三门核电装卸料机摄像监控系统简述

钱双庆

（三门核电有限公司 浙江台州 317112）

三门核电装卸料机摄像监控系统简述

钱双庆

（三门核电有限公司 浙江台州 317112）

随着全球化石能源的日益短缺，核能在人类活动中所占份额越来越重，最为重要的涉及核安全的一项维保工作即为停堆换料。本文论述利用摄像监控手段提高核燃料装卸可靠性的方法。

装卸料机；监控；摄像

随着全球化石能源的日益短缺，核能在人类活动中所占份额越来越重，核安全便自然而然的成了发展核能所首要面对的问题。核电站的安全运行涉及设计、建造、运行、维护等多方面的投入。从维保的角度看，对于压水堆核电站，最为重要的涉及核安全的一项维保工作即为停堆换料。

作为具有全球最先进安全系统的第三代核电站，三门核电站换料操作所使用的装卸料机是一台特制的桥式起重机。设备具有自动路径规划的功能，操作人员站在桥架的操作平台上通过屏幕点选的方式即可完成燃料在两点之间的移动，但是它依然保留了一般桥式起重机手动操作的功能：通过控制台上的摇杆操作设备实现水平及垂直三个维度的运动。

由于装卸料机外形设计的原因，操作人员站在操作平台上很难完整的观察到脚下及水面的情况，而设备上又有一根长10m直径0.5m的套筒垂于装卸料机操作平台之下用于在转运燃料时保护燃料，套筒非常容易与换料水池内各设备发生碰撞干涉，故能够完整清晰的观察到操作平台下设备的情况是使用手动操作的重要前提条件。

三门核电所使用的装卸料机在操作平台下安装了两台Stainless Steel Spectra IV型球形摄像机（图1）来满足换料操作人员对设备观察的需求。它们分别布置在燃料操作套筒的两侧并可以绕安装轴360°旋转并调整俯仰角，便于观察水下各个方向的情况。通过套筒两侧布置的方式保证了整个抓具四周不存在死角。

图1 Stainless Steel Spectra V型摄像机

Sqectra IV型球形摄像机符合NEMATYPE4X以及IP66标准，可以满足在换料操水池上方环境下工作的要求。组成摄像头的三部分：底盒、球驱动器和下球罩均同其它Spectra IV球型系统间具有互换性，方便维护和更新，简化了调试工作。此外，整个球形摄像机的拆装极为简便，在拆除两颗固定螺栓后可以方便的从操作平台上的盖板下提出，这保证了其在反应堆功率运行时不受辐射的影响。

Spectra IV球驱动器中的摄像机都采用了LowLightTM技术，使摄像机可以对光线极弱的地方进行补偿，便于看清水下抓具的情况。摄像机可以通过数字方式减少由于外部因素所导致摄像机图像振动造成的图像模糊现象。下球罩为茶色球照，经过专门优化，不会影响图像品质。

诚然两台球形摄像机灵活可靠，但却并不能完全满足换料人员观察水下燃料的情况。三门核电装卸料机在设计时还另外增加了一台水下摄像机用于观察抓具与燃料的接合状态，它被安装在用于燃料操作的内套筒的底部，位于燃料抓具的中心位置。同时具有35倍变焦的功能，能清晰的观察到水下燃料组件的序列号。为了便于安装和维护，它通过专用的摄像机轨道使维护人员可在内套筒顶部进行安装，从而避免了人员受到过量辐射。

这台水下摄像机是由IST公司生产的REES R93 Mk3型摄像机（图2）是专门用于核电领域的专业摄像机，具有高辐照耐受、易去污、高分辨率、可远程控制等特性。可以满足水下监控、核燃料检查、反应堆探伤监控等工作的要求。

图2 REE SR93 Mk3型摄像机

R93 Mk3型摄像机将感光元件、驱动电路和遥控电机封装在一个坚硬的不锈钢管中。整个摄像机组件上所有用到的材料均选用辐照耐受材料以保证其在换料水池这样高放射性的区域能够稳定的工作。得益于选配了一个具有25mm焦距F1.4光圈的镜头，这台摄像机在三门核电的装卸料机上能提供一个完整的视野用以观察水下抓具的工作情况。R93采用同轴电缆传输视频信号，完全兼容于整个三门核电装换料摄像监控系统。

以上三台摄像机就是三门核电装卸料机的的眼睛，它们和与之配套的多路复用器、控制键盘及监视器共同组成了整个摄像监视系统。监视器立于操作面板右侧，同时显示三个摄像机的信号，并可通过控制键盘随时调取查看。由此，换料人员在执行换料操作时可谓眼可观六路，耳可听八方，大大增强了换料操作的安全性，减少了出现人因失误的可能。

TM623.3

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1004-7344（2016）17-0238-01

2016-5-12