錢雙慶

（三門核電有限公司 317112）

AP1000裝卸料機(jī)攝像監(jiān)控系統(tǒng)簡述

錢雙慶

（三門核電有限公司 317112）

隨著全球化石能源的日益短缺，核能在人類活動(dòng)中所占份額越來越重，核安全便自然而然的成了發(fā)展核能所首要面對(duì)的問題。核電站的安全運(yùn)行涉及設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)等多方面的投入。從維保的角度看，對(duì)于壓水堆核電站，最為重要的涉及核安全的一項(xiàng)維保工作即為停堆換料。

作為具有全球最先進(jìn)安全系統(tǒng)的第三代核電站，AP1000電站換料操作所使用的裝卸料機(jī)是一臺(tái)特制的橋式起重機(jī)。設(shè)備具有自動(dòng)路徑規(guī)劃的功能，操作人員站在橋架的操作平臺(tái)上通過屏幕點(diǎn)選的方式即可完成燃料在兩點(diǎn)之間的移動(dòng)，但是它依然保留了一般橋式起重機(jī)手動(dòng)操作的功能：通過控制臺(tái)上的搖桿操作設(shè)備實(shí)現(xiàn)水平及垂直三個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)。

由于裝卸料機(jī)外形設(shè)計(jì)的原因，操作人員站在操作平臺(tái)上很難完整的觀察到腳下及水面的情況，而設(shè)備上又有一根長10m直徑0.5m的套筒垂于裝卸料機(jī)操作平臺(tái)之下用于在轉(zhuǎn)運(yùn)燃料時(shí)保護(hù)燃料，套筒非常容易與換料水池內(nèi)各設(shè)備發(fā)生碰撞干涉，故能夠完整清晰的觀察到操作平臺(tái)下設(shè)備的情況是使用手動(dòng)操作的重要前提條件。

AP1000所使用的裝卸料機(jī)在操作平臺(tái)下安裝了兩臺(tái)Stainless Steel Spectra IV型球形攝像機(jī)（圖1）來滿足換料操作人員對(duì)設(shè)備觀察的需求。它們分別布置在燃料操作套筒的兩側(cè)并可以繞安裝軸360°旋轉(zhuǎn)并調(diào)整俯仰角，便于觀察水下各個(gè)方向的情況。通過套筒兩側(cè)布置的方式保證了整個(gè)抓具四周不存在死角。

圖1 Stainless Steel Spectra IV型攝像機(jī)

Sqectra IV型球形攝像機(jī)符合NEMA TYPE 4X以及IP66標(biāo)準(zhǔn)，可以滿足在換料操水池上方環(huán)境下工作的要求。組成攝像頭的三部分：底盒、球驅(qū)動(dòng)器和下球罩均同其它Spectra IV球型系統(tǒng)間具有互換性，方便維護(hù)和更新，簡化了調(diào)試工作。此外，整個(gè)球形攝像機(jī)的拆裝極為簡便，在拆除兩顆固定螺栓后可以方便的從操作平臺(tái)上的蓋板下提出，這保證了其在反應(yīng)堆功率運(yùn)行時(shí)不受輻射的影響。

Spectra IV球驅(qū)動(dòng)器中的攝像機(jī)都采用了LowLightTM技術(shù)，使攝像機(jī)可以對(duì)光線極弱的地方進(jìn)行補(bǔ)償，便于看清水下抓具的情況。攝像機(jī)可以通過數(shù)字方式減少由于外部因素所導(dǎo)致攝像機(jī)圖像振動(dòng)造成的圖像模糊現(xiàn)象。下球罩為茶色球照，經(jīng)過專門優(yōu)化，不會(huì)影響圖像品質(zhì)。

誠然兩臺(tái)球形攝像機(jī)靈活可靠，但卻并不能完全滿足換料人員觀察水下燃料的情況。AP1000裝卸料機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)還另外增加了一臺(tái)水下攝像機(jī)用于觀察抓具與燃料的接合狀態(tài)，它被安裝在用于燃料操作的內(nèi)套筒的底部，位于燃料抓具的中心位置。同時(shí)具有35倍變焦的功能，能清晰的觀察到水下燃料組件的序列號(hào)。為了便于安裝和維護(hù)，它通過專用的攝像機(jī)軌道使維護(hù)人員可在內(nèi)套筒頂部進(jìn)行安裝，從而避免了人員受到過量輻射。

這臺(tái)水下攝像機(jī)是由IST公司生產(chǎn)的REES R93 Mk3型攝像機(jī)（圖2）是專門用于核電領(lǐng)域的專業(yè)攝像機(jī)，具有高輻照耐受、易去污、高分辨率、可遠(yuǎn)程控制等特性?？梢詽M足水下監(jiān)控、核燃料檢查、反應(yīng)堆探傷監(jiān)控等工作的要求。

圖2 REES R93 Mk3型攝像機(jī)

R93 Mk3型攝像機(jī)將感光元件、驅(qū)動(dòng)電路和遙控電機(jī)封裝在一個(gè)堅(jiān)硬的不銹鋼管中。整個(gè)攝像機(jī)組件上所有用到的材料均選用輻照耐受材料以保證其在換料水池這樣高放射性的區(qū)域能夠穩(wěn)定的工作。得益于選配了一個(gè)具有25mm焦距F1.4光圈的鏡頭，這臺(tái)攝像機(jī)在AP1000的裝卸料機(jī)上能提供一個(gè)完整的視野用以觀察水下抓具的工作情況。R93采用同軸電纜傳輸視頻信號(hào)，完全兼容于整個(gè)AP1000裝換料攝像監(jiān)控系統(tǒng)。

以上三臺(tái)攝像機(jī)就是AP1000裝卸料機(jī)的的眼睛，它們和與之配套的多路復(fù)用器、控制鍵盤及監(jiān)視器共同組成了整個(gè)攝像監(jiān)視系統(tǒng)。監(jiān)視器立于操作面板右側(cè)，同時(shí)顯示三個(gè)攝像機(jī)的信號(hào)，并可通過控制鍵盤隨時(shí)調(diào)取查看。由此，換料人員在執(zhí)行換料操作時(shí)可謂眼可觀六路，耳可聽八方，大大增強(qiáng)了換料操作的安全性，減少了出現(xiàn)人因失誤的可能。

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1004-7344（2016）08-0284-01

2016-3-1