[發(fā)明專利]核電站堆芯燃料組件實(shí)際位置偏差測(cè)量方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210290462.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN103594132A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬素凱;黃家權(quán);廖禮斌;馮常;李亮亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東核電合營(yíng)有限公司;大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司;中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所;中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G21C17/08
• 分類號(hào): G21C17/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核輻射安全與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站堆芯燃料組件實(shí)際位置偏差測(cè)量方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

核輻射安全與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中，堆芯是核輻射安全與監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵點(diǎn)，堆芯中的燃料組件在熱膨脹、輻照生長(zhǎng)、輻照蠕變、相鄰組件間的機(jī)械作用等綜合影響下，燃料組件將產(chǎn)生彎曲變形。例如：

1．燃料組件的壓緊彈簧的壓緊力過大是造成燃料組件彎曲的主要因素；

2．輻照會(huì)導(dǎo)致燃料組件剛度降低，壽期末的燃料組件，其橫向剛度和軸向剛度僅相當(dāng)于壽期初的燃料組件的一半左右，是造成燃料組件彎曲的因素之一；

3．燃料組件的輻照生長(zhǎng)和輻照蠕變也可導(dǎo)致燃料組件產(chǎn)生彎曲變形；

4．相鄰組件間的機(jī)械作用，堆芯內(nèi)燃料組件的彎曲變形量不同，由于受到空間的約束，燃料組件在格架處施加相互的作用力而導(dǎo)致燃料組件變形。

5．在運(yùn)行中，燃料組件導(dǎo)向管間不同的輻照生長(zhǎng)，由于熱梯度和中子注量梯度，導(dǎo)向管間與燃料棒間的不同生長(zhǎng)，以及格架彈簧的不同松弛，導(dǎo)致了燃料組件產(chǎn)生彎曲的現(xiàn)象。

6．另外，燃料組件在制造過程中存在制造誤差，格架的骨架組裝和燃料棒拉棒可能會(huì)導(dǎo)致組件變形，但這種變形保持在很小的范圍，彎曲變形的量級(jí)為1mm。

由此可看出，燃料組件在使用過程中不可避免地存在彎曲變形的情況，導(dǎo)致堆芯中燃料組件的上管座發(fā)生偏移或扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，燃料組件的上管座的實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)理論位置在水平面XY方向上位置不同，導(dǎo)致上管座中導(dǎo)向孔的實(shí)際位置與堆芯的上部構(gòu)件中導(dǎo)向銷的實(shí)際位置產(chǎn)生一定的偏差，這個(gè)偏差值超過一定的范圍時(shí)，在回裝上部構(gòu)件時(shí)，導(dǎo)向銷難以順利、準(zhǔn)確地卡入燃料組件上管座中的導(dǎo)向孔內(nèi)，上部構(gòu)件的導(dǎo)向銷與燃料組件上管座中的導(dǎo)向孔之間產(chǎn)生卡涉的現(xiàn)象，而這種干涉在上部構(gòu)件安裝到位時(shí)難以發(fā)現(xiàn)；在下一輪換料大修起吊上部構(gòu)件的過程中，有可能會(huì)將卡涉的燃料組件帶起來，帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種核電站堆芯燃料組件實(shí)際位置偏差測(cè)量方法和系統(tǒng)，其可高效、準(zhǔn)確地測(cè)量燃料組件上管座的實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)理論位置的偏差，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并可在異常情況及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)和檢查，有效地規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)，安全可靠性高。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種核電站堆芯燃料組件實(shí)際位置偏差測(cè)量方法，包括以下步驟，將圖像獲取裝置沉入堆芯的冷卻水中并將圖像獲取裝置移動(dòng)至目標(biāo)燃料組件上方，通過圖像獲取裝置拍攝堆芯中目標(biāo)燃料組件的上管座以獲取目標(biāo)燃料組件的實(shí)際位置圖像，將目標(biāo)燃料組件的實(shí)際位置圖像與工業(yè)機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)參照進(jìn)行對(duì)比，通過工業(yè)機(jī)計(jì)算目標(biāo)燃料組件的實(shí)際坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)參照的差值，得到目標(biāo)燃料組件的實(shí)際位置與理論基準(zhǔn)位置的偏差尺寸。

具體地，于將所述圖像獲取裝置沉入堆芯的冷卻水中之前，先將所述圖像獲取裝置的成像中心調(diào)整至與所述圖像獲取裝置的物理中心點(diǎn)重合。

具體地，于將所述圖像獲取裝置沉入堆芯的冷卻水中之前，操控裝料機(jī)的夾爪夾持于與圖像獲取裝置中的支撐架上，由裝料機(jī)的夾爪帶動(dòng)所述支撐架和圖像獲取裝置。

具體地，所述裝料機(jī)的夾爪理論坐標(biāo)與所述圖像獲取裝置的成像中心點(diǎn)重合。

具體地，于獲取目標(biāo)燃料組件的實(shí)際位置圖像之前，所述圖像獲取裝置以所述堆芯圍板的一個(gè)轉(zhuǎn)角的物理坐標(biāo)為參照原點(diǎn)進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，并于工業(yè)機(jī)中產(chǎn)生堆芯虛擬理論坐標(biāo)線，確定各燃料組件的理論坐標(biāo)位并形成標(biāo)準(zhǔn)參照。

具體地，在進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定后，保持圖像獲取裝置的高度不變，將所述圖像獲取裝置移動(dòng)至目標(biāo)燃料組件的上方，對(duì)目標(biāo)燃料組件的上管座進(jìn)行拍照，將拍照獲得的實(shí)際位置圖像中目標(biāo)燃料組件的邊框線與標(biāo)準(zhǔn)參照的邊框線對(duì)比，得出目標(biāo)燃料組件上管座的最終實(shí)際偏移量。

具體地，將所述圖像獲取裝置移動(dòng)至目標(biāo)燃料組件上方后，所述工業(yè)機(jī)讀取所述圖像獲取裝置的目前坐標(biāo)位，并提取目標(biāo)燃料組件的理論坐標(biāo)位，使所述圖像獲取裝置的目前坐標(biāo)位與理論坐標(biāo)位重合。

具體地，于獲取目標(biāo)燃料組件的實(shí)際位置圖像之后，通過所述工業(yè)機(jī)截取實(shí)際位置圖像中上管座的上管座成像范圍。

具體地，于獲取目標(biāo)燃料組件的實(shí)際位置圖像之前，先對(duì)所述圖像獲取裝置進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定包括以下步驟，獲取攝像機(jī)標(biāo)定位圖，對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，對(duì)圖像進(jìn)行中值濾波，對(duì)圖像進(jìn)行閉運(yùn)算，對(duì)圖像進(jìn)行點(diǎn)陣特征提取和校正。

具體地，于所述圖像獲取裝置獲取目標(biāo)燃料組件的實(shí)際位置圖像后，使實(shí)際位置圖像中的目標(biāo)燃料組件上管座的導(dǎo)向孔處于預(yù)定區(qū)域內(nèi)，對(duì)預(yù)定區(qū)域進(jìn)行模板匹配。