Оценка искажений радиационно-стойкой телевизионной системы мониторинга технологического процесса перегрузки ядерного топлива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Университет ИТМО

Оценка искажений радиационно-стойкой телевизионной системы мониторинга технологического процесса перегрузки ядерного топлива

Мальцева Н.К.

Птицына А.С.

Представлены результаты исследования по созданию радиационно-стойкой телевизионной камеры с целью модернизация телевизионной системы для повышения эффективности мониторинга процесса перегрузки топлива в водо-водяном энергетическом реакторе атомной электростанции.

Стремление человечества к получению большого количества относительно недорогой и так необходимой энергии сопряжено с значительными рисками радиоактивного заражения в случае возникновения неуправляемой ядерной реакции, а также неконтролируемого радиационного излучения. Для предотвращения аварий при работе с опасными объектами, необходимо следить за всеми процессами на АЭС. Для этого и разрабатываются телевизионные системы мониторинга. Самым опасным и сложным для контроля является момент перегрузки ядерного топлива.

Для упрощения учета и перемещения ядерного топлива в реакторе тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы), содержащие ядерное топливо, собираются в тепловыделяющие сборки (ТВС). При эксплуатации реактора особое место занимают работы по перегрузке ядерного топлива. Перегрузка ядерного топлива происходит с помощью механизмов и приспособлений с дистанционным управлением. Процесс включает комплекс работ по извлечению и перемещению ТВС с целью их замены на новые, т.к. концентрация делящихся изотопов в ядерном топливе постепенно уменьшается, т. е. ТВЭЛы выгорают.

Система телевизионная специальная предназначена для проведения дистанционного телевизионного наблюдения при выполнении процесса перегрузки изделий и проведения физической инвентаризации ядерного топлива в реакторном отделении энергоблока.

Разрабатываемая специальная телевизионная система предназначена для использования только в реакторах типа ВВЭР. При создании телевизионной системы необходимо учитывать защиту камеры не только от радиации, но и активной водной среды.

Система будет решать следующие задачи: осуществлять контроль над отдельными операциями технологического процесса по перегрузке ядерного топлива в реакторе, контроль маркировки и номеров кассет - тепловыводящих сборок и кластеров в реакторе и проводить осмотр наружных поверхностей последних.

Система включает в себя: передающее телевизионное устройство (ПТУ) контроля состояния тепловыделяющей сборки в реакторе; передающее телевизионное устройство осмотра посадочных мест под установку тепловыделяющей сборки в реакторе; стыковочные и монтажные узлы и устройства, обеспечивающие установку ПТУ на телевизионную штангу и их подключение к кабельной линии связи, стойка телевизионных систем. радиационный телевизионный камера реактор

Основными функциями телевизионной системы являются: наблюдение за извлечением и установкой перегружаемых изделий; контроль маркировки перегружаемых изделий; осмотр наружных поверхностей перегружаемых изделий; возможность снятия показаний с устройства контроля уровня установки ТВС в реакторе; наблюдение за работой фиксатора захвата ТВС рабочей штанги; осмотр посадочных мест под установку ТВС в реакторе с помощью устройства для осмотра гнёзд; воспроизведение изображения, формируемого используемым в данный момент времени ПТУ; обеспечение оператору системы возможности управления используемым в данный момент времени ПТУ (наведение на требуемый участок объекта контроля, настройка изображения посредством управления объективом камеры); управления интенсивностью излучения осветителей; запись изображений, поступающих от ПТУ; обеспечение обработки, представление и документирование видеоинформации в процессе контроля.

На рисунке 1 представлена схема специальной телевизионной системы

Рисунок 1 - Специальная телевизионная система

При расчетах необходимо учитывать возникающие нелинейные и геометрические искажения изображений на экране видеомонитора. Учет возникающих нелинейных искажений производится в автоматизированном режиме на экране видеомонитора при помощи линейки измерительной с использованием испытательной таблицы № 0365-М, представленной на рисунке 2.

Рисунок 2 - Испытательная таблица № 0365-М

Методика оценки нелинейных искажений изображения объекта описана ниже.

Первоначально проводится измерение ширины (высоты) двух смежных наиболее узких и двух смежных наиболее широких квадратов, расположенных в одном ряду вблизи центральных линий таблицы.

Коэффициенты суммарных нелинейных искажений изображения рассчитываются в процентах по формулам (1), (2) и (3):

=

=

=

где: Lmax - общая ширина (высота) двух смежных наибольших квадратов; Lmin - общая ширина (высота) двух смежных наименьших квадратов, мм; Lcp - средний размер; L - ширина (высота) прямоугольника; n - число квадратов на ширине (высоте) прямоугольника.

За величину суммарных нелинейных искажений изображения принимают наибольшее по абсолютной величине значение N1 или N2 , полученное по вертикали и горизонтали.

Телевизионная камера считается прошедшей проверку суммарных нелинейных искажений изображения, если суммарные нелинейные искажения не более ±10%.

При измерениях геометрических искажений учитываются параллельности поверхности линейки плоскости экрана видеомонитора и параллельности линейки стороне экрана видеомонитора вдоль которой производится измерение. На рисунке 3 показан пример проведения измерений искажений изображения с использованием испытательной таблицы № 0365-М. Коэффициенты суммарных геометрических искажений изображения, в процентах рассчитываются по формулам (4), (5):

SL1=

SH2=

где: , - величины отклонений вертикальной и горизонтальной сторон прямоугольника, мм; , - размеры вертикальной и горизонтальной сторон прямоугольника, мм.

Рисунок 3 - Измерение суммарных геометрических искажений изображения

За величину суммарных геометрических искажений изображения принимают наибольший из результатов, при этом суммарные геометрические искажения телевизионной камеры не должны превышать ±4%, коэффициент суммарных нелинейных искажений изображения не должен превышать ±10% при диапазоне рабочих дистанций в воде от 200 мм до 4000 мм.

Процесс перегрузки ядерного топлива - один из наиболее сложных и опасных технологических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность атомных электростанций. Задача поддержания безопасности выполнения всех этапов этого процесса является всегда актуальной, особенно при изменении (совершенствовании) технологических операций и устройств их выполняющих. Создание системы видеонаблюдения за процессом перегрузки ядерного топлива на АЭС и решает, в большей степени, эту задачу. обосновывается возможностью применения системы на всех атомных станциях не только на территории России, но и за ее пределами.

Размещено на Allbest.ru