蒸汽發(fā)生器二次側(cè)的遠(yuǎn)程視頻檢查

劉一博，程 檀，李辛璽，梁云雷，周志威，楊 墾，張 勇

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

針對核電廠蒸汽發(fā)生器二次側(cè)清潔度檢查時，采用手動視頻操作對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，克服了由于個人技能的差異，造成視頻檢查質(zhì)量參差不齊的缺點，而且，該方法可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離視頻檢查的自動化，其實用價值很高。

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，檢驗是否存在外來物，能夠使核電站運行人員及時了解SG的狀態(tài)，評估當(dāng)前清潔度是否滿足電站安全運行的要求。同時方便了核電站運行人員以此為依據(jù)，采取后續(xù)的相關(guān)措施，及時消除潛在危害。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)計的視頻檢查工具進(jìn)行人工操作。手動檢查的方式雖然適應(yīng)性好，但需要檢查人員長時間在SG附近工作，會造成人員集體受照劑量大幅升高；同時，手動視頻檢查對人員操作技能要求很高，由于個人技能的差異，視頻檢查的質(zhì)量也參差不齊[1]。遠(yuǎn)程視頻檢查技術(shù)可以實現(xiàn)自動化的視頻檢查操作，具有很高的應(yīng)用價值。

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，直接制約著遠(yuǎn)程視頻檢查設(shè)備的設(shè)計。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現(xiàn)的。該設(shè)備主要包括4個功能模塊：① 爬壁小車; ② 云臺攝像頭；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，實現(xiàn)小車沿SG內(nèi)壁的移動。通過控制小車一側(cè)的磁輪轉(zhuǎn)動，另一側(cè)磁輪不轉(zhuǎn)動的方法可實現(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云臺攝像頭

云臺攝像頭通過底座上的連接接口與爬壁小車相連，云臺支架沿水平旋轉(zhuǎn)軸和垂直旋轉(zhuǎn)軸獨立旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)攝像頭光軸對檢查區(qū)域的360°全范圍覆蓋。

2.3送纜裝置

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

2.4控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由現(xiàn)場控制箱、控制工作站、視頻采集模塊等組成?，F(xiàn)場控制箱置于蒸汽發(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)域為蒸汽發(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個功能模塊：① 鋼帶推拔驅(qū)動部件；② 槍體組件；③ 槍體旋轉(zhuǎn)/步進(jìn)驅(qū)動部件；④ 檢查鋼帶。

其中檢查鋼帶為柔性結(jié)構(gòu)，可深入管間對管間區(qū)域進(jìn)行視頻檢查。通過推拔驅(qū)動部件控制進(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)動部件

鋼帶推拔驅(qū)動部件上面布置兩個驅(qū)動機構(gòu):一個用來驅(qū)動鋼帶的進(jìn)退(推拔);另一個驅(qū)動鋼帶導(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)動部件連接，側(cè)面的齒條與步進(jìn)組件嚙合傳動。槍體連接時可以打開側(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)動部件

槍體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件的主要功能是驅(qū)動槍體在中心管廊旋轉(zhuǎn)，從而使鋼帶在管間擺動。槍體步進(jìn)驅(qū)動部件的主要功能是驅(qū)動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)域為蒸汽發(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 手動檢查圖像

4 結(jié)語

筆者單位曾在國內(nèi)某核電廠實施了管板遠(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，檢查用時和人員集體受照劑量方面相比手動檢查尚不具有優(yōu)勢，因此暫未推廣實施。

[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，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目組織與實施工作，以及相關(guān)檢修技術(shù)研究工作

程 檀，chengt@cnpo.com

10.11973/wsjc201709018