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        蒸汽發(fā)生器二次側(cè)的遠(yuǎn)程視頻檢查

        2017-09-22 09:40:57劉一博李辛璽梁云雷周志威
        無損檢測(cè) 2017年9期
        關(guān)鍵詞:爬壁鋼帶小車

        劉一博,程 檀,李辛璽,梁云雷,周志威,楊 墾,張 勇

        (1.核動(dòng)力運(yùn)行研究所,武漢 430223;2.中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司,武漢 430223)

        蒸汽發(fā)生器二次側(cè)的遠(yuǎn)程視頻檢查

        劉一博1,程 檀1,李辛璽2,梁云雷2,周志威2,楊 墾2,張 勇2

        (1.核動(dòng)力運(yùn)行研究所,武漢 430223;2.中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司,武漢 430223)

        針對(duì)核電廠蒸汽發(fā)生器二次側(cè)清潔度檢查時(shí),采用手動(dòng)視頻操作對(duì)人員操作技能要求很高的問題,通過遠(yuǎn)程視頻檢查的方法,克服了由于個(gè)人技能的差異,造成視頻檢查質(zhì)量參差不齊的缺點(diǎn),而且,該方法可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離視頻檢查的自動(dòng)化,其實(shí)用價(jià)值很高。

        蒸汽發(fā)生器;遠(yuǎn)程;視頻檢查

        核電廠蒸汽發(fā)生器(SG)傳熱管是重要的一回路壓力邊界。通過SG二次側(cè)清潔度視頻檢查,可以了解SG二次側(cè)的泥渣分布,檢驗(yàn)是否存在外來物,能夠使核電站運(yùn)行人員及時(shí)了解SG的狀態(tài),評(píng)估當(dāng)前清潔度是否滿足電站安全運(yùn)行的要求。同時(shí)方便了核電站運(yùn)行人員以此為依據(jù),采取后續(xù)的相關(guān)措施,及時(shí)消除潛在危害。目前國內(nèi)SG二次側(cè)清潔度的視頻檢查工作,均由檢查人員使用專門設(shè)計(jì)的視頻檢查工具進(jìn)行人工操作。手動(dòng)檢查的方式雖然適應(yīng)性好,但需要檢查人員長時(shí)間在SG附近工作,會(huì)造成人員集體受照劑量大幅升高;同時(shí),手動(dòng)視頻檢查對(duì)人員操作技能要求很高,由于個(gè)人技能的差異,視頻檢查的質(zhì)量也參差不齊[1]。遠(yuǎn)程視頻檢查技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的視頻檢查操作,具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

        1 蒸汽發(fā)生器二次側(cè)結(jié)構(gòu)

        蒸汽發(fā)生器二次側(cè)遠(yuǎn)程視頻檢查區(qū)域主要為蒸汽發(fā)生器二次側(cè)管板至流量分配板之間的區(qū)域,該區(qū)域具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間狹小等特點(diǎn),直接制約著遠(yuǎn)程視頻檢查設(shè)備的設(shè)計(jì)。蒸汽發(fā)生器二次側(cè)管板區(qū)域結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 蒸汽發(fā)生器二次側(cè)管板區(qū)域結(jié)構(gòu)示意

        2 外環(huán)廊遠(yuǎn)程視頻檢查設(shè)備

        外環(huán)廊遠(yuǎn)程視頻檢查是通過爬壁小車搭載攝像頭的方式實(shí)現(xiàn)的。該設(shè)備主要包括4個(gè)功能模塊:① 爬壁小車; ② 云臺(tái)攝像頭;③ 送纜裝置;④ 控制系統(tǒng)。外環(huán)廊遠(yuǎn)程視頻檢查總體布局如圖2所示。

        圖2 外環(huán)廊遠(yuǎn)程視頻檢查總體布局示意

        2.1爬壁小車爬壁小車采用磁吸附的方式,通過磁輪吸附在SG內(nèi)壁,實(shí)現(xiàn)小車沿SG內(nèi)壁的移動(dòng)。通過控制小車一側(cè)的磁輪轉(zhuǎn)動(dòng),另一側(cè)磁輪不轉(zhuǎn)動(dòng)的方法可實(shí)現(xiàn)小車在SG內(nèi)的轉(zhuǎn)向。爬壁小車結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        圖3 爬壁小車結(jié)構(gòu)示意

        2.2云臺(tái)攝像頭

        云臺(tái)攝像頭通過底座上的連接接口與爬壁小車相連,云臺(tái)支架沿水平旋轉(zhuǎn)軸和垂直旋轉(zhuǎn)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)攝像頭光軸對(duì)檢查區(qū)域的360°全范圍覆蓋。

        2.3送纜裝置

        送纜裝置由固定機(jī)構(gòu)和傳送機(jī)構(gòu)兩部分組成。固定機(jī)構(gòu)用于送纜裝置在手孔法蘭面上的安裝固定。傳送機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)線纜的移動(dòng)。

        2.4控制系統(tǒng)

        控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)控制箱、控制工作站、視頻采集模塊等組成?,F(xiàn)場(chǎng)控制箱置于蒸汽發(fā)生器的房間,與爬壁小車和送纜裝置相連。遠(yuǎn)端的控制系統(tǒng)包括控制工作站和視頻采集模塊??刂葡到y(tǒng)的原理如圖4所示。

        圖4 控制系統(tǒng)原理示意

        外環(huán)廊檢查區(qū)域?yàn)檎羝l(fā)生器二次側(cè)管板上表面管束與蒸汽發(fā)生器筒體之間的環(huán)形區(qū)域。視頻檢查過程中重點(diǎn)關(guān)注泥渣堆積情況和有無外來物。由于遠(yuǎn)程視頻檢查的視頻探頭和圖像處理模塊與手動(dòng)檢查的方式基本相同,其主要區(qū)別在于視頻探頭的載體不同,因此采集的圖像質(zhì)量相近,遠(yuǎn)程視頻檢查圖像如圖5所示,手動(dòng)檢查圖像(外環(huán)廊發(fā)現(xiàn)的外來物)如圖6所示。

        圖5 遠(yuǎn)程視頻檢查圖像(外環(huán)廊銹跡)

        圖6 手動(dòng)檢查圖像(外環(huán)廊外來物)

        3 管間遠(yuǎn)程視頻檢查設(shè)備

        管間遠(yuǎn)程視頻檢查設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖7所示。

        圖7 管間遠(yuǎn)程視頻檢查設(shè)備結(jié)構(gòu)示意

        該設(shè)備主要包括4個(gè)功能模塊:① 鋼帶推拔驅(qū)動(dòng)部件;② 槍體組件;③ 槍體旋轉(zhuǎn)/步進(jìn)驅(qū)動(dòng)部件;④ 檢查鋼帶。

        其中檢查鋼帶為柔性結(jié)構(gòu),可深入管間對(duì)管間區(qū)域進(jìn)行視頻檢查。通過推拔驅(qū)動(dòng)部件控制進(jìn)入管間的鋼帶長度,通過槍體的步進(jìn)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件控制檢查鋼帶進(jìn)入不同的管間區(qū)域[2]。

        3.1鋼帶推拔驅(qū)動(dòng)部件

        鋼帶推拔驅(qū)動(dòng)部件上面布置兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu):一個(gè)用來驅(qū)動(dòng)鋼帶的進(jìn)退(推拔);另一個(gè)驅(qū)動(dòng)鋼帶導(dǎo)向輪,控制鋼帶的張開角度,便于鋼帶的初始安裝。

        3.2槍體組件

        槍體組件與鋼帶推拔驅(qū)動(dòng)部件連接,側(cè)面的齒條與步進(jìn)組件嚙合傳動(dòng)。槍體連接時(shí)可以打開側(cè)面的鋼帶蓋板和電纜蓋板,蓋板同槍體形成的兩個(gè)空腔作為鋼帶和電纜的通道。

        3.3槍體旋轉(zhuǎn)/步進(jìn)驅(qū)動(dòng)部件

        槍體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件的主要功能是驅(qū)動(dòng)槍體在中心管廊旋轉(zhuǎn),從而使鋼帶在管間擺動(dòng)。槍體步進(jìn)驅(qū)動(dòng)部件的主要功能是驅(qū)動(dòng)槍體在中心管廊方向的進(jìn)退,從而更換檢查的管間。

        檢查鋼帶是視頻檢查探頭及異物抓取工具的載體。鋼帶的外形與電影膠片類似,但是中間部分凸出,這種結(jié)構(gòu)使鋼帶既具有柔性(可以彎曲),又具有彈性。

        管間檢查區(qū)域?yàn)檎羝l(fā)生器二次側(cè)管板上表面相鄰傳熱管之間的區(qū)域。視頻檢查過程中重點(diǎn)關(guān)注泥渣的狀態(tài)(如粉狀泥渣、硬性泥渣等)和分布情況,以及有無外來物。遠(yuǎn)程視頻檢查和手動(dòng)方式檢查采集的圖像見圖8和圖9。

        圖8 遠(yuǎn)程視頻檢查圖像(管間潔凈狀態(tài))

        圖9 手動(dòng)檢查圖像

        4 結(jié)語

        筆者單位曾在國內(nèi)某核電廠實(shí)施了管板遠(yuǎn)程視頻檢查工作,但由于管間間隙小、視頻鋼帶需多次彎折等原因,鋼帶進(jìn)出管間較為困難。綜合比較后,檢查用時(shí)和人員集體受照劑量方面相比手動(dòng)檢查尚不具有優(yōu)勢(shì),因此暫未推廣實(shí)施。

        [1] 丁訓(xùn)慎.核電站蒸汽發(fā)生器二次側(cè)遠(yuǎn)距離目視檢查[J]. 無損檢測(cè),2001,23(6):266-267.

        [2] 朱立輝,劉于瓏,周政,等.蒸汽發(fā)生器柔性泥渣沖洗槍研制[J]. 核動(dòng)力工程,2014(s1): 107-109.

        RemoteVideoInspectionofSecondarySideofSteamGenerator

        LIU Yibo1, CHENG Tan1, LI Xinxi2, LIANG Yunlei2, ZHOU Zhiwei2, YANG Ken2, ZHANG Yong2

        (1.Research Institute of Nuclear Power Operation, Wuhan 430223, China; 2.China Nuclear Power Operation Technology Corporation, Wuhan 430223, China)

        Video inspection of steam generator secondary side is operated manually . This leads to the uneven inspection quality. Manual operation also needs high operating skills. Remote video inspection can overcome the above shortcomings and do this work automatically. Therefore it has a high application value.

        steam generator; remote; video inspection

        TG115.28

        : B

        :1000-6656(2017)09-0073-03

        2016-12-20

        劉一博(1988—),男,工程師,主要從事核電站檢修項(xiàng)目組織與實(shí)施工作,以及相關(guān)檢修技術(shù)研究工作

        程 檀,chengt@cnpo.com

        10.11973/wsjc201709018

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