核燃料組件修復(fù)檢測控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及核發(fā)電站核燃料組件缺陷檢測與修復(fù)工作的監(jiān)控。
【背景技術(shù)】
[0002]核燃料組件由核燃料棒、核燃料組件格架、壓緊彈簧、上端管和下端管組成。燃料包殼容納核燃料棒，將燃料與冷卻劑隔離開，并包容裂變氣體。它是防止放射性粒子外逸的第一道屏障。在正常運(yùn)行時(shí)，核燃料棒由于熱膨脹、致密化、腫脹、裂縫和釋放的裂變氣體都有可能造成燃料包殼變形破裂，導(dǎo)致一次回路冷卻劑放射性提高，故需要對(duì)核燃料組件進(jìn)行必要的檢測，在核燃料組件破損時(shí)及時(shí)更換核燃料組件內(nèi)破損的核燃料棒。
[0003]檢測與更換核燃料組件中核燃料棒的步驟包括:(I)核燃料組件啜吸檢測，用于檢測核燃料組件是否有放射性核素釋放，從而判定核燃料棒是否破損；(2)核燃料組件視頻檢測，觀察核燃料組件的各面，判斷核燃料組件的變形程度以及核燃料組件格架的外觀狀況，組件內(nèi)部是否有異留物、外層核燃料棒是否有破損、劃傷等表面狀況，以確定是否進(jìn)行換棒操作；(3)核燃料組件破損棒定位監(jiān)測，在需要更換核燃料棒時(shí)，使用超聲波監(jiān)測裝置對(duì)核燃料組件的所有核燃料棒進(jìn)行逐一監(jiān)測，以對(duì)破損的核燃料棒進(jìn)行準(zhǔn)確定位；(4)將破損的核燃料組件放入新燃料升降機(jī)，所述新燃料升降機(jī)的喇叭口上安裝有一些導(dǎo)向、定位裝置以固定核燃料組件并便于核燃料棒抽插工具伸入并抓取破損的核燃料棒；(5)拆卸上管座，在喇叭口處安裝核燃料棒導(dǎo)向裝置；(6)參考圖2，使用核燃料棒抽插工具300夾住核燃料棒501的上管座，遠(yuǎn)程控制新燃料升降機(jī)動(dòng)作，以使所述核燃料棒抽插工具300將破損的核燃料棒501從核燃料組件500中取出放入臨時(shí)存儲(chǔ)容器103中；(7)通過核燃料棒抽插工具300將新的核燃料棒插入核燃料組件500中破損核燃料棒501對(duì)應(yīng)的柵格中；
(8)將上管座安裝回核燃料組件500上。
[0004]步驟(2)中，參考圖1，操作人員需要將被檢測的核燃料組件500通過輔吊600吊在乏燃料水池的相應(yīng)檢測區(qū)域，將視頻檢測裝置的攝像主體21通過固定座22固定于乏燃料水池的邊沿，通過吊桿23伸入乏燃料水池內(nèi)被檢測核燃料組件500的相對(duì)位置，使用攝像主體21拍攝核燃料組件的一表面，并轉(zhuǎn)動(dòng)核燃料組件以檢測核燃料組件的每一待測表面。其中，操作人員進(jìn)行核燃料組件視頻檢測時(shí)，需要先通過視頻檢測裝置上的操作控制面板調(diào)節(jié)攝像主體21中攝像頭的俯仰角度、水平角度、焦距、視場以及照明燈的亮度，調(diào)節(jié)好后控制輔吊600沿垂直方向以一定速度移動(dòng)的同時(shí)，觀看視頻檢測裝置的顯示屏顯示的視頻圖像，通過視頻圖像判定核燃料組件是否破損、變形。
[0005]步驟(6)-(7)中，為防止由于操作不當(dāng)造成核燃料棒彎曲、變形等等問題，需要在新燃料升降機(jī)的操控面板上遠(yuǎn)程控制新燃料升降機(jī)動(dòng)作以抽插核燃料棒的同時(shí)監(jiān)控核燃料棒的更換過程:操作人員需要不斷使用視頻檢測裝置的操作控制面板調(diào)節(jié)視頻檢測裝置中攝像機(jī)的俯仰角度，以使攝像主體21的攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)新燃料升降機(jī)400的喇叭口 402位置，通過視頻檢測裝置的顯示屏實(shí)時(shí)監(jiān)視核燃料棒更換的視頻圖像，通過新燃料升降機(jī)400的操控面板監(jiān)控新燃料升降機(jī)400的拉線編碼器的數(shù)據(jù)以判斷新燃料升降機(jī)400的升降高度，通過核燃料棒抽插工具300內(nèi)的拉力傳感器監(jiān)控抽插力的大小以人為判斷是否故障。當(dāng)操作人員經(jīng)驗(yàn)不足或者反應(yīng)不快時(shí)，不但極有可能發(fā)生誤判斷，在新燃料升降機(jī)控制核燃料棒抽插工具夾持的核燃料棒501到達(dá)核燃料組件500下端或者脫離核燃料組件500上端時(shí)不能及時(shí)停止新燃料升降機(jī)400的動(dòng)作，從而造成核燃料組件的損壞，而且在在更換過程故障時(shí)不能及時(shí)反應(yīng)，影響修復(fù)效率。
[0006]故急需一種操作方便、安全的核燃料組件修復(fù)檢測控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種操作方便、安全的核燃料組件修復(fù)檢測控制系統(tǒng)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種核燃料組件修復(fù)檢測控制系統(tǒng)，用于核燃料組件視頻檢測工作以及修復(fù)破損核燃料組件的監(jiān)控工作，其包括監(jiān)控裝置和視頻檢測裝置，所述視頻檢測裝置采集視頻圖像；所述監(jiān)控裝置包括處理模塊，以及分別與所述處理模塊相連的圖像采集模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、操作顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊，所述圖像采集模塊獲取處理所述視頻檢測裝置采集的視頻圖像；所述數(shù)據(jù)采集模塊與安裝于核燃料棒抽插工具上的拉力傳感器和安裝于新燃料升降機(jī)上的拉線編碼器相連，并獲取所述拉力傳感器的拉力數(shù)據(jù)和拉線編碼器的高度數(shù)據(jù)；所述操作顯示模塊接收外部輸入的控制命令并顯示數(shù)據(jù)，所述控制命令包括攝像控制命令和視頻監(jiān)控命令；所述處理模塊包括控制處理單元和報(bào)警控制單元，所述控制處理單元接受所述操作顯示模塊輸出的控制命令和圖像采集模塊輸出的視頻圖像，并依據(jù)所述攝像控制命令控制視頻檢測裝置動(dòng)作，依據(jù)所述視頻監(jiān)控命令控制所述操作顯示模塊顯示所述視頻圖像，并控制所述存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)所述視頻圖像；所述報(bào)警控制單元判斷所述拉力數(shù)據(jù)是否超過預(yù)設(shè)拉力閥值并在所述拉力數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)拉力閥值時(shí)生成故障報(bào)警信號(hào)，判斷所述高度數(shù)據(jù)是否大于等于高限位閥值或者小于等于低限位閥值，并在所述高度數(shù)據(jù)大于等于高限位閥值時(shí)輸出高位報(bào)警信號(hào)，在所述高度數(shù)據(jù)小于等于低限位閥值時(shí)輸出低位報(bào)警信號(hào)；所述報(bào)警模塊依據(jù)所述故障報(bào)警信號(hào)、高位報(bào)警信號(hào)和低位報(bào)警信號(hào)發(fā)出相應(yīng)報(bào)警。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核燃料組件修復(fù)檢測控制系統(tǒng)檢測核燃料組件是否破損工作的監(jiān)控和修復(fù)破損核燃料組件工作的監(jiān)控為一體，不但可在操作顯示模塊上監(jiān)控核燃料棒的換棒工作，還可以檢測核燃料組件是否破損，并通過操作顯示模塊下達(dá)命令以控制視頻檢測裝置的動(dòng)作，操作簡單、節(jié)省了人力，即可在一個(gè)終端(操作顯示模塊)上完成核燃料組件檢測工作和破損核燃料組件修復(fù)工作。另一方面，本發(fā)明所述報(bào)警模塊還在拉力數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)閥值時(shí)報(bào)警，及時(shí)提醒操作人員故障，安全性好，通過高位報(bào)警信號(hào)和低位報(bào)警信號(hào)提醒操作人員核燃料棒抽插工具上抓取的核燃料棒是否完全進(jìn)入新燃料升降機(jī)內(nèi)核燃料組件內(nèi)或者脫離核燃料組件，以監(jiān)控核燃料棒抽插工具的具體工位，相對(duì)于傳統(tǒng)生產(chǎn)中通過視頻圖像或新燃料升降機(jī)的高度判定核燃料棒抽插工具的位置，操作安全性好且修復(fù)效率高。
[0010]其中，所述拉線編碼器為新燃料升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的編碼器，所述拉力傳感器檢測核燃料棒抽插工具抽插力的傳感器。
[0011 ] 較佳地，所述預(yù)設(shè)拉力閥值包括第一預(yù)設(shè)拉力閥值和第二預(yù)設(shè)拉力閥值，所述第一預(yù)設(shè)拉力閥值小于第二預(yù)設(shè)拉力閥值，所述報(bào)警控制單元在所述拉力數(shù)據(jù)超出第一預(yù)設(shè)閥值且小于第二預(yù)設(shè)閥值時(shí)發(fā)出預(yù)報(bào)警信號(hào)，在所述拉力數(shù)據(jù)超出第二預(yù)設(shè)閥值時(shí)發(fā)出實(shí)報(bào)警信號(hào)，所述報(bào)警模塊依據(jù)所述預(yù)報(bào)警信號(hào)發(fā)出燈光報(bào)警，依據(jù)所述實(shí)報(bào)警信號(hào)發(fā)出聲光報(bào)警。該方案采用兩段報(bào)警，在拉力數(shù)據(jù)超出第一預(yù)設(shè)閥值時(shí)發(fā)出燈光報(bào)警，提前提醒操作人員故障的可能發(fā)生，并在拉力數(shù)據(jù)超出第二預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，及時(shí)提醒操作人員故障的發(fā)生，操作安全性好，可提前預(yù)防故障的發(fā)生。
[0012]較佳地，所述處理模塊還包括圖表監(jiān)控單元，所述控制處理模塊控制所述存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)所述拉力數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)，所述圖表監(jiān)控單元依據(jù)所述拉力數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)生成拉力變化圖表和高度變化圖表；所述控制命令包括圖表監(jiān)控命令，所述控制處理單元依據(jù)所述圖表監(jiān)控命令控制所述操作顯示模塊顯示所述拉力變化圖表和高度變化圖表。操作人員可通過拉力變化圖表和高度變化圖表了解歷史數(shù)據(jù)，便于在故障時(shí)分析故障原因，并可通過圖表直觀的了解拉力數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)。
[0013]較佳地，所述處理模塊還包括二維動(dòng)畫仿真單元，所述二維動(dòng)畫仿真單元獲取更換核燃料棒工作相關(guān)設(shè)備的二維數(shù)據(jù)并依據(jù)所述二維數(shù)據(jù)生成換棒仿真畫面，依據(jù)所述高度數(shù)據(jù)更新所述換棒仿真畫面，所述二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括包含更換核燃料棒工作中相關(guān)設(shè)備的二維模型結(jié)構(gòu)信息的二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和包含更換核燃料棒工作中相關(guān)設(shè)備的二維模型相對(duì)位置關(guān)系信息的二維位置數(shù)據(jù)，所述修復(fù)破損核燃料組件工作中相關(guān)設(shè)備包括核燃料棒抽插工具、新燃料升降機(jī)和核燃料組件，所述核燃料組件包括核燃料組件主體和待更換核燃料棒；所述控制命令包括動(dòng)畫監(jiān)控命令，所述控制處理單元依據(jù)所述動(dòng)畫監(jiān)控命令控制所述操作顯示模塊顯示所述換棒仿真畫面。該方案使得操作人員可通過換棒仿真畫面直觀清楚的了解核燃料棒抽插工具的具體位置，便于新燃料升降機(jī)的控制。其中，修復(fù)破損核燃料組件工作中相關(guān)設(shè)備包括乏燃料水池二維模型、新燃料升降機(jī)二維模型及新燃料升降機(jī)的喇叭口二維模型、核燃料組件二維模型及被更換的核燃料棒二維模型、核燃料棒抽插工具二維模型和臨時(shí)存儲(chǔ)容器二維模型。
[0014]較佳地，所述操作顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所述拉力數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)。該方案使得本發(fā)明可以在操作顯示模塊顯示視頻檢測裝置的圖像視頻或換棒仿真畫面的同時(shí)顯示拉力數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)。
[0015]較佳地，所述操作顯示模塊還實(shí)時(shí)顯示所述操作顯示模塊的操作界面。
[0016]較佳地，所述控制命令包括打印命令，所述處理模塊與打印機(jī)相連并依據(jù)所述打印命令控制打印機(jī)打印顯示模塊當(dāng)前顯示畫面。
[0017]其中，所述攝像控制命令包括照明調(diào)節(jié)命令、俯仰角度調(diào)節(jié)命令、水平角度調(diào)節(jié)命令和攝像機(jī)控制命令，所述控制處理單元接收處理所述照明調(diào)節(jié)命令、俯仰角度調(diào)節(jié)命令、水平角度調(diào)節(jié)命令和攝像機(jī)控制命令輸送至視頻檢測裝置，所述視頻檢測裝置包括攝像主體，所述攝像主體伸入乏燃料水池并包括攝像機(jī)、照明燈和