核燃料组件修复检测控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核发电领域，尤其涉及核发电站核燃料组件缺陷检测与修复工作的监控。
【背景技术】
[0002]核燃料组件由核燃料棒、核燃料组件格架、压紧弹簧、上端管和下端管组成。燃料包壳容纳核燃料棒，将燃料与冷却剂隔离开，并包容裂变气体。它是防止放射性粒子外逸的第一道屏障。在正常运行时，核燃料棒由于热膨胀、致密化、肿胀、裂缝和释放的裂变气体都有可能造成燃料包壳变形破裂，导致一次回路冷却剂放射性提高，故需要对核燃料组件进行必要的检测，在核燃料组件破损时及时更换核燃料组件内破损的核燃料棒。
[0003]检测与更换核燃料组件中核燃料棒的步骤包括:(I)核燃料组件啜吸检测，用于检测核燃料组件是否有放射性核素释放，从而判定核燃料棒是否破损；(2)核燃料组件视频检测，观察核燃料组件的各面，判断核燃料组件的变形程度以及核燃料组件格架的外观状况，组件内部是否有异留物、外层核燃料棒是否有破损、划伤等表面状况，以确定是否进行换棒操作；(3)核燃料组件破损棒定位监测，在需要更换核燃料棒时，使用超声波监测装置对核燃料组件的所有核燃料棒进行逐一监测，以对破损的核燃料棒进行准确定位；(4)将破损的核燃料组件放入新燃料升降机，所述新燃料升降机的喇叭口上安装有一些导向、定位装置以固定核燃料组件并便于核燃料棒抽插工具伸入并抓取破损的核燃料棒；(5)拆卸上管座，在喇叭口处安装核燃料棒导向装置；(6)参考图2，使用核燃料棒抽插工具300夹住核燃料棒501的上管座，远程控制新燃料升降机动作，以使所述核燃料棒抽插工具300将破损的核燃料棒501从核燃料组件500中取出放入临时存储容器103中；(7)通过核燃料棒抽插工具300将新的核燃料棒插入核燃料组件500中破损核燃料棒501对应的栅格中；
(8)将上管座安装回核燃料组件500上。
[0004]步骤(2)中，参考图1，操作人员需要将被检测的核燃料组件500通过辅吊600吊在乏燃料水池的相应检测区域，将视频检测装置的摄像主体21通过固定座22固定于乏燃料水池的边沿，通过吊杆23伸入乏燃料水池内被检测核燃料组件500的相对位置，使用摄像主体21拍摄核燃料组件的一表面，并转动核燃料组件以检测核燃料组件的每一待测表面。其中，操作人员进行核燃料组件视频检测时，需要先通过视频检测装置上的操作控制面板调节摄像主体21中摄像头的俯仰角度、水平角度、焦距、视场以及照明灯的亮度，调节好后控制辅吊600沿垂直方向以一定速度移动的同时，观看视频检测装置的显示屏显示的视频图像，通过视频图像判定核燃料组件是否破损、变形。
[0005]步骤(6)-(7)中，为防止由于操作不当造成核燃料棒弯曲、变形等等问题，需要在新燃料升降机的操控面板上远程控制新燃料升降机动作以抽插核燃料棒的同时监控核燃料棒的更换过程:操作人员需要不断使用视频检测装置的操作控制面板调节视频检测装置中摄像机的俯仰角度，以使摄像主体21的摄像机对准新燃料升降机400的喇叭口 402位置，通过视频检测装置的显示屏实时监视核燃料棒更换的视频图像，通过新燃料升降机400的操控面板监控新燃料升降机400的拉线编码器的数据以判断新燃料升降机400的升降高度，通过核燃料棒抽插工具300内的拉力传感器监控抽插力的大小以人为判断是否故障。当操作人员经验不足或者反应不快时，不但极有可能发生误判断，在新燃料升降机控制核燃料棒抽插工具夹持的核燃料棒501到达核燃料组件500下端或者脱离核燃料组件500上端时不能及时停止新燃料升降机400的动作，从而造成核燃料组件的损坏，而且在在更换过程故障时不能及时反应，影响修复效率。
[0006]故急需一种操作方便、安全的核燃料组件修复检测控制系统。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种操作方便、安全的核燃料组件修复检测控制系统。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供了一种核燃料组件修复检测控制系统，用于核燃料组件视频检测工作以及修复破损核燃料组件的监控工作，其包括监控装置和视频检测装置，所述视频检测装置采集视频图像；所述监控装置包括处理模块，以及分别与所述处理模块相连的图像采集模块、数据采集模块、操作显示模块、存储模块和报警模块，所述图像采集模块获取处理所述视频检测装置采集的视频图像；所述数据采集模块与安装于核燃料棒抽插工具上的拉力传感器和安装于新燃料升降机上的拉线编码器相连，并获取所述拉力传感器的拉力数据和拉线编码器的高度数据；所述操作显示模块接收外部输入的控制命令并显示数据，所述控制命令包括摄像控制命令和视频监控命令；所述处理模块包括控制处理单元和报警控制单元，所述控制处理单元接受所述操作显示模块输出的控制命令和图像采集模块输出的视频图像，并依据所述摄像控制命令控制视频检测装置动作，依据所述视频监控命令控制所述操作显示模块显示所述视频图像，并控制所述存储模块存储所述视频图像；所述报警控制单元判断所述拉力数据是否超过预设拉力阀值并在所述拉力数据超过预设拉力阀值时生成故障报警信号，判断所述高度数据是否大于等于高限位阀值或者小于等于低限位阀值，并在所述高度数据大于等于高限位阀值时输出高位报警信号，在所述高度数据小于等于低限位阀值时输出低位报警信号；所述报警模块依据所述故障报警信号、高位报警信号和低位报警信号发出相应报警。
[0009]与现有技术相比，本发明核燃料组件修复检测控制系统检测核燃料组件是否破损工作的监控和修复破损核燃料组件工作的监控为一体，不但可在操作显示模块上监控核燃料棒的换棒工作，还可以检测核燃料组件是否破损，并通过操作显示模块下达命令以控制视频检测装置的动作，操作简单、节省了人力，即可在一个终端(操作显示模块)上完成核燃料组件检测工作和破损核燃料组件修复工作。另一方面，本发明所述报警模块还在拉力数据超出预设阀值时报警，及时提醒操作人员故障，安全性好，通过高位报警信号和低位报警信号提醒操作人员核燃料棒抽插工具上抓取的核燃料棒是否完全进入新燃料升降机内核燃料组件内或者脱离核燃料组件，以监控核燃料棒抽插工具的具体工位，相对于传统生产中通过视频图像或新燃料升降机的高度判定核燃料棒抽插工具的位置，操作安全性好且修复效率高。
[0010]其中，所述拉线编码器为新燃料升降机的驱动电机的编码器，所述拉力传感器检测核燃料棒抽插工具抽插力的传感器。
[0011 ] 较佳地，所述预设拉力阀值包括第一预设拉力阀值和第二预设拉力阀值，所述第一预设拉力阀值小于第二预设拉力阀值，所述报警控制单元在所述拉力数据超出第一预设阀值且小于第二预设阀值时发出预报警信号，在所述拉力数据超出第二预设阀值时发出实报警信号，所述报警模块依据所述预报警信号发出灯光报警，依据所述实报警信号发出声光报警。该方案采用两段报警，在拉力数据超出第一预设阀值时发出灯光报警，提前提醒操作人员故障的可能发生，并在拉力数据超出第二预设值时发出声光报警，及时提醒操作人员故障的发生，操作安全性好，可提前预防故障的发生。
[0012]较佳地，所述处理模块还包括图表监控单元，所述控制处理模块控制所述存储模块存储所述拉力数据和高度数据，所述图表监控单元依据所述拉力数据和高度数据生成拉力变化图表和高度变化图表；所述控制命令包括图表监控命令，所述控制处理单元依据所述图表监控命令控制所述操作显示模块显示所述拉力变化图表和高度变化图表。操作人员可通过拉力变化图表和高度变化图表了解历史数据，便于在故障时分析故障原因，并可通过图表直观的了解拉力数据和高度数据。
[0013]较佳地，所述处理模块还包括二维动画仿真单元，所述二维动画仿真单元获取更换核燃料棒工作相关设备的二维数据并依据所述二维数据生成换棒仿真画面，依据所述高度数据更新所述换棒仿真画面，所述二维结构数据包括包含更换核燃料棒工作中相关设备的二维模型结构信息的二维结构数据和包含更换核燃料棒工作中相关设备的二维模型相对位置关系信息的二维位置数据，所述修复破损核燃料组件工作中相关设备包括核燃料棒抽插工具、新燃料升降机和核燃料组件，所述核燃料组件包括核燃料组件主体和待更换核燃料棒；所述控制命令包括动画监控命令，所述控制处理单元依据所述动画监控命令控制所述操作显示模块显示所述换棒仿真画面。该方案使得操作人员可通过换棒仿真画面直观清楚的了解核燃料棒抽插工具的具体位置，便于新燃料升降机的控制。其中，修复破损核燃料组件工作中相关设备包括乏燃料水池二维模型、新燃料升降机二维模型及新燃料升降机的喇叭口二维模型、核燃料组件二维模型及被更换的核燃料棒二维模型、核燃料棒抽插工具二维模型和临时存储容器二维模型。
[0014]较佳地，所述操作显示模块实时显示所述拉力数据和高度数据。该方案使得本发明可以在操作显示模块显示视频检测装置的图像视频或换棒仿真画面的同时显示拉力数据和高度数据。
[0015]较佳地，所述操作显示模块还实时显示所述操作显示模块的操作界面。
[0016]较佳地，所述控制命令包括打印命令，所述处理模块与打印机相连并依据所述打印命令控制打印机打印显示模块当前显示画面。
[0017]其中，所述摄像控制命令包括照明调节命令、俯仰角度调节命令、水平角度调节命令和摄像机控制命令，所述控制处理单元接收处理所述照明调节命令、俯仰角度调节命令、水平角度调节命令和摄像机控制命令输送至视频检测装置，所述视频检测装置包括摄像主体，所述摄像主体伸入乏燃料水池并包括摄像机、照明灯和