[发明专利]核电站燃料组件格架宽度水下非接触的测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种核电站燃料组件格架宽度水下非接触的测量系统及方法，用于测量燃料组件上的组件定位格架两个相对的待测格架侧面之间的距离，所述测量系统包括两个主线结构光测量仪、以及与两个主线结构光测量仪都相连的上位处理机，所述上位处理机具有控制模块和收集处理模块，两个主线结构光测量仪分别布置在两个待测格架侧面的侧面，所述主线结构光测量仪包括抗辐照相机和激光器，所述激光器的激光发射点能够发出激光平面、且激光平面能在待测格架侧面上形成相交光线。所述测量方法采用所述测量系统进行。本发明的测量系统和测量方法，可以快速地非接触地测量组件定位格架两个待测格架侧面之间的距离，测量效率高。

技术领域

本发明涉及核电领域，具体涉及核电站燃料组件格架宽度水下非接触的测量系统及方法。

背景技术

核电站中的燃料组件的组件定位格架用于夹持燃料棒，运行期间由于受到高温、高压、强辐射的环境影响，组件定位格架会受辐照而松弛并横向增长，其宽度也发生变化。组件定位格架宽度变化易引起燃料棒松动，加剧燃料棒磨损，对核电站安全运行带来潜在风险。目前组件定位格架宽度的测量方法多为接触式测量，如采用LVDT位移传感器接触组件定位格架相对面，通过LVDT传感器以点接触方式获取组件定位格架宽度变化相对量。接触式测量因需要接触组件定位格架，整套装置较复杂，测量效率低；接触式测量一般为点接触，获取的组件定位格架的数据有限，不能完全反映组件定位格架宽度变化。目前已有的非接触式测量如超声测量组件定位格架宽度方法，装置标定复杂，受环境温度变化影响大，采集的数据受限于超声传感器数量，不能完全反映组件定位格架宽度变化，且该方法不具备核电站换料期间实时在线测量能力。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种核电站燃料组件格架宽度水下非接触的测量系统及方法，能够在水下对组件定位格架的宽度进行非接触地实时测量，测量准确度高，安全性好。

为实现上述目的，本发明提供了一种核电站燃料组件格架宽度水下非接触的测量系统，用于测量燃料组件上的组件定位格架两个相对的待测格架侧面之间的距离，所述测量系统包括两个防水的主线结构光测量仪、以及与两个主线结构光测量仪都相连的上位处理机，所述上位处理机具有控制模块和收集处理模块，两个主线结构光测量仪分别布置在两个待测格架侧面的侧面，所述主线结构光测量仪包括抗辐照相机和激光器，所述激光器的激光发射点能够发出激光平面、且激光平面能在待测格架侧面上形成相交光线。

进一步地，所述激光器包括多个激光发射点、且多个激光发射点发出的激光平面都相平行。

进一步地，所述抗辐照相机和激光器一起整体封装在防水防辐射保护壳中。

进一步地，还包括水下观测器，所述水下观测器用于观测相交光线在待测格架侧面上的位置。

进一步地，所述组件定位格架为四边形框架，所述组件定位格架上接连两个待测格架侧面的格架侧面为中间格架侧面，所述两个主线结构光测量仪的激光器的发出的激光平面能在同一个中间格架侧面上形成相交光线。

进一步地，还包括与所述主线结构光测量仪结构相同的辅线结构光测量仪，所述辅线结构光测量仪与上位处理机相连，所述组件定位格架上接连两个待测格架侧面的格架侧面为中间格架侧面，所述辅线结构光测量仪的激光器发出的激光平面能在中间格架侧面上形成相交光线。

进一步地，还包括底座、可移动地安装在底座上的支撑架、可移动地安装在支撑架上的测头托架、驱动支撑架在底座上移动的水平驱动机构、以及驱动测头托架相对底座上下移动的竖直驱动机构，两个主线结构光测量仪都安装在测头托架上。

进一步地，所述水平驱动机构包括安装在底座上的第一丝杠结构和第二丝杠结构，所述第一丝杠结构的第一丝杆与第二丝杠结构的第二丝杆相垂直，所述支撑架安装在第二丝杠结构的第二丝杠螺母上，所述第二丝杠结构与第一丝杠结构的第一丝杠螺母相固定、随第一丝杠螺母一起运动。