核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法和检测装置与流程

[0001]
本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法和检测装置。


背景技术：

[0002]
核电站安全壳是带有准球形穹顶的圆柱形预应力钢筋混凝土结构，是阻挡来自燃料的裂变产物和一回路放射性物质进入环境的最后一道屏障。反应堆发生失水事故(loca：loss of coolant accident)后，释放出来的大量放射性和高温高压汽水混合物可被安全壳包容和隔离，防止对核电站周围居民产生危害。
[0003]
钢内衬是安全壳内壁上附着的一层钢板，是安全壳密封性的重要保证。钢内衬由焊接在钢内衬上的铆钉连接在安全壳混凝土结构上，钢内衬一般情况下与混凝土贴合较好，不会发生空鼓现象。但是，由于钢内衬施工技术复杂、施工周期长，加之安全壳混凝土收缩、预应力张拉施工工艺等原因，钢内衬可能会与混凝土结构剥离，发生鼓包现象。鼓包是钢内衬最普遍的缺陷类型，对安全壳的完整性不利，过大过高的鼓包对核安全第三道屏障的安全性有着严重影响，需要对其进行检查、记录、跟踪。
[0004]
安全壳试验(containment test，ctt)广泛用于模拟验证安全壳在大破口失水(loca)事故条件下的密封能力，对于保障核电站的运行有非常重要的意义，在机组建设阶段和机组运行阶段均需要进行试验。ctt前后的安全壳内表面内观检查的一个重要工作内容就是确认钢内衬鼓包的边界，以便在安全壳寿期内对鼓包进行跟踪，评估钢内衬的工作性能。
[0005]
ctt前后安全壳内表面内观检查的一项重要工作内容就是确认钢内衬鼓包的边界，以便在安全壳寿期内对鼓包进行跟踪，评估钢内衬的工作性能。对于筒体区域，可使用人工敲击听音的方式确认鼓包的边界和尺寸。
[0006]
但是，安全壳穹顶区域位置很高、跨度较大、无法接近，搭设脚手架成本过高且工期很长。在核电机组建造阶段，可使用环吊对穹顶区域的鼓包进行检查。但是，在机组大修阶段，环吊使用率较高，一般无法安排窗口进行穹顶区域的钢内衬鼓包检查，只能按照“无法接近的区域”来处理，进而导致穹顶区域钢内衬鼓包检查工作无法进行，存在钢内衬工作效能监测失效的风险。
[0007]
有鉴于此，确有必要提供一种高效、可靠的核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法和检测装置。


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种高效、可靠的核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法和检测装置。
[0009]
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法，其包括以下步骤：
[0010]
1)操控搭载超声波钢内衬鼓包探测模块的无人机在安全壳穹顶钢内衬边界内逐区移动，超声波钢内衬鼓包探测模块设有单片机、超声波探测模块和喷墨模块，通过单片机控制超声波探测模块确定第一个鼓包边界点，并通过单片机控制喷墨模块喷墨标记；
[0011]
2)操控搭载超声波钢内衬鼓包探测模块的无人机在第一个鼓包边界点附近移动，确定下一个鼓包边界点并通过单片机控制喷墨模块喷墨标记；以及
[0012]
3)重复步骤2)直至确定所有的安全壳穹顶钢内衬鼓包边界点并确定鼓包边界。
[0013]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法的一种改进，所述无人机包括无人机主体和设置于无人机主体上的无人机旋翼，所述超声波钢内衬鼓包探测模块位于无人机主体的中央，包括位于超声波钢内衬鼓包探测模块中央的喷墨模块和邻近喷墨模块的多个超声波探测模块。
[0014]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法的一种改进，所述多个超声波探测模块设有超声波发射元件和超声波听取元件，所述单片机根据超声波听取元件的回声分析确定多个超声波探测模块附近有没有出现鼓包。
[0015]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法的一种改进，对应所述多个超声波探测模块分别设有多个鼓包指示灯，显示多个超声波探测模块是否确定鼓包。
[0016]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法的一种改进，若所述多个超声波探测模块中的任一个发现鼓包，对应的一个鼓包指示灯会变成第一色，若多个超声波探测模块中的任一个所在位置没有鼓包，则对应的一个鼓包指示灯会变成第二色。
[0017]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法的一种改进，若多个鼓包指示灯均为第一色，则确定多个超声波探测模块均在鼓包边界内部；若多个鼓包指示灯均为第二色，则确定多个超声波探测模块均在鼓包边界外部；若多个鼓包指示灯颜色不一致，则确定多个超声波探测模块在鼓包边界附近，单片机控制喷墨模块喷墨标记。
[0018]
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置，其包括：无人机和搭载在无人机上的超声波钢内衬鼓包探测模块，所述无人机包括无人机主体和设置于无人机主体上的无人机旋翼，所述超声波钢内衬鼓包探测模块位于无人机主体的中央，包括单片机、位于超声波钢内衬鼓包探测模块中央的喷墨模块，以及位于喷墨模块四周的多个超声波探测模块。
[0019]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置的一种改进，所述多个超声波探测模块设有超声波发射元件和超声波听取元件，所述单片机根据超声波听取元件的回声分析确定多个超声波探测模块附近有没有出现鼓包。
[0020]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置的一种改进，对应所述多个超声波探测模块分别设有多个鼓包指示灯，显示多个超声波探测模块是否确定鼓包。
[0021]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置的一种改进，若所述多个超声波探测模块中的任一个发现鼓包，对应的一个鼓包指示灯会变成第一色，若多个超声波探测模块中的任一个所在位置没有鼓包，则对应的一个鼓包指示灯会变成第二色。
[0022]
作为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置的一种改进，若多个鼓包指示灯均为第一色，则确定多个超声波探测模块均在鼓包边界内部；若多个鼓包指示灯均为第二色，则确定多个超声波探测模块均在鼓包边界外部；若多个鼓包指示灯颜色不一致，则确定多个超声波探测模块在鼓包边界附近，单片机控制喷墨模块喷墨标记。
[0023]
相对于现有技术，本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法和检测装置解决了因为工期紧张，核电机组大修期间无法检测穹顶区域钢内衬缺陷的问题，操作安全可靠。
附图说明
[0024]
下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法和检测装置及其技术效果进行详细说明，其中：
[0025]
图1为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置的结构示意图。
[0026]
图2为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置的另一个结构示意图。
[0027]
图3为图1所示核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置中，超声波钢内衬鼓包探测模块的示意图。
[0028]
图4为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置位于鼓包上的示意图。
[0029]
图5为本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置的使用状态示意图。
[0030]
附图标记
[0031]
无人机-10；无人机主体-100；无人机旋翼-102；
[0032]
超声波钢内衬鼓包探测模块-20；喷墨模块-200；第一超声波探测模块-202；第二超声波探测模块-204；第三超声波探测模块-206；第四超声波探测模块-208；超声波发射元件-210；超声波听取元件-212；第一鼓包指示灯-214；第二鼓包指示灯-216；第三鼓包指示灯-218；第四鼓包指示灯-220。
具体实施方式
[0033]
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
[0034]
请参照图1和图2所示，本发明提供了一种核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置，其包括：无人机10和搭载在无人机10上的超声波钢内衬鼓包探测模块20，无人机10包括无人机主体100和设置于无人机主体10上的无人机旋翼102，超声波钢内衬鼓包探测模块20设有单片机(未图示)、超声波探测模块202和喷墨模块200，超声波钢内衬鼓包探测模块20呈十字型且位于无人机主体100的中央，包括位于其中央的喷墨模块200和位于喷墨模块200四周的多个超声波探测模块。
[0035]
在图示实施方式中，无人机10四旋翼无人机。当然，也可以根据实际需要使用其他形式的无人机，但要求无人机具备足够的承载能力、外形，不得干扰超声波钢内衬鼓包探测模块20的正常工作。
[0036]
在图1至图3所示的实施方式中，围绕喷墨模块200设有四个超声波探测模块，即第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208。根据本发明的其他实施方式，也可以设置两个、三个或其他数量的超声波探测模块，此时，多个超声波探测模块围绕喷墨模块200均匀分布。本说明书中仅以四个超声波探测模块为例对本发明进行详细说明。
[0037]
请参照图4和图5所示，第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208分别设有超声波发射元件210和超声波听取元件212，每个超声波探测模块的超声波发
射元件210可向钢内衬的钢板发射超声波，超声波听取元件212可听取钢板反射回来的超声波。由于钢内衬有鼓包与没有鼓包时，超声波回声的波形会有明显区别，超声波钢内衬鼓包探测模块20内部的单片机可根据超声波听取元件212的回声分析确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208附近有没有出现鼓包。
[0038]
请特别参照图3所示，对应第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208分别设有第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220，显示第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208是否确定鼓包。若第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208中的任一个发现鼓包，相应的第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220中的一个会变成第一色(红色)，若第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208的任一个所在位置没有鼓包，则相应的第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220中的一个会变成第二色(绿色)。
[0039]
例如，若第一鼓包指示灯至第四鼓包214、216、218、220指示灯均为第一色，则确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208均在鼓包边界内部；若第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220均为第二色，则确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208均在鼓包边界外部；若第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220颜色不一致，则确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208在鼓包边界附近。若单片机分析认为第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208在边界附近，则控制喷墨模块200喷墨标记。
[0040]
请参照图1至图5所示，本发明提供了一种核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法，其包括以下步骤：
[0041]
1)操控搭载超声波钢内衬鼓包探测模块20的无人机10在安全壳穹顶钢内衬边界内逐区移动，超声波钢内衬鼓包探测模块20设有单片机、超声波探测模块和喷墨模块200，通过单片机控制超声波探测模块确定第一个鼓包边界点，并通过单片机控制喷墨模块200喷墨标记；
[0042]
2)操控搭载超声波钢内衬鼓包探测模块20的无人机10在第一个鼓包边界点附近移动，确定下一个鼓包边界点并通过单片机控制喷墨模块200喷墨标记；以及
[0043]
3)重复步骤2)直至确定所有的安全壳穹顶钢内衬鼓包边界点并确定鼓包边界。
[0044]
无人机10包括无人机主体100和设置于无人机主体10上的无人机旋翼102，超声波钢内衬鼓包探测模块20设有单片机(未图示)、超声波探测模块202和喷墨模块200，超声波钢内衬鼓包探测模块20呈十字型且位于无人机主体100的中央，包括位于中央的喷墨模块200和位于喷墨模块200四周的多个超声波探测模块。
[0045]
在图示实施方式中，无人机10四旋翼无人机。当然，也可以根据实际需要使用其他形式的无人机，但要求无人机具备足够的承载能力、外形，不得干扰超声波钢内衬鼓包探测模块20的正常工作。在图示实施方式中，无人机10的4个旋翼102将超声波钢内衬鼓包探测模块20向上压在穹顶钢板上，其内部的超声波模块开始检测所在位置是否有鼓包。若单片机认为发现了鼓包，则控制喷墨模块200向钢内衬上喷射墨水，以标记鼓包边界。此时，检测人员可在安全壳厂房20m平台上使用无线遥控对核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测装置进行操作。缺陷检测完毕后，可使用望远镜、经纬仪等设备对鼓包边界进行测量。
[0046]
在图1至图3所示的实施方式中，围绕喷墨模块200设有四个超声波探测模块，第一
超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208。根据本发明的其他实施方式，也可以设置两个、三个或其他数量的超声波探测模块，此时，多个超声波探测模块围绕喷墨模块200均匀分布。本说明书中仅以四个超声波探测模块为例对本发明进行详细说明。
[0047]
请参照图4和图5所示，第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208分别设有超声波发射元件210和超声波听取元件212，每个超声波探测模块的超声波发射元件210可向钢内衬的钢板发射超声波，超声波听取元件212可听取钢板反射回来的超声波。由于钢内衬有鼓包与没有鼓包时，超声波回声的波形会有明显区别，超声波钢内衬鼓包探测模块20内部的单片机可根据超声波听取元件212的回声分析确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208附近有没有出现鼓包。
[0048]
请特别参照图3所示，对应第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208分别设有第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220，显示第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208是否确定鼓包。若第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208中的任一个发现鼓包，相应的第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220中的一个会变成第一色(红色)，若第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208的任一个所在位置没有鼓包，则相应的第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220中的一个会变成第二色(绿色)。
[0049]
例如，若第一鼓包指示灯至第四鼓包214、216、218、220指示灯均为第一色，则确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208均在鼓包边界内部；若第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220均为第二色，则确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208均在鼓包边界外部；若第一鼓包指示灯至第四鼓包指示灯214、216、218、220颜色不一致，则确定第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208在鼓包边界附近。若单片机分析认为第一超声波探测模块至第四超声波探测模块202、204、206、208在边界附近，则控制喷墨模块200喷墨标记。
[0050]
需要说明的是，喷墨模块200的喷墨功能不是连续的，一次喷墨后至少间隔500ms才可以进行下一次喷墨。时间间隔设置的目的是为了避免连续喷墨，提高边界定位精度。
[0051]
结合以上对本发明具体实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，相对于现有技术，本发明核电站安全壳穹顶钢内衬鼓包的检测方法和检测装置解决了因为工期紧张，核电机组大修期间无法检测穹顶区域钢内衬缺陷的问题，安全可靠。
[0052]
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。