[发明专利]一种核电站燃料格架定位装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电站技术领域，尤其涉及一种核电站燃料格架定位装置及方法。

背景技术

核电站设计有乏燃料水池，水池中设置有乏燃料贮存格架，可用于存放新燃料和反应堆厂房卸出的乏燃料组件。燃料组件的抓起、释放、转运，主要通过一台大跨度桥式吊车(以下简称乏吊)实现，乏吊包括平移机构和升降机构，平移机构由大车和小车驱动沿着乏燃料水池长、宽方向运行，升降机构驱动抓具携组件做升降运动。乏燃料存在较强放射性活度和较大的衰变热，并含有相当量的可裂变材料，燃料组件与贮存格架小室总间隙仅11mm，装卸操作时两者能否精确对中很重要，偏差可能导致组件无法下落或擦伤，甚至引发安全事故。因此核电站建造期间调试阶段有必要对格架逐一定位并记录每个格架座标值，用以后续正常运行期间的操作。

例如，现有技术中的乏池中有1206个燃料格架小室，其中隔乏燃料贮存格架贮存小室的数量为378个，硼不锈钢乏燃料贮存格架贮存小室的数量为828个。长远来看国内外还在继续研发高密度乏燃料贮存格架，存在标定工期长的问题。此外有研究表明，核电站燃料运输吊车桥架轮径磨损0.15mm，在完成30.4m行程后可导致最终定位较预期值偏差9.4mm，存在定期校准的必要性。核电站实际运行后，乏池中充有1326m³的浓度为2200ppm的硼水，且运行后乏池一般不会排空，使得系统长期运行后再定位变得极为困难。

目前无论建造期间的初次标定还是运行期间的定期标定都是排水后安排人员站到格架上方协助目视查看，并与远处乏吊操作人员沟通确认指挥微调。核电站建设期间调试阶段，PMC系统使用模拟燃料组件对乏燃料吊车及装卸料机涉及的所有格架进行精确定位及标定。干态情况下人工进入堆腔(或乏池)，通过采用游标卡尺等传统测量方式测量，并告知乏吊操作人员进行相应方向的调整，如此反复多次后实现定位的目的。

但是，采用人工定位具有以下缺陷：(1)效率低。定位操作涉及大跨度吊车的点动作业，调整范围却为毫米级，单格架腔室定位约15分钟，CPR单机组腔室多达1206个，按每日8小时计算，如所有格架均定位需耗费37.7人工*天。(2)精度有限。由于采用目视查看的方式，格架与模拟燃料组件的间隙仅有2毫米左右，精度有限；同时单台机组腔室多无法逐一定位(工期有限，PMC调试一般位于机组装料关键路径)，采用“四分法”等对关键腔室定位，其余采用理论计算的方式，设备本身制造偏差导致部分经过理论计算推算的腔室精度进一步降低。(3)引入异物。人工踩踏在燃料格架上方作业，岭澳二期及后续项目均有引入异物的事件发生。由于格架细长结构，深度达到4425mm，异物的打捞极为困难，且打捞过程中极易造成格架的损伤。(4)人员坠入风险。格架腔室有226mm宽和250mm宽两种规格，调试人员在格架上进行定位时，极易踩空坠入腔室内，腔室深度达到4425mm，风险极大。(5)无法水下实施。由于定位需要人工下到格架上方进行，目前只能在干态工况下进行，一旦乏池进水发现格架锈蚀等只能将1千多立方米的含硼水排走代价巨大。同时机组一旦装料后，这些含硼水将带有一定放射性，使得人员存在放射性照射风险。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种核电站燃料格架定位装置及方法，能够提高燃料格架的定位精度和定位效率。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种核电站燃料格架定位装置，用于对燃料组件在所述燃料格架中进行吊装定位，所述定位装置包括安装在吊车吊杆底端的定位检测装置，吊车的平移机构以及分别与所述定位检测装置和所述平移机构连接的控制器；

所述定位检测装置包括具有容纳空间的主体部,安装在所述主体部外壁的至少一个接近传感器，所述接近传感器用于在所述定位装置下降至所述燃料格架中后，检测其与对应的燃料格架内壁之间的间隙，并发送间隙信号；

所述控制器用于接收所述间隙信号，根据所述间隙信号计算间隙偏差，并发送间隙偏差信号以控制所述平移结构进行微调；

所述平移机构用于对所述吊车吊杆微调平移以带动所述定位检测装置微调平移，使所述间隙偏差低于预设偏差阈值，以获取燃料组件在所述燃料格架中的定位位置。

进一步地，所述主体部外形结构与燃料组件形状对应,所述接近传感器包括多个，每一所述接近传感器分别与燃料组件周壁对应设置。

进一步地，所述燃料格架定位装置还包括与所述控制器连接的防水摄像头；

所述防水摄像头用于采集所述燃料格架的图像；