SE506569C2 - Metod och anordning vid rörelsekorrektion och positionering av en upphängningsanordning - Google Patents

Description

506 569 2 att styra kranen med smä rörelser för att successivt flytta lasten till den korrekta positionen. Denna finjustering kräver mycket erfarenhet och god yrkesskicklighet hos kranoperatören för att korrekt position ska uppnäs pä relativt kort tid. Har inte kranoperatören denna erfarenhet och skicklighet kan finjusteringen vara ett mycket tidskrävande arbete.

En specifik applikation där last transporteras hängande med hjälp av exempelvis en travers är i en avställd kärnkraftsanläggning. Avställning sker exempelvis dä service behöver utföras i kärnkraftsanläggningens reaktortank som för detta ändamäl dä töms helt eller delvis pä bränslepatroner och/eller styrstavar som normalt är anordnade i denna.

Bränslepatronerna och/eller styrstavarna transporteras dä mellan reaktortanken och en sä kallad bränslebassäng där de tillfälligt ska förvaras under servicen. Ett griporgan är dä vanligen anordnat via en styv teleskopisk arm upphängt i utraversen. Griporganet anordnas med hjälp av traversen och den teleskopiska armen i läge över en bränslepatron eller en styrstav varefter griporganet bringas att gripa den aktuella lasten, dvs bränslepatronen eller styrstaven. Den teleskopiska armen bringas att dras samman varvid lasten lyfts upp ur reaktortanken. Lasten transporteras sedan upplyft i detta läge till en pä förhand bestämd position i bränslebassängen där den efter det att korrekt position hittats sänks ned i ett sä kallat bränsleställ pä bränslebassängens botten och lösgörs frän griporganet.

I denna applikation är det mycket viktigt att lasten inte kommer i rörelsen bränslepatron varvid i värsta fall klyvbart material kan komma ut i kärnkraftsanläggningens reaktorhall.

Denna hantering av bränslepatroner och/eller styrstavar är en enskild operation som tar en relativt stor andel av den totala avställningstiden i anspräk. En annan tidsödande arbetsoperation är att positionera griporganet i ett läge inom mycket snäva toleranser för att kunna lyfta upp en bränslepatron eller en styrstav ur reaktortanken. Motsvarande positionering sker dä lasten ska positioneras korrekt för att 3 506 569 kunna föras ner i bränslestället. Denna finjustering görs vanligen manuellt genom flyttningar av traversen för positionerning av griporganet som är anordnat pà i storleksordningen 10-20 meters avständ fràn dess upphängning via den teleskopiska armen i traversen.

Syftet med föreliggande uppfinning är att ästadkomma en metod och en anordning som medger en uppsnabbad och kurssäker transport med kontinuerlig korrigering av oönskade rörelser och förenklad finpositionering av hängande laster.

UPPFINNINGEN, FÖRDELAR Föreliggande uppfinning avser en metod och en anordning vid rörelsekorrektion och positonering av en upphängningsanordning för transport av en hängande last. Upphängningsanordningen är anordnad flyttbar medelst en transportutrustning säsom en kran eller en travers och är anordnad att arbeta i en fluid.

Särdragen för ästadkommande av denna metod finns angivna i den kännetecknande delen av patentkrav 1 och särdragen för ästadkommande av denna anordning finns angivna i den kännetecknande delen av patentkrav 4.

Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar upphängningsanordningen en första ände som är anordnad infäst till en travers eller kran eller dylikt, och en andra ände till vilken den hängande lasten kan anordnas direkt eller indirekt via exempelvis ett griporgan. Upphängningsanordningen innefattar en korrigeringsanordning som är anordnad att korrigera oönskade rörelser hos upphängningsanordningen och att möjliggöra finjustering av dess position. l Korrigeringsanordningen är anordnad att för detta ändamäl ästadkomma en reaktionskraft i den fluid som den är satt att arbeta, t ex en gas säsom luft eller en vätska säsom vatten.

Upphängningsanordningen innefattar vidare ett första styrsystem som är anordnat att göra kontinuerliga jämförande mätningar av t ex vinkeländringar hos upphängningsanordningen i förhållande till en lodlinje, och att med ledning av dessa mätningar styra korrigeringsanordningen sä att denna 506 569 4 ästadkommer en lämplig reaktionskraft för korrektion av en oönskad rörelse och anordnande av upphängningsanordningen sä att den i huvudsak är parallell med lodlinjen.

Korrigeringsanordningen innefattar korrigeringsorgan för alstring av reaktionskraften. Korrigeringsorganen kan exempelvis utgöras av en eller flera vridbara motordrivna propellerdon eller en eller flera pumpdrivna dysor.

Upphängningsanordningen innefattar vidare ett andra styrsystem för finjustering av positionen av den andra änden hos detta.

Det andra styrsystemet kan exempelvis innefatta en spak i form av en sa kallad joystick. Det andra styrsystemet är dä anordnat att i beroende av manövreringen av joysticken åstadkomma en förflyttning av upphängningsanordningens andra ände. Förflyttningen anges till storlek, läge och riktning av joystickens manövrering. Till skillnad mot kända finjusteringssystem där man flyttar upphängningsanordningens andra ände genom att ändra läget av dess infästningspunkt i traversen ästadkoms här en direkt flyttning av upphängningsanordningens andra ände medelst korrigeringsanordningen.

Fördelen med uppfinningen är att en kursstabil och vridningsorienterad transport av en hängande last transporterad i en fluid ästadkoms genom kontinuerlig korrigering av dess rörelse. Ett annan fördel med uppfinningen är att transporttiden och tiden för positionering förkortas genom att transporten kan ske med en jämförelsevis högre hastighet och att positionering kan göras med jämförelsevis högre precision pä kortare tid. En annan fördel är att ett väsentligt enklare transportsystem kan användas. Exempelvis kan dyra och komplicerade styva teleskopiska armar bytas ut mot betydligt billigare och mindre komplicerade veka linarrangemang. Särskilt kan med uppfinningen hanteringstiden för exempelvis bränslepatronsflytt minskas väsentligt varvid avställningstiden för en kärnreaktor kan förkortas vilket innebär en väsentlig kostnadsbesparing. 506 569 RITNINGSFIGURER Uppfinningen förstàs enklast under hänvisning till bifogade ritningsfigurer.

Figur 1 visar schematiskt i en vy fràn sidan en reaktortank i en reaktorbassàng och en intill anordnad branslebassang.

Figur 2a, 2b och 2c visar i olika snitt en upphangningsanordning med en korrigeringsanordning innefattande ett korrigeringsorgan.

Figur 3a, 3b och 3c visar i olika snitt en upphängningsanordning med en korrigeringsanordning innefattande tre korrigeringsorgan.

Figur 4a, 4b och 4c visar i olika snitt en upphangningsanordning med en korrigeringsanordning innefattande fyra korrigeringsorgan.

Figur 5 visar schematiskt en pendlingsrörelse hos en upphàngningsanordning upphàngd i en transportanordning.

Figur 6 visar schematiskt ett styrsystem för en korrigeringsanordning.

UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar en del av en kárnkraftsanläggning som innefattar en reaktortank 1 med avtaget reaktortanklock, ej visat i figuren, anordnad i en vattenfylld reaktorbassang 2. Vidare visas en sa kallad branslebassäng 3 anordnad intill reaktorbassàngen 2. Bränslebassàngen 3 är i huvudsak till för tillfällig förvaring av nya respektive helt eller delvis utbranda brànslepatroner 4. Reaktortanken 1 innefattar en hard med ett flertal brànslepatroner 4 och ett ovanför harden 5 anordnat hardgaller 6. Reaktorbassangen 2 är förbunden med branslebassangen 3 via en förslutningsbar öppning 7. Övriga 506 569 6 reaktorinterna delar 8 kan tillfälligt anordnas i reaktorbassängen 2.

Ett griporgan 12 är anordnat hängande i en travers 9, eller motsvarande, i reaktorhallen. Griporganet 12 är stelt eller vekt förbundet med traversen 9 via en upphängningsanordning 9a. Griporganet 12 sänks ned i reaktortanken 1 för gripning av en last 4a, exempelvis en eller flera bränslepatroner 4 och/eller styrstavar ll eller ett verktyg och upplyftning av dessa. I upplyft läge transporteras sedan lasten 4a till en position t ex i bränslebassängen 3 där den ska sänkas ned för tillfällig förvaring, se streckmarkeringen i figur 1.

I figur 2a-2c visas en travers 9 vilken uppbär en upphängningsanordning 9a. Upphängningsanordningen 9a är försedd med en första och en andra ände. Den första änden är anordnad infäst i traversen och den andra är fritt hängande.

Till upphängningsanordningens 9a andra ände kan direkt eller indirekt anordnas en last 4a. En korrigeringsanordning 13 är anordnad till upphängningsanordningens 9a andra ände. Till korrigeringsanordningen 13 är anordnat ett motordrivet propellerdon 14 som är vridbart 360°. Ett vinkelmätorgan 15 är anordnat vid upphängningsanordningens 9a första ände för mätning av vinkeländringar i sidled Q och i höjdled ß hos en centrumaxel C hos denna i förhållande till ett plan P som är anordnat vinkelrätt mot centrumaxeln C.

Dä upphàngningsanordningen 9a sätts i rörelse med hjälp av traversen 9 komer dess centrumlinje C att avvika fràn en lodlinje L. Korrigeringsanordningen 13 är anordnad vridbar medelst ett korrigeringsorgan kring upphängningsanordningens 9a centrumaxel C, se hänvisningssiffra 18, och är via ett styrsystem päverkbar för alstrande av en kraft för förflyttning till önskat läge av upphángningsanordningens 9a andra ände. Detta önskade läge kan t ex innebära att centrumlinjen C ska sammanfalla med lodlinjen L och att den resulterande vridningen ska vara noll, dvs $=0. v 506 569 Figur 3a-3c visar en korrigeringsanordning 13 som innefattar tre propellerdon 14 vardera anordnat individuellt styrbart och vridbart upp till 360°.

Figur 4a-c visar en korrigeringsanordning 13 som innefattar fyra dysdon 16 vardera anordnat individuellt styrbart och vridbart upp till 360°. Dysdonen 16 kan vara anordnade att medelst pumpar alstra tryckstötar i beroende av den rörelse som ska korrigeras.

Traversen 9 i figur 4a uppbär säledes upphängningsanordningen 9a till vars andra ände är anordnat fyra gripdon 12a och korrigeringsanordningen 13. Upphängningsanordningen 9a är infäst till traversen 9 i punkten S och är förflyttningsbar med hjälp av traversen 9.

Korrigeringsanordningen 13 har tva funktioner, dels att korrigera pendlingsrörelser hos upphängningsanordningen 9a och den med denna i huvudsak stelt förbundna lasten 4a som uppstär vid förflyttning av upphängningsanordningen 9a dels att positionera upphängningsanordningen 9a och därmed lasten 4a när traversen 9 star stilla. Korrigeringsanordningen 13 ska säledes kunna utföra vridning och förflyttning av upphängningsanordningens 9a andra ände till önskad position.

Upphängningsanordningen 9a i figur 4a innefattar fyra dysdon 16 anordnade i ett plan P, se figur 4a, vinkelrätt mot upphängningsanordningens 9a centrumaxel C. Dysdonen 16 är sä anordnade att lastens 4a acceleration kan väljas fritt till bade belopp och riktning i planet P. Dysdonen 16 är anordnade páverkbara via ett första och ett andra styrsystem. Det första styrsystemet har till uppgift att optimera rörelserna hos upphängningsanordningen 9a i förhällande till lodlinjen L under transporten. Det första styrsystemet innefattar den ovan nämnda vinkelgivaren 15 som närmare bestämt är anordnad att mäta en vinkel mellan lodlinjen L och upphängningsanordningens 9 längdaxel C i bade sidled, vinkeln w, och i höjdled vinkeln ß. Vinkelgivaren 15 kan vara antingen analog eller digital. 506 569 8 I figur 5 visas en schematisk bild av upphångningsanordningen 9a med en centrumlinje C under en pendlingsrörelse i förhållande till lodlinjen L. Figur 6 visar ett exempel på en modell för det första styrsystemet för korrektion av pendelrörelsen i figur 5. Läge, hastighet och acceleration š}ÉÉ i upphängningsanordningens 9a upphängningspunkt S i traversen 9 är kända. Vinkeln Q respektive ß nællan lodlinjen L och upphångningsanordningens 9a centrumaxel C erhålls från vinkelgivaren 15. Punkten T i figuren 5 utgör skärningen mellan upphängningsanordningens centrumaxel C och planet P.

Planet P är lämpligen anordnat genom korrigeringsorganens 16 centrum. Utgående från vinklarna w och ß och avståndet mellan punkterna S och T som är känt beräknas läge, hastighet och acceleration ÃÉI för punkten T. Med kännedom om hur dysdonen 16 påverkar accelerationen av den andra änden hos upphängningsanordningen 9a uppställs en modell exempelvis enligt figur 6. Utgående från läge, hastighet och acceleration šiåï i upphángningspunkten S och läge, hastighet och acceleration Ãff i punkten T beräknas riktning och storlek på den önskade accelerationen ä av korrigeringsanordningen 13 och utgående från dessa värden och den uppställda modellen beräknas varvtalsvektorn E bestående av varvtalet för var och en av de varvtalsreglerade pumpar eller motorer som styr ' dysdonen 16. I modellen kan också tas hänsyn till andra kända data under transporten så som hur lång sträcka lasten 4a ska transporteras och vilken hastighet som är mest lämplig for varje del att denna sträcka.

Vid finjustering av upphángningsanordningens 9a andra ände då traversen 9 är stillastående är anordnad ett andra styrsystem innefattande en joystick 17, se figur 4a. Det andra styrsystemet är anordnat att i beroende av manövreringen av joysticken 17 åstadkomma en förflyttning av upphängningsanordningens 9a andra ände. Fórflyttningen anges till läge och riktning av joystickens 17 manövrering.

Förflyttningen åstadkoms genom att korrigeringsanordningens 13 korrigeringsorgan 14, 16 är individuellt styrbara via signaler alstrade i det andra styrsystemet. Korrigeringsanordningen 13 är så som ovan nämnts anordnad vridbar i förhållande till 9 5206 569 upphängningsanordningen 9a, se hänvisningssiffra 18 i figur 4a. Joysticken 17 ar saledes anordnad att direkt styra upphangningsanordningens 9a andra ände så att önskad position hos denna erhàlls.

Claims (10)

506 569 10 10 15 20 25 30 Vkorrigeringsorganen - att positionen hos upphàngningsanordningens PAT ENTKRAV

1. Metod vid rörelsekorrektion hos en upphängningsanordning (9a) upphàngningsanordningen (9a) och positionering av denna i en fluid, där är försedd med en första och en andra ände där den första änden är upphängd i en punkt (S) (13) andra ande alstras en kraft kännetecknad av att i en korrigeringsanordning anordnad (9a) som ger en acceleration i fluiden sà att läget hos (9a) vid upphangningsanordningens upphangningsanordningens andra ände korrigeras.

2. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att upphängningsanordningens (9a) vinkelàndring i sidled (Q) och i höjdled (ß) màts medelst en vinkelmátanordning (15) och att läget av upphàngningspunkten (S ) mäts, ur dessa mätvärden erhálls accelerationen för den korrigerande kraften, varefter värdet av parametrar (ñ) som styr de respektive (14, 16, 18) beräknas.

3. Metod enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att en (17) anordnas till korrigeringsanordningen (13) och (9a) finjusteras genom att en kraft alstras i beroende av joystick andra ande manövreringen av joysticken (17) vilken kraft ger en acceleration i fluiden sà att laget hos upphangningsanordningens (9a) andra ande finjusteras.

4. Anordning vid rörelsekorrektion hos en (9a) och positionering av denna i en är försedd med en upphàngningsanordning fluid, där upphàngningsanordningen (9a) forsta och en andra ande dar den forsta anden är upphängd i en punkt (S) korrigeringsanordning kännetecknad av att den innefattar en (13) med åtminstone ett korrigeringsorgan (14, 16) som är anordnat att alstra en acceleration i fluiden i syfte att korrigera läget hos (9a) upphangningsanordningens andra ande.

5. Anordning enligt patentkrav 4, kännetecknad av att den innefattar en vinkelmatanordning (15) för mätning av 10 15 20 11 506 569 upphängningsanordningens (9a) vinkeländring i sidled (9) och i höjdled (ß) och och ett korrigeringsorgan (18) anordnat att vrida korrigeringsanordningen (13) kring dess centrumaxel (C).

6. Anordning enligt patentkrav 4 eller 5, kânnetecknad av att fluiden är en vätska, exempelvis vatten, eller en gas exempelvis luft. kännetecknad av att den är anordnad för transport av hängande laster i en

7. Anordning enligt nàgot av patentkraven 4-6, kärnkraftsanläggning.

8. Anordning enligt nagot av patentkraven 4-7, kännetecknad av att den är anordnad för transport i vatten av bränslepatroner (4) kärnreaktortank (1) och/eller styrstavar (11) mellan en och en bränslebassàng (3).

9. Anordning enligt nàgot av patentkraven 4-8, kännetecknad av att àtminstone ett korrigeringsorgan (14, 16, 18) är utfört som ett propellerdon (14) eller ett dysdon (18). kännetecknad 18) är anordnade styrbara

10. Anordning enligt nägot av patentkraven 4-9, av att korrigeringsorganen (14, 16, oberoende av varandra.