Metod och anordning vid kärnbränslehantering |
| SE509670C2 (sv) * | 1996-05-10 | 1999-02-22 | Asea Atom Ab | Metod vid bränslehantering |
| GB2354842B (en) * | 1999-10-01 | 2002-06-19 | Gpc Ag | Pick and place robot system |
| US6658324B2 (en) | 2000-09-29 | 2003-12-02 | Gpc Biotech Ag | Pick and place robot system |
| US7179346B2 (en) * | 2003-06-03 | 2007-02-20 | Asm Assembly Automation Ltd. | Semiconductor apparatus with multiple delivery devices for components |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2349925A1 (fr) * | 1976-04-28 | 1977-11-25 | Framatome Sa | Machine de chargement d'un reacteur nucleaire |
| US4385028A (en) * | 1980-03-20 | 1983-05-24 | Lord Electric Company, Inc. | System for controlling position and movement of manipulator device from absolute distance data standard |
| US4427623A (en) * | 1981-07-27 | 1984-01-24 | General Electric Company | Automatic fuel transfer apparatus and method |
| JPS5834392A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-02-28 | 株式会社日立製作所 | 核燃料つかみ装置 |
| US4487741A (en) * | 1981-11-30 | 1984-12-11 | Westinghouse Electric Corp. | Transfer of fuel assemblies |
| ATE34479T1 (de) * | 1983-09-06 | 1988-06-15 | Acec | Verfahren sowie einrichtung zur ueberwachung und kontrolle der be- und entladearbeiten des brennstoffs eines kernreaktors. |
| JPS6165192A (ja) * | 1984-09-06 | 1986-04-03 | 株式会社日立製作所 | 原子燃料取扱装置 |
| JPS61149897A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | 株式会社東芝 | 原子炉用核燃料交換機 |
| US4659536A (en) * | 1985-06-14 | 1987-04-21 | Proto-Power Corporation | System and method for consolidating spent fuel rods |
| US4715111A (en) * | 1985-06-20 | 1987-12-29 | Westinghouse Electric Corp. | Remote repair system for nuclear fuel rod assemblies |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP61227215A patent/JPH0664177B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-25 US US07/101,132 patent/US4824633A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4824633A (en) | 1989-04-25 |
| JPS6382396A (ja) | 1988-04-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |