[发明专利]核电站堆芯燃料组件实际位置偏差测量方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于核辐射安全与监测技术领域，尤其涉及一种核电站堆芯燃料组件实际位置偏差测量方法和系统。

背景技术

核辐射安全与监测技术领域中，堆芯是核辐射安全与监测的关键点，堆芯中的燃料组件在热膨胀、辐照生长、辐照蠕变、相邻组件间的机械作用等综合影响下，燃料组件将产生弯曲变形。例如：

1．燃料组件的压紧弹簧的压紧力过大是造成燃料组件弯曲的主要因素；

2．辐照会导致燃料组件刚度降低，寿期末的燃料组件，其横向刚度和轴向刚度仅相当于寿期初的燃料组件的一半左右，是造成燃料组件弯曲的因素之一；

3．燃料组件的辐照生长和辐照蠕变也可导致燃料组件产生弯曲变形；

4．相邻组件间的机械作用，堆芯内燃料组件的弯曲变形量不同，由于受到空间的约束，燃料组件在格架处施加相互的作用力而导致燃料组件变形。

5．在运行中，燃料组件导向管间不同的辐照生长，由于热梯度和中子注量梯度，导向管间与燃料棒间的不同生长，以及格架弹簧的不同松弛，导致了燃料组件产生弯曲的现象。

6．另外，燃料组件在制造过程中存在制造误差，格架的骨架组装和燃料棒拉棒可能会导致组件变形，但这种变形保持在很小的范围，弯曲变形的量级为1mm。

由此可看出，燃料组件在使用过程中不可避免地存在弯曲变形的情况，导致堆芯中燃料组件的上管座发生偏移或扭转的现象，燃料组件的上管座的实际位置与标准理论位置在水平面XY方向上位置不同，导致上管座中导向孔的实际位置与堆芯的上部构件中导向销的实际位置产生一定的偏差，这个偏差值超过一定的范围时，在回装上部构件时，导向销难以顺利、准确地卡入燃料组件上管座中的导向孔内，上部构件的导向销与燃料组件上管座中的导向孔之间产生卡涉的现象，而这种干涉在上部构件安装到位时难以发现；在下一轮换料大修起吊上部构件的过程中，有可能会将卡涉的燃料组件带起来，带来极大的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种核电站堆芯燃料组件实际位置偏差测量方法和系统，其可高效、准确地测量燃料组件上管座的实际位置与标准理论位置的偏差，以及时发现异常情况，并可在异常情况及时进行检测和检查，有效地规避了风险，安全可靠性高。

本发明的技术方案是：一种核电站堆芯燃料组件实际位置偏差测量方法，包括以下步骤，将图像获取装置沉入堆芯的冷却水中并将图像获取装置移动至目标燃料组件上方，通过图像获取装置拍摄堆芯中目标燃料组件的上管座以获取目标燃料组件的实际位置图像，将目标燃料组件的实际位置图像与工业机中的标准参照进行对比，通过工业机计算目标燃料组件的实际坐标与标准参照的差值，得到目标燃料组件的实际位置与理论基准位置的偏差尺寸。

具体地，于将所述图像获取装置沉入堆芯的冷却水中之前，先将所述图像获取装置的成像中心调整至与所述图像获取装置的物理中心点重合。

具体地，于将所述图像获取装置沉入堆芯的冷却水中之前，操控装料机的夹爪夹持于与图像获取装置中的支撑架上，由装料机的夹爪带动所述支撑架和图像获取装置。

具体地，所述装料机的夹爪理论坐标与所述图像获取装置的成像中心点重合。

具体地，于获取目标燃料组件的实际位置图像之前，所述图像获取装置以所述堆芯围板的一个转角的物理坐标为参照原点进行零点标定，并于工业机中产生堆芯虚拟理论坐标线，确定各燃料组件的理论坐标位并形成标准参照。

具体地，在进行零点标定后，保持图像获取装置的高度不变，将所述图像获取装置移动至目标燃料组件的上方，对目标燃料组件的上管座进行拍照，将拍照获得的实际位置图像中目标燃料组件的边框线与标准参照的边框线对比，得出目标燃料组件上管座的最终实际偏移量。

具体地，将所述图像获取装置移动至目标燃料组件上方后，所述工业机读取所述图像获取装置的目前坐标位，并提取目标燃料组件的理论坐标位，使所述图像获取装置的目前坐标位与理论坐标位重合。

具体地，于获取目标燃料组件的实际位置图像之后，通过所述工业机截取实际位置图像中上管座的上管座成像范围。

具体地，于获取目标燃料组件的实际位置图像之前，先对所述图像获取装置进行标定，标定包括以下步骤，获取摄像机标定位图，对图像进行二值化处理，对图像进行中值滤波，对图像进行闭运算，对图像进行点阵特征提取和校正。

具体地，于所述图像获取装置获取目标燃料组件的实际位置图像后，使实际位置图像中的目标燃料组件上管座的导向孔处于预定区域内，对预定区域进行模板匹配。