JPS6249956B2

JPS6249956B2 -

Info

Publication number: JPS6249956B2
Application number: JP55167449A
Authority: JP
Inventors: Tokuyuki Takeshima
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1987-10-22
Also published as: JPS5791496A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、原子力プラントの炉心構成要素を取
り扱う装置に係わり、特に炉心構成要素の取り扱
い場所、炉心構成要素の種別及び炉心構成要素を
把握するか離脱するかを指定するだけで自動的に
所望の取り扱い操作を行ない得るようにした炉心
構成要素の取り扱い装置に関する。

従来、原子炉燃料棒や制御装置等の炉心構成要
素をグリツパで把握及び離脱して上下動させる操
作は、原子炉内の取り扱い場所や炉心構成要素の
種類が異なる毎にその操作条件が変わることから
自動化が難しく、このため運転員が操作盤上の位
置指示計及び荷重指示計等を目視しながら手動操
作により行なつていた。このため、操作及びその
作業に多くの時間と熟練を要し、しかも指示計を
誤つて読み取る危険があり安全性に問題があつ
た。

特に、液体金属ナトリウムを冷却材として使用
する高速増殖炉においては、ナトリウムが化学的
に非常に活性であり、また炉心構成要素は200℃
前後の温度で取り扱うため、炉内にはアルゴンガ
ス等の不活性ガスが封入してある。このため、炉
心構成要素の取り扱い操作は目視確認することが
できないので従来の手動操作手法を適用すること
はできず、目視確認を必要としない手法が切望さ
れていた。

本発明は、上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、炉心構成要素の取
り扱い場所、炉心構成要素の種別及び把握するか
離脱するかを指定するだけで、炉心構成要素の取
り扱い操作を目視確認に頼ることなく自動的にし
かも確実に行ない得、取り扱いの操作性及び作業
性の向上をはかり得ると共に安全で信頼性の高い
炉心構成要素の取り扱い装置を提供することにあ
る。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第１図は同実施例における炉心構成要素の
取り扱い装置の全体を示す概略構成図である。同
装置は、グリツパ１とこのグリツパ１を駆動する
グリツパ駆動部２及び上記グリツパ１を収容する
キヤスク３を走行台車４に搭載している。そし
て、この走査台車４を台車駆動機構４１及びその
制御装置４２によりレール４３上を車輪４４にて
走行させて上記グリツパ１等を所定の取り扱い場
所に移動させ、しかる後グリツパ１を案内機構６
及びその取付部材７の挿通孔８を介して上下動さ
せ、炉内（図示せず）の燃料棒、制御棒及び反射
体等の炉心構成要素を操作している。尚、図では
制御棒５をキヤスク３内に引き上げた状態を示し
てある。また、図中２ａはモータケースを示して
いる。

第２図は上記グリツパ１及びグリツパ駆動部２
の機構部分の構成を示すもので、グリツパ駆動部
２はワイヤロープ２１によりグリツパ１を上下動
させる部分とグリツパ１の爪１１を開閉制御する
部分とから構成されている。グリツパ１を上下動
させる部分は、滑車２２ａ，２２ｂを介してワイ
ヤロープ２１を巻き取る巻胴２３ａ，２３ｂを備
え、この巻胴２３ａ，２３ｂをグリツパ駆動用モ
ータ２４でウオーム・ホイール機構３０を介して
駆動して上記ワイヤロープ２１を巻き取り及び巻
き戻しすることにより、グリツパ１の上下動を制
御している。尚、上記各巻胴２３ａ，２３ｂは歯
車機構２５を介して連動するようになつている。
また、グリツパの垂直方向の位置は巻胴２３ａに
同軸接続された位置検出器２６により測定され
る。

一方、グリツパ１の爪１１を開閉制御する部分
は、前記滑車２２ａ，２２ｂを両肩に吊り下げる
水平アーム２７を有し、この水平アーム２７の肩
を爪開閉用モータ２８で傾斜させてグリツパ１の
メインロツド１２を上下動させることにより、上
記爪１１を開閉制御している。つまり、水平アー
ム２７の傾斜は、ワイヤロープ２１の一方にコネ
クタ１３で接続されたチエーン１４を引き上げる
と共に、ワイヤロープ２１の他方に接続されたメ
インロツド１２の接続ロツド１４を下方に降下さ
せ、この結果メインロツド１２を降下させて爪１
１を開かせる。また、爪１１を閉じさせる場合に
は上記動作と逆の動作により達成する。尚、図中
１５は上記グリツパ駆動機構２にグリツパ１を吊
り下げるための滑車であり、また１６はグリツパ
１の筐体を示している。

ところで、上記水平アーム２７の両肩と滑車２
２ａ，２２ｂとの間には各々荷重検出器２９ａ，
２９ｂが設けてあり、これによりグリツパ１の吊
り下げ荷重を検出している。

さて、前記グリツパ駆動部２を制御するための
グリツパ駆動制御部は次のように構成されてい
る。第３図はそのグリツパ駆動制御部を示すブロ
ツク構成図である。同図において、前記位置検出
器２６で検出されたグリツパ１の垂直方向の位置
は、第１の比較器５１に導かれている。また、荷
重検出器２９ａ，２９ｂで検出された各荷重値
は、荷重値演算器５２において第１の比較器５１
の出力信号に従つて相互に加算された後一旦記憶
される。そして、上記荷重値演算器５２で把握時
及び離脱時毎にその前後の各荷重値差が算出さ
れ、この荷重値差が第２の比較器５３に導入され
る。

一方、グリツパ駆動制御部は操作条件指定部５
４を備えている。この操作条件指定部５４は、炉
心構成要素の取り扱い場所と燃料棒、制御棒、反
射体等の炉心構成要素の種別と把握するか離脱す
るかとを各々指定するもので、第４図に示す如く
取り扱い場所X₁，〜，Ｘ_n、種別Y₁，〜，Ｙ_n及
び把握または離脱を指定するスイツチを備えた操
作盤とこれらの各スイツチに対応して各別に指定
信号を発生する信号発生部５５，５６，５７とか
ら構成されている。尚、第４図中のスタートボタ
ン（START）は、運転を開始させるためのもの
である。位置制御情報設定部５８は、上記各取り
扱い場所毎に各々最適な位置制御情報、つまり各
取り扱い場所におけるグリツパ１の降下停止位置
及び上昇停止位置等の情報を予め記憶しており、
これらの各位置制御情報の中から前記信号発生部
５５で発生された取り扱い場所の指定信号に対応
する情報を選択して前記第１の比較器５１へ出力
している。尚、上記位置制御情報は各々理論計算
及び実験結果等に基づいて設定される。また荷重
値判定情報設定部５９は、炉心構成要素の取り扱
い位置及び炉心構成要素の種別の全組み合わせ毎
に、その把握時及び離脱時の各荷重特性に基づい
て設定した荷重値判定情報を予め記憶している。
そして、これら各荷重値判定情報の中から、前記
各信号発生部５５，５６，５７で発生された指定
信号に対応する情報を選択し、前記第２の比較器
５３へ出力している。

第１の比較器５１は、前記位置検出器２６から
の位置検出値を上記位置制御情報設定部５８から
の位置制御情報と常時比較し、その比較結果を制
御信号発生部６０へ出力している。一方第２の比
較器５３は、前期荷重値演算器５２から出力され
た荷重差を前期荷重値判定情報設定部５９からの
荷重値判定情報と比較する。そして、その比較結
果から把握及び離脱各操作が、確実になされたか
否か等を判定し、この判定結果を制御信号発生部
６０へ送出している。制御信号発生部６０は、前
記第１の比較器５１からの比較結果に応じてグリ
ツパ１の降下及び上昇を制御するための制御信号
を発生する。また制御信号発生部６０は、前記第
２の比較器５３の判定結果に従つて把握あるいは
離脱各操作の結果を認識し、その後の操作を継続
して行なうか、また手動操作に切り換えて行なう
か等を示す制御信号を発生する。しかして、グリ
ツパ駆動部２は、上記制御信号発生部６０からの
各制御信号に従つてグリツパ駆動用モータ２４及
び爪開閉用モータ２８を駆動してグリツパ１を駆
動する。

次に、以上のように構成された装置の作用を第
５図及び第６図を参照しながら説明する。尚、第
５図ａ及び第６図ａは燃料棒等の比較的荷重の重
い要素を取り扱つた場合の把握時及び離脱時にお
ける荷重特性を、一方第５図ｂ及び第６図ｂは制
御棒等の低荷重の要素を取り扱つた場合の把握時
及び離脱時における荷重特性を各々示している。

先ず、取り扱い場所X₁において燃料棒Y₁を把
握する場合、運転者は操作盤によりX₁，Y₁及び
把握の各スイツチを操作して上記各条件を指定
し、この状態で運転開始スイツチ（START）を
投入する。そうすると、制御信号発生部６０から
グリツパ１を駆動させるための制御信号が発生さ
れるため、グリツパ駆動部２はグリツパ１を次第
に降下させる。そしてこの降下中に位置検出器２
６の位置検出値と位置制御情報設定部５８の位置
制御情報とが一致すると、制御信号発生部６０か
ら停止信号が出力されるため、グリツパ駆動部２
はグリツパ１の降下を停止させる。この時、上記
位置制御情報を燃料棒の頂点までに相当する値に
設定しておけば、グリツパ１は燃料棒の頂点まで
降下して停止する。降下動作を終了するとグリツ
パ駆動部２は、グリツパ１の爪１１を開として燃
料棒を把握し、グリツパ１を上昇させて燃料棒を
引き上げ、キヤスク３内に収容する。この上昇動
作も、上記降下動作と同様に位置検出器２６の検
出値が位置制御情報設定部５８からの情報と一致
した時に停止される。

またこの把握操作における荷重特性は、第５図
ａに示すようになる。すなわち、燃料棒をまだ把
握していないＡ点ではグリツパ１だけの荷重がか
かつている。そしてグリツパ１が燃料棒の頂点Ｂ
に達すると、グリツパ１の荷重は燃料棒にあずけ
られて次第に軽くなりＣ点に至る。しかる後、Ｄ
点にて爪１１を開として燃料棒をＥ点から引き上
げる。この時、もし燃料棒の把握に成功していれ
ば、荷重検出器２９ａ，２９ｂにはグリツパ１と
燃料棒との両方の荷重が印加されるので、引き上
げ操作後の荷重値は把握前の荷重値よりも大きく
なつてＥ―Ｆ―Ｇなる特性を示す。一方、燃料の
把握に失敗すると、荷重検出器２９ａ，２９ｂに
はグリツパ１の荷重しか印加されないので、Ｅ―
Ｈ―Ｉなる荷重特性となる。従つて、この特性に
基づいて、成功時及び失敗時における把握前後の
平均荷重差Ｗ，Ｏに摩擦時の機械的要因により定
まる荷重偏差値ΔＷを考慮した値、つまり第５図
ａのＷ＋ΔＷ、Ｗ―ΔＷ，ΔＷ，―ΔＷを各々荷
重値判定情報として設定する。そして、これらの
各設定値と荷重値演算器５２にて算出された荷重
値差とを第２の比較器５３で比較すれば、その時
の操作結果が判定できる。例えば、荷重差の検出
値がＷ＋ΔＷ〜Ｗ―ΔＷの範囲内であれば把握操
作は成功、ΔＷ〜―ΔＷの範囲内であれば把握操
作は失敗として各々判定される。また、荷重差の
検出値が、Ｗ＋ΔＷ以上、―ΔＷ以下及びＷ―Δ
Ｗ〜ΔＷだつた場合には、何らかの故障が発生し
たと判定する。

この結果、制御信号発生部６０は、上記判定結
果が成功だつた場合にはグリツパ１をそのまま継
続して上昇させる旨の信号を出力し、また失敗や
故障が発生した場合には上昇動作を停止させる旨
の信号を発生すると共に図示しない表示器具等に
自動運転から手動運転に切り換える旨の表示を行
なう。かくして、燃料棒把握時の操作が自動的に
行なわれる。

一方、別の取り扱い場所X₂にて制御棒Y₂を把
握する場合には、運転車は操作盤にてスイツチ
X₂，Y₂及びスイツチ（把握）を操作し、上記各
条件を指定する。そうすると、この場合には取り
扱い場所X₂に対応する位置制御情報が位置制御
情報設定部５８にて選択され、この位置制御情報
と位置検出器２６からの位置検出値との比較結果
に従つてグリツパ１の自動降下及び上昇が行なわ
れる。また、この時の荷重特性は第５図ｂに示す
如く、制御棒は燃料棒よりも軽いため、把握に成
功するとＥ―Ｆ―Ｇなる低荷重特性を示す。尚、
失敗した場合には前記燃料棒の場合（第５図ａ）
と同様にグリツパ１のみの荷重となる。このた
め、成功時の荷重範囲Ｗ＋ΔＷ〜Ｗ―ΔＷと失敗
時の荷重範囲ΔＷ〜―ΔＷとの間に部分的な重な
り（ΔＷ〜Ｗ―ΔＷ）が生じる。この重なつて範
囲ΔＷ〜Ｗ―ΔＷでは成功した時も失敗した時も
判定することが不可能である。従つて、この制御
棒の把握操作結果を判定する場合には、第５図ｂ
のようにＷ＋ΔＷ，Ｗ―ΔＷ，ΔＷ，Δ―Ｗを荷
重判定情報設定部５９に予め記憶して選択するよ
うにし、Ｗ＋ΔＷ〜Ｗ―ΔＷでは成功、ΔＷ〜―
ΔＷでは失敗、Ｗ＋ΔＷ以上及び―ΔＷ以下では
故障、と各々判定すると共に、ΔＷ〜Ｗ−ΔＷの
範囲では判定不能と判定するようにすれば良い。

この結果、制御信号発生部６０では、上記判定
結果が成功の時上昇動作をそのまま継続する信号
を発生し、それ以外の時にはグリツパ１の動作を
停止させると共に自動運転を手動運転に切り換え
る旨の表示を行なう。

以下、同様に他の取り扱い場所X₃，〜，Xn及
び他の炉心構成要素Y₃，〜，Ynについて離脱操
作を行なう場合にも、操作盤にてスイツチを操作
して所望の各条件を指定する。そうすると、これ
らの各条件に対応する位置制御情報及び荷重値判
定情報が各々位置制御情報設定部５８及び荷重値
判定情報設定部５９において選択的に設定され、
これらの各情報と位置検出器及び荷重値差との各
比較結果によりグリツパ１の上下動が制御され
る。尚、この離脱操作時に前記荷重値判定情報設
定部５９に設定される荷重値判定情報は、例えば
第６図ａ，ｂの荷重特性に基づいて、ΔＷ，−Δ
Ｗ，−Ｗ＋ΔＷ，−Ｗ−ΔＷとすれば良い。

このように、本実施例の装置によれば、運転者
は操作盤にてスイツチを操作して所望の条件を指
定するだけで、この条件に対応する最適な位置制
御情報及び荷重値判定情報が選択的に設定され、
これらの各情報と位置検出値及び荷重値差との比
較結果に従つてグリツパ１が制御されるので、従
来のように目視確認に頼ることなく自動的に炉心
構成要素の取り扱いを行なうことができる。従つ
て、炉心構成要素の取り扱い操作を正確にしかも
迅速に行ない得て、操作性及び作業性の向上をは
かることができ、また高速増殖炉への適用も可能
となる。さらに、操作時間が短縮されることによ
り運転車の被爆を軽減でき、安全性の向上をはか
ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、操作盤における各スイツチは押し
ボタンスイツチの他にロータリスイツチ等を適用
し、これにより条件指定を行なつてもよい。その
他、位置制御情報及び荷重値判定情報の種類等に
ついても、本発明の一実施例を逸脱しない範囲で
種々変形して実施できる。

以上詳述したように、炉心構成要素の取り扱い
場所、炉心構成要素の種別及び把握するか離脱す
るかの各条件の組み合わせについて最良の位置制
御情報及び荷重値判定情報を予め々設定し、上記
各条件の指定時に上記各設定情報の中から上記条
件に対応する情報を選択して位置検出器で検出し
た位置検出値及び荷重検出器により検出した荷重
値差と比較判定し、この比較結果及び判定結果に
従つてグリツパ１を駆動制御するようにした本発
明によれば、炉心構成要素の取り扱い場所、炉心
構成要素の種別及び把握するか離脱するかを指定
するだけで、炉心構成要素の取り扱い操作を目視
確認に頼ることなく自動的にしかも確実に行ない
得、取り扱いの操作性及び作業性の向上をはかり
得ると共に安全で信頼性の高い炉心構成要素の取
り扱い装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における炉心構成要
素の取り扱い装置の全体を示す概略構成図、第２
図は同装置の機構部分を示す要部構成図、第３図
は上記装置の回路部分を示すブロツク構成図、第
４図は上記装置における操作条件指定部の操作盤
の構成を示す図、第５図ａ，ｂ及び第６図ａ，ｂ
は上記装置の作用説明に用いるための荷重特性図
である。１……グリツパ、２……グリツパ駆動部、２６
……位置検出器、２９ａ，２９ｂ……荷重検出
器、５１……第１の比較器、５３……第２の比較
器、５４……操作条件指定部、５５，５６，５７
……信号発生部、５８……位置制御情報設定部、
５９……荷重値判定情報設定部、６０……制御信
号発生部。

Claims

【特許請求の範囲】１原子炉内の相異なる複数の取り扱い場所で炉
心構成要素をグリツパで把握及び離脱して上下動
させる炉心構成要素の取り扱い装置において、前
記グリツパが上下動する際にその垂直方向の位置
を検出する位置検出器と、前記グリツパにかかる
前記炉心構成要素の荷重を検出する荷重検出器
と、炉心構成要素の取り扱い場所、炉心構成要素
の種別及び炉心構成要素を把握するか離脱するか
を各々指定する操作条件指定部と、この操作条件
指定部で指定された取り扱い場所に応じて予め設
定してある複数からなるグリツパの位置制御情報
の中から最適な情報を選択する位置制御情報設定
部と、把握及び離脱時の各荷重特性に基づいて予
め設定してある荷重値判定情報の中から前記操作
条件指定部で指定された炉心構成要素の取り扱い
場所、種別、及び把握か離脱かに応じて最適な情
報を選択する荷重値判定情報設定部と、前記位置
検出器で検出された位置を前記位置制御情報設定
部からの位置制御情報と比較する第１の比較判定
部と、前記荷重検出器により検出された荷重値か
ら把握前後の荷重差及び離脱前後の荷重差を求め
これらの荷重差を前記荷重値判定情報設定部にて
選択された荷重値判定情報と比較して炉心構成要
素の把握及び離脱各操作の操作結果を判定する第
２の比較判定部と、前記操作条件指定部からの指
定信号により上記グリツパに指定内容にそつた動
作を行わせるとともに上記第１の比較判定部から
の位置検出器で検出された位置情報と位置制御情
報設定部からの位置制御情報とが一致した旨の信
号により上記グリツパの昇降動作を停止させかつ
上記グリツパに炉心構成要素を把握させた後上昇
させる際上記第２の比較判定部からの把握成功信
号により上記グリツパの上昇動作を継続させ第２
の比較判定部からの把握失敗信号及び故障発生信
号により上記グリツパの上昇動作を停止させるグ
リツパ駆動部とを具備したことを特徴とする炉心
構成要素の取り扱い装置。２荷重値判定情報は、荷重特性の操作成功時に
おける平均荷重差及び操作失敗時における平均荷
重差に各々機械的要因により定まる荷重偏差値を
考慮したものである特許請求の範囲第１項記載の
炉心構成要素の取扱装置。