(57)【要約】【課題】燃料把握機について最適な振れ防止待ち位置及び時間を設定することで、燃料棒を取り出し、装荷し、或は再配列する際の１作業当たりの時間を短縮する。【解決手段】燃料が収容されている炉心２、プール８の目標座標上に、燃料取扱装置を移動させ、燃料取扱装置の燃料把握機５を着座自動減速位置まで自動下降させ、かつグラップル６の角度を合せ、燃料把握機５の振れ防止待ち時間を自動設定して５秒から１５秒まで振れを待った後に、燃料把握機５を燃料Ｆの上まで自動下降させ、燃料把握機５を燃料Ｆに着座させ、手動又は自動によりグラップル６で燃料つかみ操作をする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して半自動運転状態で取り出す原子力燃料取扱装置の運転方法であって、
燃料が収容されている炉心（２）、プール（８）の目標座標上に、前記燃料取扱装置を移動させ、
該燃料取扱装置の燃料把握機（５）を着座自動減速位置まで自動下降させ、かつグラップル（６）の角度を合せ、
前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して１０秒から１５秒まで振れを待った後に、該燃料把握機（５）を燃料（Ｆ）の上まで自動下降させ、該燃料把握機（５）を燃料（Ｆ）上に着座させ、手動によりグラップル（６）で燃料つかみ操作をする、ことを特徴とする原子力燃料取扱装置の運転方法。
【請求項２】
原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して半自動運転状態で装荷する原子力燃料取扱装置の運転方法であって、
燃料が収容されている炉心（２）、プール（８）の目標座標上に、前記燃料取扱装置を移動させ、
該燃料取扱装置の燃料把握機（５）を挿入自動減速位置まで自動下降させ、かつグラップル（６）の角度を合せ、
前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して１０秒から１５秒まで振れを待った後に、燃料ラック上まで燃料把握機（５）を自動下降させ、燃料が着座したら、手動によりグラップル（６）で燃料はなし操作をする、ことを特徴とする原子力燃料取扱装置の運転方法。
【請求項３】
原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して自動運転状態で取り出す原子力燃料取扱装置の運転方法であって、
燃料把握機（５）を、燃料（Ｆ）が収容されている炉心（２）、プール（８）の着座自動減速位置まで移動させ、
この着座自動減速位置において、前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して５秒から１５秒程度振れを待った後に、燃料（Ｆ）の上まで燃料把握機（５）を自動下降させ、
燃料に燃料把握機（５）を着座させ、自動によりグラップル（６）で燃料つかみ操作をする、ことを特徴とする原子力燃料取扱装置の運転方法。
【請求項４】
原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して自動運転状態で装荷する原子力燃料取扱装置の運転方法であって、
燃料把握機（５）を、燃料が収容されている炉心（２）、プール（８）の挿入自動減速位置まで移動させ、
この挿入自動減速位置において、前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して５秒から１５秒程度振れを待った後に、燃料ラック上まで自動下降させ、
燃料（Ｆ）が着座したら、自動によりグラップル（６）で燃料はなし操作をする、ことを特徴とする原子力燃料取扱装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所の燃料の取扱技術に係り、特に原子力発電所の原子炉と燃料プール等の間での原子力燃料を自動運転又は半自動運転により取り出し、元に戻し、或は再配列する原子力燃料取扱装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所では、原子炉の定期検査時等に数十本から数百本の燃料の交換を行っている。この燃料交換作業は原子力燃料取扱装置を用いることで、使用済み燃料（燃料集合体）を炉外に取出し、水中で燃料プール側に移動させた後、新しい燃料を炉内に装荷するものである。なお、この燃料交換作業と同時に燃焼度の異なる燃料の炉心内における配置変えなども行われる。また、燃料プールでは使用済み燃料及び新燃料の仮保管なども行われる。
【０００３】
原子炉内には個々の燃料棒を有する燃料集合体が装荷されている。各燃料集合体は骨格構造を有し、燃料棒は骨格構造の中に格子によって保持されている。これ等の燃料集合体間には制御棒が間挿されている。
【０００４】
原子炉は、燃料集合体に収められた燃料の核分裂により運転されているが、時間が経過する内に核分裂を行うウラン２３５の割合が少なくなるため、計画的に燃料集合体を新しいものに取り替える必要がある。
【０００５】
図３の斜視図に示すように原子力燃料取扱装置は、燃料の移動昇降を行うための原子力燃料取扱装置本体１と、この原子力燃料取扱装置本体１を載置し、かつ格子状に配置された使用済み燃料プール８を跨ぐように設けられた走行台車３と、炉心２の両サイドのフロアに設けられ、走行台車３の伸長方向と垂直をなす方向に伸びる２本の走行レール４等から構成されている。
【０００６】
原子力燃料取扱装置本体１は、下方に伸長し、かつ、ワイヤにより多段式に伸縮する、燃料把握機５と、この燃料把握機５の下端に取り付けられたグラップル６等から構成され、グラップル６で原子力燃料が格納された四角柱状の燃料集合体の上部の燃料つかみハンドルを引っ掛ける。原子力燃料取扱装置本体１は、走行台車３上の横行レール７上を走行することで横方向移動を行い、また、レール４の上を走行することで縦方向移動を行う。
【０００７】
燃料取扱装置は、燃料把握機５を伸ばしその先端のグラップル６で燃料集合体上部の燃料つかみハンドルを引っ掛けた後、燃料把握機５を縮めることで燃料集合体を炉内のラックから引き抜き、原子力燃料取扱装置本体１が縦方向移動および横方向移動を行うことで、炉心２の下方の原子炉格納容器内に収納されている原子炉圧力容器内の炉心と燃料プール内の使用済燃料貯蔵ラックとの間で燃料の移送を水中で行う。
【０００８】
なお原子力燃料取扱装置に関する出願としては、例えば特許文献1の特開２００１−１３２９０号公報「原子力燃料取扱装置」などの発明が発案されている。
【特許文献１】特開２００１−１３２９０号公報
【０００９】
図４は従来の半自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
図４（ａ）に示すように、半自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法では、次のような作業工程を経る。先ず、目標座標上に燃料取扱装置を移動させる。手動介入によりグラップル角度を手動で合せる。自動起動ＰＢをＯＮにする。燃料上まで燃料把握機を自動下降させ、燃料把握機を燃料上に着座させる。最後に、手動によりグラップルで燃料つかみ操作を行なう。
【００１０】
燃料装荷時では、図４（ｂ）に示すように、先ず、目標座標上に燃料取扱装置を移動させる。手動介入によりグラップル角度を手動合せする。自動起動ＰＢをＯＮにする。燃料ラック上まで燃料把握機を自動下降させ、燃料に着座させる。最後に、手動によりグラップルで燃料はなし操作を行なう。
【００１１】
図５は従来の自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
図５（ａ）に示すように、自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法では、次のような作業工程を経る。先ず、目標座標上に燃料取扱装置を移動させる。グラップル角度を自動合せする。このとき、最大で１８秒の時間を要する。振れ防止待ち時間は１５秒としており、グラップル６の角度合わせ時間又は振れ防止待ち時間のいずれか長い方の時間待機させることとなる。燃料上まで燃料把握機を自動下降させ、燃料把握機を着座させる。最後に、自動によりグラップルで燃料つかみ操作をする。
【００１２】
図５（ｂ）に示すように、燃料装荷時では、目標座標上に燃料取扱装置を移動させる。グラップル角度を自動合せする。このとき、最大１８秒の時間を要する。振れ防止待ち時間は３０秒としており、振れ防止待ち時間待機することとなる。燃料ラック上まで燃料把握機を自動下降させ、燃料が着座する。最後に、自動によりグラップルで燃料はなし操作をする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで燃料取扱装置の燃料把握機５は段階の入れ子式の伸縮構造をしており、燃料集合体上部の燃料つかみハンドルをグラップル６で引っ掛けるためにその長さを延ばした場合、その長さは１５ｍ程度まで達する。ここで、炉心２内には燃料を冷却するための冷却水があるため、燃料把握機５を伸縮する過程で水流によって燃料把握機５に振れが生じる。そのため交換を行う燃料集合体の真上に燃料取扱装置本体１を水平移動させて位置させても、伸ばした燃料把握機５の振れの影響で、燃料把握機５下端のグラップル６が燃料集合体の頭部の燃料つかみハンドルからずれてしまう事態が多発しやすいという問題があった。
【００１４】
燃料把握機５下端のグラップル６が燃料集合体の上部の燃料つかみハンドルからずれると、燃料把握機５のアームの伸縮を行うためのワイヤゆるみ（燃料を炉内のラックから取り出すため、燃料つかみハンドル上にグラップル６を着座させるが、燃料つかみハンドル上にグラップル６が着座できない場合に発生する）や、燃料集合体スティック（燃料集合体をラックに挿入する際、その位置がずれて挿入できない場合に発生する）などの事象が発生し、その対応のために燃料交換作業時間にロスを生じていた。即ちこれらの事象が発生すると燃料取扱装置は自動停止するため燃料把握機５を一端若干縮めて位置調整をした後に自動運転を再開するが、数百本にも及ぶ燃料集合体の交換作業において，たびたび燃料取扱装置の自動停止・位置調整・運転再開が行なわれると、その作業時間の累積的ロスも無視できないという問題があった。
また、作業時間が長くなると発電所の稼働率が低下し、電力供給に与える影響や発電利益の損失も大きくなるという問題があった。
【００１５】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、燃料把握機について最適な振れ防止待ち位置及び時間を設定することで、燃料棒を取り出し、装荷し、或は再配列する際の１作業当たりの時間を短縮することができる原子力燃料取扱装置の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、半自動運転状態のときは、原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して半自動運転状態で取り出す原子力燃料取扱装置の運転方法であって、燃料が収容されている炉心（２）、プール（８）の目標座標上に、前記燃料取扱装置を移動させ、該燃料取扱装置の燃料把握機（５）を着座自動減速位置まで自動下降させ、かつグラップル（６）の角度を合せ、前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して１０秒から１５秒まで振れを待った後に、該燃料把握機（５）を燃料（Ｆ）の上まで自動下降させ、該燃料把握機（５）を燃料（Ｆ）上に着座させ、手動によりグラップル（６）で燃料つかみ操作をする、ことを特徴とする原子力燃料取扱装置の運転方法が提供される。
【００１７】
また、原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して半自動運転状態で装荷する原子力燃料取扱装置の運転方法であって、燃料が収容されている炉心（２）、プール（８）の目標座標上に、前記燃料取扱装置を移動させ、該燃料取扱装置の燃料把握機（５）を挿入自動減速位置まで自動下降させ、かつグラップル（６）の角度を合せ、前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して１０秒から１５秒まで振れを待った後に、燃料ラック上まで燃料把握機（５）を自動下降させ、燃料が着座したら、手動によりグラップル（６）で燃料はなし操作をする。
【００１８】
自動運転状態のときは、原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して自動運転状態で取り出す原子力燃料取扱装置の運転方法であって、燃料把握機（５）を、燃料（Ｆ）が収容されている炉心（２）、プール（８）の着座自動減速位置まで移動させ、この着座自動減速位置において、前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して５秒から１５秒程度振れを待った後に、燃料（Ｆ）の上まで燃料把握機（５）を自動下降させ、燃料に燃料把握機（５）を着座させ、自動によりグラップル（６）で燃料つかみ操作をする。
【００１９】
また、原子力発電所の原子力燃料（Ｆ）を、燃料取扱装置を使用して自動運転状態で装荷する原子力燃料取扱装置の運転方法であって、燃料把握機（５）を、燃料が収容されている炉心（２）、プール（８）の挿入自動減速位置まで移動させ、この挿入自動減速位置において、前記燃料把握機（５）の振れ防止待ち時間を自動設定して５秒から１５秒程度振れを待った後に、燃料ラック上まで自動下降させ、燃料（Ｆ）が着座したら、自動によりグラップル（６）で燃料はなし操作をする。
【発明の効果】
【００２０】
上記方法では、燃料把握機（５）を着座又は挿入前減速位置で自動停止させ、所定の振れ防止待ち時間経過後、自動起動させることにより、ケーブルゆるみ、燃料集合体スティック事象の発生原因である燃料把握機（５）を水中で下降させる際、振れが発生し、基準位置に対してのずれを防止することができる。しかも、振れ防止待ち時間の効率化を高めることにより１作業当たりの作業時間の短縮化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の原子力燃料取扱装置の運転方法は、燃料棒を取り出し、装荷し、或は再配列する際の１作業当たりの時間を短縮するために、燃料把握機の最適な振れ防止待ち位置及び時間を自動設定した原子力燃料取扱装置の運転方法である。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実施例１の半自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
図１（ａ）に示すように、実施例１の半自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法では、次のような作業工程を経る。先ず、目標座標上に燃料取扱装置を移動させる。燃料把握機５を着座減速位置に自動下降させる。手動介入によりグラップル６の角度を手動で合せる。自動起動ＰＢをＯＮにする。１０秒から１５秒の振れ防止待ち時間が経過した後、燃料上まで燃料把握機５を自動下降させる。燃料把握機５が燃料Ｆ上に着座する。最後に、手動によりグラップル６で燃料つかみ操作を行なう。
【００２３】
燃料装荷時では、図１（ｂ）に示すように、先ず、目標座標上に燃料取扱装置を移動させる。燃料棒挿入自動減速位置まで自動下降させる。手動介入によりグラップル６の角度を手動合せする。自動起動ＰＢをＯＮにする。振れ防止待ち時間１０秒から１５秒経過後、燃料ラック上まで燃料把握機自動下降させ、燃料Ｆに着座させる。最後に、手動によりグラップル６で燃料はなし操作を行なう。
【００２４】
このとき、燃料把握機５の振れ防止待ち時間を自動で設定する。例えば、この半自動運転状態における燃料取り出し時、燃料装荷時の運転方法では、手動介入によりグラップル角度合せを行った後、１０秒程度経過させてから自動起動ＰＢを操作している。本発明では、自動起動ＰＢ操作後、燃料把握機５の振れ防止待ち時間経過後、起動するように自動運転状態にする。このときの振れ防止待ち時間について、燃料取り出し時は１０秒から１５秒、燃料装荷時は１０秒から１５秒がそれぞれ最適であった。
【００２５】
手動介入によるグラップル角度合せ位置（振れ防止待ち位置）を変更する。手動介入によるグラップル角度合せ位置は、炉心側の場合、燃料装荷及び燃料取り出し時共に燃料把握機上限（オペフロから２，８７０ｍｍ下。燃料下端〜炉心上間で７，６０２ｍｍの余裕あり）位置で行っている。その後、着座または、挿入するため、燃料把握機５が下降した際に再度振れが生じる。このことから、燃料把握機５の振れ防止のための位置を着座前減速位置又は挿入前減速位置とする。
【００２６】
この実施例１の運転方法では、数１に示す計算方法により、１作業当たり約６９分の時間短縮を図ることができる。ここの改善率を０．９とした理由は過去発生したケーブルゆるみ、燃料集合体スティックのうち、再トライでの成功率としたものである。
【００２７】
【数１】
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【実施例２】
【００２８】
図２は実施例２の自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
実施例２の運転方法は、自動運転状態のときの運転方法である。燃料取り出し時の運転方法では、図２（ａ）に示すように、燃料把握機５を、燃料が収容されている燃料ラックの着座自動減速位置まで移動させ、この着座自動減速位置において、燃料把握機５の振れ防止待ち時間を５秒から１５秒程度振れを待った後に、燃料上まで燃料把握機５を自動下降させ、燃料Ｆに燃料把握機５を着座させ、自動によりグラップルで燃料つかみ操作をする。
【００２９】
燃料装荷時では、図２（ｂ）に示すように、先ず、燃料把握機５を、燃料Ｆが収容されている燃料ラックの挿入自動減速位置まで移動させ、この挿入自動減速位置において、燃料把握機５の振れ防止待ち時間を１０秒から１５秒程度待った後に、燃料ラック上まで自動下降させ、燃料が着座したら、自動によりグラップルで燃料はなし操作をする。
【００３０】
詳細には、この自動運転状態における燃料取り出し時、燃料装荷時の運転では、自動による振れ防止待ち位置を変更する。自動による振れ防止待ち位置は、炉心側の場合、燃料装荷および燃料取り出し時共に燃料把握機上限（オペフロから２，６３６ｍｍ下、燃料下端〜炉心上間で９，９１９ｍｍの余裕あり）位置で行っているが、その後、着座または、挿入するため、燃料把握機５が下降した際に冷却水流の影響により再度振れが生じる。このことから、振れ防止のための位置を着座前減速位置又は挿入前減速位置とする。
【００３１】
この実施例２の運転方法では、数２に示す計算方法により、１作業当たり約６５分の時間短縮を図ることができる。
【００３２】
【数２】
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【００３３】
なお、本発明は、燃料把握機５の最適な振れ防止待ち位置及び時間を設定することで、燃料棒を取り出し、装荷し、或は再配列する際の１作業当たりの時間を短縮することができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の原子力燃料取扱装置の運転方法は、原子力発電所の原子炉と燃料プール等の間での原子力燃料を自動運転により取り出し、元に戻し、或は再配列するときに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の半自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
【図２】実施例２の自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
【図３】原子力燃料取扱装置を示す斜視図である。
【図４】従来の半自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
【図５】従来の自動運転状態における燃料取り出し時の運転方法の運転方法（ａ）と、燃料装荷時の運転方法（ｂ）の各作業工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  燃料取扱装置本体
２  炉心
３  走行台車
４  走行レール
５  燃料把握機
６  グラップル
７  横行レール
８  使用済み燃料貯蔵プール
Ｆ  燃料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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