三門核電裝卸料機攝像監控系統簡述

錢雙慶

（三門核電有限公司 浙江臺州 317112）

三門核電裝卸料機攝像監控系統簡述

錢雙慶

（三門核電有限公司 浙江臺州 317112）

隨著全球化石能源的日益短缺，核能在人類活動中所占份額越來越重，最為重要的涉及核安全的一項維保工作即為停堆換料。本文論述利用攝像監控手段提高核燃料裝卸可靠性的方法。

裝卸料機；監控；攝像

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

作為具有全球最先進安全系統的第三代核電站，三門核電站換料操作所使用的裝卸料機是一臺特制的橋式起重機。設備具有自動路徑規劃的功能，操作人員站在橋架的操作平臺上通過屏幕點選的方式即可完成燃料在兩點之間的移動，但是它依然保留了一般橋式起重機手動操作的功能：通過控制臺上的搖桿操作設備實現水平及垂直三個維度的運動。

由于裝卸料機外形設計的原因，操作人員站在操作平臺上很難完整的觀察到腳下及水面的情況，而設備上又有一根長10m直徑0.5m的套筒垂于裝卸料機操作平臺之下用于在轉運燃料時保護燃料，套筒非常容易與換料水池內各設備發生碰撞干涉，故能夠完整清晰的觀察到操作平臺下設備的情況是使用手動操作的重要前提條件。

三門核電所使用的裝卸料機在操作平臺下安裝了兩臺Stainless Steel Spectra IV型球形攝像機（圖1）來滿足換料操作人員對設備觀察的需求。它們分別布置在燃料操作套筒的兩側并可以繞安裝軸360°旋轉并調整俯仰角，便于觀察水下各個方向的情況。通過套筒兩側布置的方式保證了整個抓具四周不存在死角。

圖1 Stainless Steel Spectra V型攝像機

Sqectra IV型球形攝像機符合NEMATYPE4X以及IP66標準，可以滿足在換料操水池上方環境下工作的要求。組成攝像頭的三部分：底盒、球驅動器和下球罩均同其它Spectra IV球型系統間具有互換性，方便維護和更新，簡化了調試工作。此外，整個球形攝像機的拆裝極為簡便，在拆除兩顆固定螺栓后可以方便的從操作平臺上的蓋板下提出，這保證了其在反應堆功率運行時不受輻射的影響。

Spectra IV球驅動器中的攝像機都采用了LowLightTM技術，使攝像機可以對光線極弱的地方進行補償，便于看清水下抓具的情況。攝像機可以通過數字方式減少由于外部因素所導致攝像機圖像振動造成的圖像模糊現象。下球罩為茶色球照，經過專門優化，不會影響圖像品質。

誠然兩臺球形攝像機靈活可靠，但卻并不能完全滿足換料人員觀察水下燃料的情況。三門核電裝卸料機在設計時還另外增加了一臺水下攝像機用于觀察抓具與燃料的接合狀態，它被安裝在用于燃料操作的內套筒的底部，位于燃料抓具的中心位置。同時具有35倍變焦的功能，能清晰的觀察到水下燃料組件的序列號。為了便于安裝和維護，它通過專用的攝像機軌道使維護人員可在內套筒頂部進行安裝，從而避免了人員受到過量輻射。

這臺水下攝像機是由IST公司生產的REES R93 Mk3型攝像機（圖2）是專門用于核電領域的專業攝像機，具有高輻照耐受、易去污、高分辨率、可遠程控制等特性。可以滿足水下監控、核燃料檢查、反應堆探傷監控等工作的要求。

圖2 REE SR93 Mk3型攝像機

R93 Mk3型攝像機將感光元件、驅動電路和遙控電機封裝在一個堅硬的不銹鋼管中。整個攝像機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域能夠穩定的工作。得益于選配了一個具有25mm焦距F1.4光圈的鏡頭，這臺攝像機在三門核電的裝卸料機上能提供一個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，完全兼容于整個三門核電裝換料攝像監控系統。

以上三臺攝像機就是三門核電裝卸料機的的眼睛，它們和與之配套的多路復用器、控制鍵盤及監視器共同組成了整個攝像監視系統。監視器立于操作面板右側，同時顯示三個攝像機的信號，并可通過控制鍵盤隨時調取查看。由此，換料人員在執行換料操作時可謂眼可觀六路，耳可聽八方，大大增強了換料操作的安全性，減少了出現人因失誤的可能。

TM623.3

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1004-7344（2016）17-0238-01

2016-5-12