蒸汽發生器二次側的遠程視頻檢查

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股份有限公司，武漢 430223)

蒸汽發生器二次側的遠程視頻檢查

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股份有限公司，武漢 430223)

針對核電廠蒸汽發生器二次側清潔度檢查時，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，造成視頻檢查質量參差不齊的缺點，而且，該方法可以實現遠距離視頻檢查的自動化，其實用價值很高。

蒸汽發生器；遠程；視頻檢查

核電廠蒸汽發生器(SG)傳熱管是重要的一回路壓力邊界。通過SG二次側清潔度視頻檢查，可以了解SG二次側的泥渣分布，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，評估當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，采取后續的相關措施，及時消除潛在危害。目前國內SG二次側清潔度的視頻檢查工作，均由檢查人員使用專門設計的視頻檢查工具進行人工操作。手動檢查的方式雖然適應性好，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，視頻檢查的質量也參差不齊[1]。遠程視頻檢查技術可以實現自動化的視頻檢查操作，具有很高的應用價值。

1 蒸汽發生器二次側結構

蒸汽發生器二次側遠程視頻檢查區域主要為蒸汽發生器二次側管板至流量分配板之間的區域，該區域具有結構復雜、空間狹小等特點，直接制約著遠程視頻檢查設備的設計。蒸汽發生器二次側管板區域結構如圖1所示。

圖1 蒸汽發生器二次側管板區域結構示意

2 外環廊遠程視頻檢查設備

外環廊遠程視頻檢查是通過爬壁小車搭載攝像頭的方式實現的。該設備主要包括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。外環廊遠程視頻檢查總體布局如圖2所示。

圖2 外環廊遠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內壁，實現小車沿SG內壁的移動。通過控制小車一側的磁輪轉動，另一側磁輪不轉動的方法可實現小車在SG內的轉向。爬壁小車結構如圖3所示。

圖3 爬壁小車結構示意

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軸和垂直旋轉軸獨立旋轉運動，從而實現攝像頭光軸對檢查區域的360°全范圍覆蓋。

2.3送纜裝置

送纜裝置由固定機構和傳送機構兩部分組成。固定機構用于送纜裝置在手孔法蘭面上的安裝固定。傳送機構用于驅動線纜的移動。

2.4控制系統

控制系統由現場控制箱、控制工作站、視頻采集模塊等組成。現場控制箱置于蒸汽發生器的房間，與爬壁小車和送纜裝置相連。遠端的控制系統包括控制工作站和視頻采集模塊。控制系統的原理如圖4所示。

圖4 控制系統原理示意

外環廊檢查區域為蒸汽發生器二次側管板上表面管束與蒸汽發生器筒體之間的環形區域。視頻檢查過程中重點關注泥渣堆積情況和有無外來物。由于遠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，其主要區別在于視頻探頭的載體不同，因此采集的圖像質量相近，遠程視頻檢查圖像如圖5所示，手動檢查圖像(外環廊發現的外來物)如圖6所示。

圖5 遠程視頻檢查圖像(外環廊銹跡)

圖6 手動檢查圖像(外環廊外來物)

3 管間遠程視頻檢查設備

管間遠程視頻檢查設備結構如圖7所示。

圖7 管間遠程視頻檢查設備結構示意

該設備主要包括4個功能模塊：① 鋼帶推拔驅動部件；② 槍體組件；③ 槍體旋轉/步進驅動部件；④ 檢查鋼帶。

其中檢查鋼帶為柔性結構，可深入管間對管間區域進行視頻檢查。通過推拔驅動部件控制進入管間的鋼帶長度，通過槍體的步進和旋轉驅動部件控制檢查鋼帶進入不同的管間區域[2]。

3.1鋼帶推拔驅動部件

鋼帶推拔驅動部件上面布置兩個驅動機構:一個用來驅動鋼帶的進退(推拔);另一個驅動鋼帶導向輪，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動部件連接，側面的齒條與步進組件嚙合傳動。槍體連接時可以打開側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/步進驅動部件

槍體旋轉驅動部件的主要功能是驅動槍體在中心管廊旋轉，從而使鋼帶在管間擺動。槍體步進驅動部件的主要功能是驅動槍體在中心管廊方向的進退，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，這種結構使鋼帶既具有柔性(可以彎曲)，又具有彈性。

管間檢查區域為蒸汽發生器二次側管板上表面相鄰傳熱管之間的區域。視頻檢查過程中重點關注泥渣的狀態(如粉狀泥渣、硬性泥渣等)和分布情況，以及有無外來物。遠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 遠程視頻檢查圖像(管間潔凈狀態)

圖9 手動檢查圖像

4 結語

筆者單位曾在國內某核電廠實施了管板遠程視頻檢查工作，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勢，因此暫未推廣實施。

[1] 丁訓慎.核電站蒸汽發生器二次側遠距離目視檢查[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，以及相關檢修技術研究工作

程 檀，chengt@cnpo.com

10.11973/wsjc201709018