TW314630B - - Google Patents

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14630 Α7 Β7 五、發明説明（1 ) 發明背景： 發明領域：. 本發明有關於一種裝設在如核反應器、燃料Iglg等g 備內之用以傳送核燃料組件的燃料組件自動更換g β。M 詳言之，本發明是有關於一種適於在設備內自動安置及傳 送核燃料組件之核燃料組件自動更換裝置，其中t M ^ i 內燃料組件之儲存位置在一預定範圍內變化。 習知技術說明： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 習知燃料組件更換裝置例如在日本公開專利第5 2 · 135992號案中曾有揭示。在該用以在反應器或燃料儲槽 中傳送燃料組件的習知燃料組件更換裝置中，燃料組件的 位置係以X - Y軸平面上之X — Y座標來表示。要安置燃 料握爪至設定位置時，以接附於導軌側表面上的條齒輪與 裝設在橋軌與軌車上的小齒輪間的相互嚜合來旋轉同步傳 送器。根據傳送器輸出的訊號，可偵測出燃料握爪的目前 位置（X與Y座標），並對橋軌馬達與軌車馬達進行自動 控制，以將燃料握爪目前位置與燃料組件目標位置間之距 離偏差修正爲零。此種習知技術僅在燃料組件的目標位置 爲固定時才能應用，在燃料組件的目標位置在一特定範圍 內變化時便無法達成自動定位。 圖6 A爲沸水式反應器核心的剖面圖。參考數字1 3 表示核燃料組件：2 9表示控制桿：2 8表示L P R Μ ( 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 3^4β3〇 _B7_ 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 局部動力範圍監視器）°如圖6 B所示’四個燃料組件 1 3圍繞一個控制桿2 9構成一個單元。四個燃料組件 1 3的把手1 3 A面向控制桿2 9。 隨著反應器的運轉，核心的反應能力逐漸降低，因此 每隔一段時間必須以新的燃料組件來更換使用過的燃料組 件。燃料更換時間之間的運轉周期稱爲一周。在一個 1 1 0百萬千瓦功率的反應器核心內約有8 0 0個燃料組 件，而在每一次周期性檢視時8 0 0個燃料組件中便有四 分之一至三分之一必須更換。 圖7示出核燃料組件在沸水式反應器核心中的安裝圖 型（即燃料組件的安排方式）。參考圖7 ，各燃料組件 1 3上標示的圖號（4 一 6 )表示組件保留在反應器核心 內的周期數。相同號數的組件需同時更換。圖7中周期數 爲4、5、6的燃料組件1 3分別以圖號4、5、6來表 示。要同時更換的燃料組件1 3 (例如以陰影線表示之圖 號爲6的燃料組件1 3 )係成斜列相鄰狀態。* 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 圖8'爲立體圖，示出習知核燃料組件更換裝置的一例 。導軌1裝設在核反應器建物的頂板上。導軌1上設有橋 軌2，其上裝設軌車3。在軌車3上裝有用以抓握燃料組 件的燃料握爪4。裝置中設有橋軌馬達8、軌車馬達9、 燃料推動馬達1 0 ，以將燃料握爪4移動至目標位置。這 些馬達根據自動馬達控制器1 1輸出經由控制纜1 2而來 的訊號，而使燃料握/爪4移動至目標位置並定位於該處。 在上述習知裝置所採行的習知技術中，係將燃料組件定位 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） e A7 314630 _____ B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於目標位置，亦即定位於如反應器核心或核儲存架等靜止 座檫位置處。因此，核燃料組件更換裝置僅需藉由前述齒 條與小齒輪間的相互噻合來偵測其本身的位置，並藉此將 燃料握爪4定位至靜止的目標位置。 然而，要相對於在停止位置上不具有重複性的移動載 運機構（例如水下燃料組件載架）來進行燃料握爪4的自 動定位時，前述習知技術則無法將燃料握爪4定位至目標 位置。此項問題的原因在於，即使將燃料組件載架之參考 停止位置設定爲目標位置，載架實際上卻可能停在偏離參 考位置之處，以致無法插入或除下燃料組件。 發明節要： 因此，本發明的主要目的便是要提供一種自動更換核 燃料組件之裝置，此裝置在核燃料組件之儲存狀況在某一 範圍內變化的情形下仍可對燃料握爪進行X - Y座標之自 動定位。 . 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明的另一目的是要提供一種自動更換核燃料組件 之裝置，此裝置可以避免燃料握爪所抓握之燃料組件因爲 組件下方位置偏差以致無法適當插入反應器核心或燃料儲 存架的問題（此問題可能導致核電廠之自動操作停機）。 本發明的再一目的是要提供一種自動更換核燃料組件 之裝置，其中當未握有任何燃料組件的燃料握爪下降時， 燃料握爪之握爪可正確定位並能夠正確地抓握目標核燃料 組件。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 本發明的又一目的是要提供一種自動更換核燃料組件 之裝置，其中僅當正確識別出組件之I D號數爲所要者時 才致動握爪。 本發明的另一目的是要提供一種自動更換核燃料組件 之裝置，其中記錄有核燃料組件之I D號數與該組件儲存 位置間的關係，以免除檢査I D號數與架中所存實際燃料 組件之操作（在習知技術中必須每隔預定間隔即進行此操 作）。 _ 爲達成上述目的，根據本發明之第一部份內容，乃是 提供有一種用以在如反應爐、核燃料儲槽等設備內傳送核 燃料組件的自動更換核燃料組件之裝置，此裝置包含： 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌； 可在導軌上移動的橋軌： 固定於橋軌上並在Y軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車： 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在Z軸方 向上沿Z'軸旋轉上下移動； 設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪一段距離的 水下電視攝影機安裝機構； 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構： 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅動機構： 用以在Z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構： 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、訂 〇14630 ^ Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 用以在Z軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構： 用以處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器；以 及用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、第 二、第三與第四驅動機構的控制器； 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 其中心位在所要目標位置之機構， 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 置與目標燃料組件位置在X與Y軸及環繞Z軸方向上的偏 差之機構， 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 與Y軸及環繞Z軸方向上的偏差値之訊號時，驅動所述第 一、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之第二部份內容，乃是提供有二種用以在 如反應Μ、核燃料儲槽等設備內傳送核燃料組件的自動更 換核燃料組件之裝置，此裝置包含： 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌： 可在導軌上移動的橋軌； 固定於橋軌上並在γ軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車； 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在Ζ軸方 向上沿Ζ軸旋轉上下移動： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） A7 _____B7 五、發明説明（6 ) 設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪一段距離的 水下電視攝影機安裝機構； 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 ;用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構； 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅動機構； 用以在Z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構； 用以在Z軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構； 用以處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器：以 及 用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、 第二、第三與第四驅動機構的控制器； 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 其中心位在所要目標位置之機構， 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 置與目標燃料組件位置在X與Y軸及環繞z軸方向上的偏 差之機構， 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本莧) 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 與Y軸及環繞Z軸方向上的偏差値之訊號時，控制所述第 一、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構， 所述影像處理器進一步包括： 判斷機構，用以判斷燃料握爪是否握有核燃料組件： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 314630 at B7 五、發明説明（7 ) 及 偵測機構，用以在判斷出燃料握爪握有核燃料組件時 ，偵測燃料組件底部之偏差量係等於或低於預定値， 所述控制器另包含：在接收到由影像處理器之偵測機 構所出之訊號時，控制所述第三驅動機構，以降下握爪並 容許該握爪鬆開燃料組件之機構。 根據本發明之第三部份內容，乃是提供有一種用以在 如反應爐、核燃料儲槽等設備內傳送核燃料組件的自動更 換核燃料組件之裝置，此裝置包含： 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌； 可在導軌上移動的橋軌； 固定於橋軌上並在Y軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車； 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在Z軸方 向上沿Z軸旋轉上下移動； 設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪i段距離的 水下電視攝影機安裝機構； 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 i 用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構； 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅動機構； 用以在Z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構； 用以在Z軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構； 用以處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器：以 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - —11— — - -...... 1-·, -- !1-1--- I (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 1T- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（8 ) 及用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、第 二、第三與第四驅動機構的控制器； 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 其中心位在所要目標位置之機構， 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 置與目標燃料組件位置在X與Y軸及環繞Z軸方向上的偏 差之機構， 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 與Y軸及環繞Z軸方向上的偏差値之訊號時，控制所述第 一、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構， 所述影像處理器進一步包括： 判斷機構，用以判斷燃料握爪是否握有核燃料組件； 偵測機構，用以在判斷出燃料握爪並未握有任何核燃 料組件蒔，偵測燃料組件底部.之偏差量係等於或低於預定 値，以容許所述控制器控制所述第三驅動機構而將燃料握 爪降下； 用以讀取標記在目標燃料組件上之I D號數，並判斷 所讀取之I D號數是否對應於所要者，以容許所述控制器 控制所述第三驅動機構而將燃料握爪降下，並容許握爪執 行抓握操作之機構；以及 用以記錄及儲存讀取之燃料組件I D號數與組件儲存 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---1 ^^^1 τϋΛ -Ίϋ I Ln ml w In (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 11 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 位置間之關係的機構。 根據本發明之第四部份內容，乃是提供有一種用以在 如反應爐、核燃料儲槽等設備內傳送核燃料組件的自動更 換核燃料組件之裝置，此裝置包含： 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌； 可在導軌上移動的橋軌； 固定於橋軌上並在Y軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車； 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在z軸方 向上沿Z軸旋轉上下移動； 設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪一段距離的 水下電視攝影機安裝機構； 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 > 用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構： 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅動機構： 用以在Z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構： 用以在Z軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構； 用以處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器；以 及 用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、 第二、第三與第四驅動機構的控制器： 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐> -. (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂. 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 ____B7_ 五、發明説明（ίο) 其中心位在所要目標位置之機構， 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 置與目標燃料組件位置在X與Y軸及環繞Z軸方向上的偏 差之機構， 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 與Y軸及環繞Z軸方向上的偏差値之訊號時，控制所述第 —、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構， 所述影像處理器進一步包括： 判斷機構，用以判斷燃料握爪是否握有核燃料組件： 及 偵測機構，用以在判斷出燃料握爪握有核燃料組件時 ，偵測燃料組件底部之偏差量係等於或低於預定値， 所述控制器另包含：在接收到由影像處理器之偵測機 構所出之訊號時，控制所述第三驅動機構，以降下握爪並 使該握爪鬆開燃料組件之機構， 所述影像處理器另包括： 偵測機構，用以在判斷出燃料握爪並未握有任何核燃 料組件時，偵測燃料組件底部之偏差量係等於或低於預定 値，以容許所述控制器控制所述第三驅動機構而將燃料握 爪降下： 用以讀取標記在目標燃料組件上之I D號數，並判斷 所讀取之I D號數是否對應於所要者，以容許所述控制器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ _ (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁)

314630 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（ 11) 1 控 制 所 述第 二 驅 動 機構 而 將 m /Vn、 料 握 爪 降 下 5 並 容 許 握 爪執 1 1 行 抓 握 操作 之 機 構 :以 及 1 1 用 以記 錄 及 儲 存讀 取 之 燃 料 組 件 I D 號 數 與 組 件 儲存 1 | 位 請 ~[ 置 間 之關 係 的 機 構。 先 閱 1 1 讀 1 背 1 *1 圖 式 之 簡要 說 明 • 之 意 1 \ 圖 1爲 —1-. 體 圖 ，示 出 根 據 本 發 明 實 施 例 之 白 動 更 換核 事 項 •4 [ 1 燃 料 組 件之 裝 置 的 結構 填 寫 本 圖 2爲 圖 1 所 不貫 施 例 的 側 面 圖 1 頁 1 1 圖 3爲 方 塊 圖 ，示 出 本 發 明 控 制 系 統 之 實 施 例 t 1 1 圖 4爲 本 發 明 實施 例 所 執 行 之 控 制 程 序 的 流 程 圖 * 1 | 圖 5示 出 用 以 相對 於 安 置 在 水 下 載 架 上 之 核 m /vjw 料 組件 訂- I 來 控 制 燃料 握 爪 之 定位 的 系 統 I I 圖 6 A 爲 剖 面 圖， 示 出 沸 水 式 反 應 器 的 核 心 1 I 圖 6 B 爲 放 大 圖， 示 出 一 個 控 制 桿 與 周 圍 四 個 燃 料組 1 1 件 之 間 的位 置 關 係 ： » 1 圖 7示 出 裝 載 於反 應 器 核 心 內 之 燃 料 組 件 的 圖 型 :而 1 i 圖 8爲 立 體 圖 ，示 出 習 知 核 燃 料 組 件 白 動 更 換 裝 置之 ί 結 構 0 1 1 較 佳 實 施例 之 詳 細 說明 • 1 1 w 考圖 1 、 2 與3 5 核 燃 料 組 件 白 動 更 換 裝 置 包 括有 1 1 一 個 導 軌1 安 裝 在建 物 1 0 0 內 0 在 導 軌 1 上 設 置 有一 1 1 個 運 輸 載架 9 或 稱 橋軌 2 9 而 可 在 導 軌 1 的 縱 向 ( 軸 向） 1 1 本紙張尺農.;:.¾國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（12) 上移動。橋軌2上裝設有~個側向運動載架，或稱軌車3 ，此軌車3在裝設在橋軌2上的側軌5 1上移動，側軌 5 1朝垂直於導軌1縱向的方向延伸。在側向運動的軌車 3上設有燃料握爪4 ，其上具有由壓縮空氣所驅動的握爪 4 1 〇 燃料握爪4經由燃料推動馬達1〇之操作而上升或下 降，燃料推動馬達1 0爲燃料推動馬達控制器i 7所控制 。此外在橋軌2與軌車3上分別設置有橋軌運動馬達8與 軌車運動馬達9 ，這些馬達爲橋軌馬達控制器丨5與軌車 馬達控制器1 6所控制而移動橋軌2與軌車3。在側向運 動軌車3上設有第四馬達5 0 ，以供沿燃料握爪4的軸來 旋轉燃料握爪4 :第四馬達5 0爲燃料握爪旋轉馬達控制 器5 1 a所控制。 上述核燃料組件自動更換裝置爲一個控制單元3 0所 控制，此控制單元3 0安置在一個遙控室內，包括一個自 動操作控制板1 8、一個影像處理控制板1 9、一個攝影 控制板2' Q、和一個自動馬達控制器1 1。核燃料組件自 動更換裝置藉由附接在導軌側表面X與Y方向上的齒條（ 未示）與附接在橋軌2和軌車3上之小齒輪（未示）間的 互動來旋轉位於橋軌2和軌車3上之同步傳送器（未示） ，藉此偵測燃料握爪4的目前位置（X與Y座標）。 又，裝置設有一個水下工業用電視攝影機安裝單元5 、一個裝設在攝影機安裝單元5之下方末端上的水下工業 用電視（I TV)攝影機6、以及一個裝設在側向運動軌 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐 )-15 I - - - -1Ϊ —II I — II I —I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13) 車3上的影像處理器7 ，以供處理由I τν攝影機6所拾 取的影像。 控制單元3 0使馬達8與9分別將橋軌2與側向運動 軌車3移動至目標位置，接著使燃料推動馬達1 0降下燃 料握爪4，再使馬達5 0旋轉燃料握爪，以容許燃料握爪 抓握或放下燃料組件。控制單元3 〇也控制燃料組件的移 動，亦即儲存那一個燃料組件移動、由何處移至何處等資 訊。影像處理器7具有以下功能：偵測攝影機6中心與目 標燃料組件中心間的偏移量，並輸出所偵測到的偏移量給 自動馬達控制器1 1 ( f 1 ):偵測位於燃料握爪4下端 之燃料或握爪4 1前端的偏差量係等於或小於設定値，並 將指示燃料握爪4可再下降之訊號傳送給自動馬達控制器 11 ( f 2 );以及自動讀取記載在目標燃料組件把手上 的I D號數，並根據所儲存的資料來驗證所讀取的I D號 數，當I D號數與儲存資料彼此對應時，傳送指示燃料握 爪4可以降下之訊號給自動馬達控制器1 1 ( f 3 )。 由裝設在攝影機安裝單元5上之I TV攝影機6而來 的訊號經由控制纜1 2傳送給影像轉換器2 5 ，並在比較 器2 6中進行比較。 於裝置自動操作將核燃料組件1 3 (見圖2 )由反應 器核心中某位置移下或將組件1 3插入所要位置時， I T V攝影機6偵測組件1 3前端之偏差，並傳送偵測訊 號給影像轉換器2 5。根據偵測訊號，影像轉換器2 5進 一步偵測組件1 3前端之偏差量，並傳送偵測資料給比較 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --17 - 1 -1-j·- ΙΓ-— -^m I {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -s A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 _ 五、發明説明（14) 器2 6。當比較器2 6判斷資料在參考値之內時，影像處 理器7傳送一指示訊號給自動馬達控制器11，以驅動燃 料推動馬達1 0。 以下參考圖3之方塊圖及圖4之流程圖來說明本發明 裝置實施例之操作。在圖4之步驟1 0 0中，控制單元 3 0內之自動操作控制板1 8首先傳送自動起始訊號給自 動馬達控制器1 1 ，以起始裝置之自動控制。實際開始控 制操作之前，.自動馬達控制器內之程序計算器（未示）檢 查要執行之控制的合理性，若所得結果是肯定的，便起始 .自動控制。 於步驟101中，自動馬達控制器11在X與Y方向 上定位ITV攝影機6 ，以將攝影機6的中心安置於目標 位置。步驟1 0 2中，影像處理器7計算目標位置中心與 定位後之攝影機6之中心在X、Y與β方向上之偏移（偏 差），並輸出給自動馬達控制器1 1 。 步驟1 0 3中，自動馬達控制器1 1內的程序計算器 以前述偏移和握爪4 1中心與I Τ V攝影機6間之距離（ 圖5中以d表示）的和來更正握爪4 1中心位置，以將握 爪4 1中心定位至目標位置。 接著在步驟1 0 4中，判定是否有懸掛載物作用在燃 料握爪4上。若步驟1 0 4結果爲是，則在步驟1 〇 5中 由I T V攝影機6偵測握爪4 1底部的偏差量。若偵測所 得的偏差量等於或小於預定値，影像處理器7便給予降低 握爪4 1之指示訊號給自動馬達控制器1 1。接著在步驟 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ "— -丄/ _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) % ^14630 b7 五、發明説明（15) 1 0 7中，握爪4 1降下至定位並進行放鬆操作。自動操 作於是完成。 另一方面，如果在步驟1 〇 4中判定並無懸掛載物作 用在握爪單元4上，則在歩驟1 0 6中由I TV攝影機6 偵測握爪4 1底部的偏差量。若偵測所得的偏差量等於或 小於預定値，影像處理器7便給予降低握爪4 1之指示訊 號給自動馬達控制器1 1。接著在步驟1 0 8中，I TV 攝影機6讀取記載在目標燃料組件13把手上的ID號數 ，而影像處理器7對讀取的資訊執行影像處理。如果該資 訊與儲存資料相符，影像處理器7便給予降低握爪4 1之 許可。又在步驟1 0 9中，將燃料I D號數與燃料組件儲 存位置記錄儲存在自動馬達控制器1 1內的程序計算器（ 未示）中。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 以下說明自動進行中心定位之影像處理。影像處理器 7將I TV攝影機6之目前位置（mm)與目標位置（ mm)間之偏差（dXmm，dYmm ，d <9今）輸入自 動馬達Μ制器1 1。接著針對X、Y與β方向上的偏差（ dXmm，dYmm，d θ° )來執行最後定位。 更詳言之，影像定位係依照以下程序來進行： (1 )由主計算器（未示）供應後續目標位置。 (2)自動馬達控制器11執行〃目標位置一目前位 置-I TV攝影機安裝位置偏差〃之計算。接著於控制器 1 1在X Y方向上將攝影機6移動至目標燃料組件位置並 將攝影機6保持在該位置後，控制器1 1經由影像處理控 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18 - 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 A7 B7 ________ 五、發明説明（16) 制板1 9給予指示訊號給影像處理器7，以在X、Y與β 方向上進行位置更正操作，進而容許裝置7執行位置偵測 操作。 (3 )影像處理器7檢査核燃料組件自動更換裝置是 否停止，接著讀取與燃料組件對應的索引表，以從輸入影 像來偵測燃料組件位置。影像處理器7接著透過計算將偵 測位置轉換成I Τ V攝影機6中心與燃料組件目標位置中 心間之實際偏差距離，並傳回該結果。 (4 )核燃料組件自動更換裝置進行計算將影像處理 器7輸入之偏差値（dXmm，dYmm，d )加上 ITV攝影機位置偏差値（常數Xmm與Ymm)，藉此 達成握爪4 1在X、Y與（9方向上的最終定位。 以下說明儲存核燃料組件1 3的控制程序，如圖5所 示，根據本發明之核燃料組件自動更換裝置，核燃料組件 13由水下載架21載運至燃料儲存設備儲槽內的燃料架 上。 . ； 操作員接收到指示載架2 1到達預定位置的訊號後， 便經由自動操作控制板1 8對自動馬達控制器1 1發出操 作訊號，令裝置執行自動控制將核燃料組件1 3拾取安置 在載架2 1上。 接著自動馬達控制器1 1對於橋軌馬達控制器1 5與 軌車馬達控制器1 6發出指令，使I Τ V攝影機6之目前 位置與目標位置間的偏差成爲零，以控制將I Τ V攝影機 6的中心安置在載架2 1上之核燃料組件1 3的儲存座標 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）~~~ -iy - (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、言 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（17) 處0 將I TV攝影機6之中心定位到目標位置後，攝影控 制板2 0將燃料組件1 3的影像攝入影像處理器7，並與 樣本圖型比較，以精確計算I TV攝影機6的中心與核燃 料組件1 3中心間的偏差，再將所得的資料傳送給自動馬 達控制器11。自動馬達控制器11於是對橋軌馬達运制 器Γ 5、軌車馬達控制器1 6和燃料握爪旋轉馬達控制器 5 1 a發出指令，使橋軌馬達控制器1 5、軌車馬達控制 器1 6和燃料握爪旋轉馬達控制器5 1 a分別致動橋軌馬 達8、軌車馬達9與燃料握爪旋轉馬達5 〇 ，以移動燃料 握爪4且確使燃料握爪4的移動量相等於接收資料、 I T V攝影機6的中心與核燃料組件1 3中心間的距離、 及攝影機6在旋轉角度Θ上的偏差之和。如此一來，便可 精確控制燃料握爪4對於核燃料組件1 3中心之定位。 接著，自動馬達控制器11指示燃料推動馬達控制器 1 7 ，使燃料推動馬達1 〇將燃料握爪4朝向燃料組件 13把手的方向降下，並使之暫停於把手稍上方的位置。 在此暫停瞬間，影像處理器7偵測握爪4 1之偏差量。所 測得的偏差量與儲存的參考値比較。如果比較發現測得量 等於或小於參考値，影像處理器7便傳送指示握爪4 1可 再下降之訊號給自動馬達控制器11。接著影像處理器7 將燃料組件1 3把手上記載的I D號數與儲存的I D號數 相比較。若兩I D號數彼此相符，影像處理器7便傳送指 示握爪4 1可再下降之訊號給自動馬達控制器1 1 。影像 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ ~ J - Ϊ -1^^1 m —^1— —^1 ^ a^i— n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18) 處理器7也儲存I D號數與儲架位址（即燃料組件1 3所 要移往儲存之處）間之對應關係。接下來，如果傳送給自 動馬達控制器1 1的兩訊號滿足and條件，自動馬達控 制器1 1便指示燃料推動馬達控制器1 7，使燃料推動馬 達10操作將握爪41降下、座落於燃料組件13把手上 、並握住把手。根據上述程序，可將燃料組件1 3由水下 載架2 1自動轉移至燃料儲存架上。 由前述說明可以了解，本發明能夠提供以下效益： 可以自動將燃料握爪定位至核燃料組件上（此燃料組 件有可能在某範圍內移動），並可轉移燃料組件，因此可 增加燃料轉移操作的速度，以有效節省操作員的勞力及減 低輻射暴露。 此外，燃料組件插入儲存架或反應器核心時之位置偏 差可藉由影像處理來偵測，因此可以避免發生燃料組件阻 塞等不便，進而防止燃料組件損害，及縮短燃料組件更換 所需的時間。 ； 又，'影像處理器自動讀取燃料組件的I D號數，並與 儲存資料相比較。確認I D號數與儲存資料彼此相符後， 便允許燃料組件轉移。因此在本系統中可避免人爲誤差， 以改善燃料組件轉移的可靠度。此外，所偵測到的I D號 數與該ID號數之燃料組件所要移往的儲存架位址可用相 關方式記錄儲存，該儲存資料可供作爲評估燃料組件之用 ，因此可以毋須額外或獨立使用攝影機或視頻裝置來進行 評估。 -* Ϊ 1 -- »1 - - -1 -X.衣 I —^1 - I - - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2丨〇><297公釐） 21

Claims (1)

14630 ?8s D8 六、申請專利範圍 1 · 一種自動更換核燃料組件之裝置，用以在如反應 爐、核燃料儲槽等設備內傳送核燃料組件，此裝置包含： 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌： 可在導軌上移動的橋軌； 固定於橋軌上並在Y軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車； 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在Z軸方 向上沿Z軸旋..轉上下移動； . 設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪一段距離的 水下電視攝影機安裝機構： 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構； 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅動機構； 經濟部中央梂準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 用以在Z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構； 用以在Z軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構： 用以'處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器；以 及 用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、 第二、第三與第四驅動機構的控制器； 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 其中心位在所要目標位置之機構， 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 2?- 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 置與目標燃料組件位置在X與Y軸及環繞Z軸方向上的偏 差之機構， 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 與Y軸及環繞Z軸方向上的偏差値之訊號時，驅動所述第 一、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構。 2 ·—種自動更換核燃料組件之裝置，用以在如反應 爐、核燃料儲槽等設備內傳送核燃料組件，此裝置包含： 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌： 可在導軌上移動的橋軌： 固定於橋軌上並在Y軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車； 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在Z軸方 向上沿Z軸旋轉上下移動： 設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪1段距離的 水下電視'攝影機安裝機構； 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 ♦ 用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構； 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅動機構； 用以在Z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構： 用以在Z軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構； 用以處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器；以 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 23 ----1 1— - .....1 111, j 1--- 入 I - I (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 •1 六、申請專利範圍 及 用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、 第二、第三與第四驅動機構的控制器： 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 其中心位在所要目標位置之機構， 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 置與目標燃料組件位置在X與Y軸及環繞Z軸方向上的偏 差之機構， 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 與Y軸及環繞Z軸方向上的偏差値之訊號時，控制所述第 一、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構， 所述影像處理器進一步包括： 判斷機構，用以判斷燃料握爪是否握有核途料組件； 及 ， 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 偵測機構，用以在判斷出燃料握爪握有核燃料組件時 ’偵測燃料組件底部之偏差量係等於或低於預定値， 所述控制器另包含：在接收到由影像處理器之偵測機 構所出之訊號時，控制所述第三驅動機構，以降下握爪並 容許該握爪鬆開燃料組件之機構。 3 · ~種自動更換核燃料組件之裝置，用以在如反應 爐 '核燃料儲槽等設備內傳送核燃料組件，此裝置包含： 本紙張尺度通用家標準（CNS〉八4祕（21QX297公着）.24 _ 經濟部中央標準局灵工消費合作社印製 A8 Βδ C8 D8六、申請專利範圍 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌； 可在導軌上移動的橋軌； 固定於橋軌上並在γ軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車； 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在Z軸方 向上沿Z軸旋轉上下移動； '設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪一段距離的 水下電視攝影機安裝機構； 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 > 用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構； 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅‘動機構： 用以在Z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構； 用以在Z軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構： 用以處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器；以 及用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、第 二、第三'與第四驅動機構的控制器： 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 其中心位在所要目標位置之機構， 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 置與目標燃料組件位置在X與Y軸及環繞Z軸方向上的偏 差之機構， 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS>A4規格（ 210X297公釐）-25 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 裝· 訂 314630 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 與γ軸及環繞z軸方向上的偏差値之訊號時，控制所述第 一、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構， 所述影像處理器進一步包括： 判斷機構，用以判斷燃料握爪是否握有核燃料組件； •偵測機構，用以在判斷出燃料握爪並未握有任何核燃 料組件時，偵測燃料組件底部之偏差量係等於或低於預定 値，以容許所述控制器控制所述第三驅動機構而將燃料握 爪降下； 用以讀取標記在目標燃料組件上之I D號數，並判斷 所讀取之I D號數是否對應於所要者，以容許所述控制器 控制所述第三驅動機構而將燃料握爪降下，並容許握爪執 行抓握操作之機構；以及 用以記錄及儲存讀取之燃料組件I D號數與組件儲存 位置間之關係的機構。 ； 4 ·'—種自動更換核燃料組件之裝置，用以在如反應 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 爐、核燃料儲槽等設備內傳送核燃料組件，此裝置包含： 固定於設備上並在X軸方向上延伸的導軌； 可在導軌上移動的橋軌； 固定於橋軌上並在Y軸方向上延伸的側軌； 可在側軌上移動的側向移動軌車； 懸掛於軌車上之燃料握爪，具有一握爪並可在Z軸方 向上沿Z軸旋轉上下移動； 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）-26 - A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 設置在軌車上且在水平方向上距燃料握爪一段距離的 水下電視攝影機安裝機構； 裝設在水下電視攝影機安裝機構上的水下電視攝影機 9 用以在X軸方向上移動橋軌的第一驅動機構； 用以在Y軸方向上移動軌車的第二驅動機構； 用以在z軸方向上升降燃料握爪的第三驅動機構； 用以在乙軸方向上旋轉燃料握爪的第四驅動機構； 用以處理由電視攝影機輸出之影像的影像處理器；以 及 用以接收電視攝影機輸出之訊號，以自動控制第一、 第二、第三與第四驅動機構的控制器； 所述控制器具有在接收到從影像處理裝置而來之訊號 後，驅動所述第一與第二驅動機構，以安置電視攝影機使 其中心位在所要目標位置之機構， 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所述影像處理裝置包括用以計算電視攝影機之安置位 置與目_燃料組件位置在X與γ軸及環繞Z軸方向上的偏 差之機構， 所述控制器進一步包含：在接收到指示所計算出在X 與γ軸及環繞z軸方向上的偏差値之訊號時，控制所述第 —、第二與第四驅動機構，以根據該偏差値再加上電視攝 影機與燃料握爪間之差距，來移動所述燃料握爪而使燃料 握爪之位置與目標燃料組件位置相符之機構， 所述影像處理器進一步包括： 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS)A4说格（21〇Χ297公釐）-27 - 314630 鉍 C8 D8 六、申請專利範圍 判斷機構，用以判斷燃料握爪是否握有核燃料組件； 及 偵測機構，用以在判斷出燃料握爪握有核燃料組件時 ，偵測燃料組件底部之偏差量係等於或低於預定値， 所述控制器另包含：在接收到由影像處理器之偵測機 構所出之訊號時，控制所述第三驅動機構，以降下握爪並 使該握爪鬆開燃料組件之機構， 所述影像處理器另包括： 偵測機構，用以在判斷出燃料握爪並未握有任何核燃 料組件時，偵測燃料組件底部之偏差量係等於或低於預定 値，以容許所述控制器控制所述第三驅動機構而將燃料握 爪降下； 用以讀取標記在目標燃料組件上之I D號數，並判斷 所讀取之I D號數是否對應於所要者，以容許所述控制器 控制所述第三驅動機構而將燃料握爪降下，並容許握爪執 行抓握操作之機構；以及 ^ 用以'S5錄及儲存讀取之燃料組件I D號數與組件儲存 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 構 機 的 係 之 間 置 位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 28 -