[發明專利]用于檢測核電站燃料組件編號與位置的系統和方法

有效

• 申請號: 201810077040.4
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN110085336B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 許小進;張凱峰;謝晨江;葉琛;簡海林;尹緒雨;楊濤
• 申請（專利權）人: 國核電站運行服務技術有限公司
• 主分類號: G21C17/08
• 分類號: G21C17/08;G06T7/00;G06T7/73;G06V20/62
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 韓雙宏

本發明提供一種用于檢測核電站燃料組件編號與位置的系統和方法，檢測核電站反應堆堆芯中燃料組件的編號及間距時，通過將工業相機移動至燃料組件的上方并對燃料組件進行俯拍，工業相機獲得的圖像經過實時信號采集優化模塊處理之后傳送至上位機圖像分析測量系統，上位機圖像分析測量系統根據實時信號采集優化模塊傳送來的圖像數據識別燃料組件的編號和其上管座的坐標位置，并通過相鄰燃料組件上管座的坐標位置計算相鄰燃料組件間距。由此可見，本發明的一種用于檢測核電站燃料組件編號與位置的系統及方法能夠自動地檢測核電站燃料組件編號與位置，相比于現有技術中的人工檢測，檢測效率與精度更高。

技術領域

本發明涉及一種用于檢測核電站燃料組件編號與位置的系統和方法。

背景技術

核電站換料過程中，為確保每個燃料組件都在準確的位置，需對堆芯燃料組件編號和間距進行核查，即將堆芯各個位置的燃料組件編號與預先制定的堆芯裝載圖中燃料組件編號進行核對，編號一致則認為燃料組件安放正確。在核對編號的同時也會對相鄰燃料組件間距進行目測，如果發現間距過大或過小，則需提起燃料組件重新安放。換料結束后電廠還會專門組織進行堆芯組件編號復查，以確保組件都在準確的位置。如果堆芯燃料組件安放位置錯誤，會造成堆芯功率分布不平衡，影響電廠經濟效益；長期不穩定堆芯功率會對組件造成沖擊，增加核事故發生幾率。燃料組件間距過大或過小均會使燃料組件上管座S孔位置偏移，位置偏移在吊裝上部堆內構件時存在帶起燃料組件或回裝上部堆內構件時擠壓燃料組件等安全風險。

目前國內核電站換料大修期間換料人員會通過長柄工具夾持水下電視目視觀測燃料組件編號和間距，尚未發現有可用于自動識別燃料組件編號和間距的儀器。目視觀測是一種定性的評價手段，只能觀察燃料組件編號，且耗時較多，對燃料組件間距目視觀測則更多的是憑個人經驗判斷是否符合標準。

本專利提出一種核電站堆芯燃料組件編號與間距自動識別方法可實現堆芯燃料組件編號自動識別，并與堆芯裝載圖組件編號自動對比匹配得出結果；可實現燃料組件間距自動測量，自動判斷目前組件間距值是否在標準值允許范圍內。該方法采用動態傾角測量與圖像識別結合技術，能消除因運動產生的定位誤差，可實現換料過程實時在線監視與測量，最終重復性測量精度優于0.5mm。動態傾角測量廣泛應用于船舶、機動車輛、直升機、導彈火炮等傾角測量，圖像識別分析技術在當今生活中更是得到廣泛應用，如人臉識別、二維碼支付、視頻監控等。目前在核行業尚未發現采用動態傾角測量與圖像識別結合技術輔助換料人員進行換料操作。通過文獻和專利檢索發現中廣核在換料結束復查時通過輪廓識別與匹配的技術判斷燃料組件位置，但該技術應用時存在一定缺陷：無法消除因裝卸料機運動帶來的運動誤差；該技術采用裝卸料機套筒爪具搭載硬件設施，在換料過程中裝卸料機需抓取和釋放組件，故該技術無法在換料過程中實時在線應用，只能用于換料結束后堆芯復查工作。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種用于檢測核電站燃料組件編號與位置的系統和方法，能夠自動地檢測核電站燃料組件編號與位置，提高檢測效率與精度。

為實現上述目的，本發明提供一種用于檢測核電站燃料組件編號與位置的系統，采用如下技術方案：一種用于檢測核電站燃料組件編號與位置的系統，核電站反應堆的堆芯具有多個豎立設置的燃料組件，每個燃料組件的上端設有一個上管座；包括可水平移動的裝卸料機，裝卸料機上連接有可上下移動的長柄工具，長柄工具的下端連接有工業相機，工業相機具有位姿測量及運動控制模塊，所述位姿測量及運動控制模塊與實時信號采集優化模塊通信連接，所述實時信號采集優化模塊與上位機圖像分析測量系統通信連接；

所述工業相機用于俯拍并采集圖像；

所述位姿測量及運動控制模塊用于測量和控制工業相機的位姿狀態；

所述實時信號采集優化模塊用于剔除工業相機傳來的圖像數字信號中的噪聲信號，并對工業相機所拍攝的圖像進行預處理；

所述上位機圖像分析測量系統用于識別燃料組件的編號和其上管座的坐標位置，并通過上管座的坐標位置計算相鄰燃料組件間距。