В 2012-2013 гг. успешно выполнен комплекс работ по созданию двух прецизионных автоматизированных установок для защитной камеры. Работы выполнялись по заказу ОАО «ОКБМ Африкантов» в рамках мероприятий по созданию оборудования защитной камеры реакторной установки БН-800 Белоярской АЭС. В результате выполнения работ были созданы головные образцы и разработан комплект документации для серийного производства установок, предназначенных для проведения контроля состояния элементов отработавших ТВС БН-800.
Установка комплексной автоматизированной системы неразрушающего контроля (УКАСНК) предназначена для проведения следующих видов послереакторного контроля отработавших твэлов и пэлов:
- измерение наружного диаметра;
- контроль интенсивности гамма-излучения;
- контроль наличия дефектов в оболочках;
- контроль изменения толщины оболочек.
Установка построена по модульному принципу и включает, кроме оборудования для проведения вышеуказанных исследований, комплект захватов, радиационно-стойкую телевизионную систему для наблюдения за работой оборудования, набор аттестованных стандартных образцов, аттестованное методическое обеспечение.
Конструкция установки позволяет проводить несколько видов измерений одновременно. При необходимости конфигурация установки может быть изменена; замена измерительных модулей осуществляется при помощи штатных манипуляторов и грузоподъёмных механизмов защитной камеры без захода персонала в камеру.
Сменные измерительные модули хранятся в специальных герметичных кейсах, подходящих для хранения на объекте и транспортирования к месту эксплуатации. Упаковка допускает возможность дезактивации.
Дистанционное управление внутрикамерным оборудованием осуществляется с автоматизированного рабочего места, расположенного в операторском помещении. Исполнительные органы системы управления и входные каскады прецизионных датчиков размещены в ремонтном коридоре в герметичной кабине с собственной системой вентиляции. Оборудование скомпоновано поканально в виде субблоков и расположено в двух стойках, устанавливаемых в кабину.
Основой внутрикамерной установки является транспортно-операционный модуль, предназначенный для крепления, центрирования, вертикального перемещения и вращения вокруг вертикальной оси объектов исследования. Модуль представляет собой несущую и направляющую конструкцию с установленными на ней механизмами закрепления, вертикального перемещения и вращения объектов контроля длиной до 2500 мм и наружным диаметром до 32 мм. Вертикальное позиционирование объекта исследования обеспечивается с погрешностью не более 0,15 мм со скоростью вертикального перемещения до 3 м/мин.
Канал измерения диаметра оболочек твэлов и пэлов предназначен для определения поперечных размеров объекта исследования в двух взаимно-перпендикулярных сечениях одновременно с помощью двух пар датчиков линейных перемещений. Модуль канала измерения диаметра твэлов и пэлов поставляется в исполнении для измерений в старт-стопном режиме сканирования с погрешностью не более ±10 мкм и в исполнении для измерений в непрерывном режиме сканирования с погрешностью не более ±20 мкм.
Канал контроля интенсивности гамма-излучения предназначен для измерения относительной интенсивности гамма-излучения радиоактивных изотопов при вертикальном перемещении объекта исследования. Внутрикамерная часть канала представляет собой коллимационную систему с дистанционно регулируемой щелью с погрешностью позиционирования шторок не более 50 мкм. Канал построен на базе ОЧГ-детектора и многоканального анализатора, позволяющего осуществлять набор спектра по зонам интереса для выбранных нуклидов с разрешением по линии 1332 кэВ (радионуклид 60Со) не хуже 1,8 кэВ и входной статистической загрузке до 1x105 с-1.
Канал вихретоковой дефектоскопии предназначен для контроля состояния оболочек исследуемых твэлов с целью выявления нарушений сплошности и структуры оболочек. На базе быстродействующего АЦП и специализированного формирователя импульсов реализован импульсный метод вихретокового контроля. Вихретоковые дифференциально-трансформаторные преобразователи оптимизированы для дистанционной установки посредством манипуляторов защитной камеры в унифицированный модуль канала вихретоковой дефектоскопии. Канал обеспечивает определение координат наружной несплошности, внутренней несплошности, сквозной несплошности и магнитного включения с погрешностью не более ±2 мм. Предусмотрена возможность сканирования объекта контроля в постоянном магнитном поле для повышения информативности результатов.
Канал оценки изменения толщины оболочек твэлов предназначен для контроля состояния оболочек исследуемых твэлов и определения координат локальных изменений толщины оболочки объекта. Канал реализует гармонический метод вихретокового контроля с применением комбинированного проходного вихретокового преобразователя, что позволяет не только обнаруживать координаты локальных изменений, но и оценивать толщину оболочки. Контроль обеспечивает определение координаты изменения толщины оболочки объекта контроля на величину не менее 50 мкм с погрешностью не более ±2 мм.
Программное обеспечение установки позволяет выполнять диагностику, настройку и конфигурирование установки; формирование и выполнение программ исследований; просмотр, анализ и первичную обработку результатов.
Для проверки работоспособности, технического обслуживания, наладки и проверки метрологических характеристик установки предусмотрен комплект стандартных образцов диаметра, толщины, дефектов, источников гамма-излучения и имитаторов объектов. Стандартные образцы сертифицированы в системе добровольной сертификации образцов и аттестованы во ФГУП «ВНИИМС».
Установка механического прокола оболочки твэла (УМПОТ) предназначена для выполнения прокола твэлов реактора БН-800 в защитной камере с целью определения давления и объема внутритвэльного газа. По результатам измерений делают заключение о герметичности исследуемого твэла.
УМПОТ обеспечивает выполнение следующих функций:
- охлаждение твэла;
- механический прокол оболочки твэла в районе газовой полости;
- определение давления и объема внутритвэльного газа до прокола оболочки исследуемого твэла по результатам измерений температуры и давления внутритвэльного газа после выполнения прокола оболочки твэла;
- протоколирование и сохранение результатов измерений и вычислений;
- отбор внутритвэльного газа в пробоотборники для последующего проведения анализа состава внутритвэльного газа;
- накопление и временное хранение внутритвэльного газа.
Конструктивно предусмотрено два высотных положения внутрикамерной части установки, что позволяет повысить обзорность внутри защитной камеры, когда работы по определению параметров внутритвэльного газа не производятся.
Установка позволяет определять абсолютное давление газа под оболочкой твэла в диапазоне от 0,1 до 0,5 МПа с погрешностью не более ±30% и в диапазоне от 0,5 до 3 МПа с погрешностью не более ±10%. Диапазон измерения объёма газа под оболочкой твэла – от 0,02 до 1,00x10-3 м3, погрешность результата измерения не превышает 10 %.
Методики выполнения измерений (контроля) на весь комплекс исследовательского оборудования (УКАСНК, УМПОТ) разработаны в ООО НПФ «Сосны» и прошли аттестацию в организациях, имеющих соответствующую область аккредитации (ФГУП «ВНИИМС», ОАО «СНИИП», ФБУ «ЦСМ Московской области»).
Приемочные испытания установок, проходившие в период 16 по 19 декабря 2013 года при участии специалистов ОАО «ОКБМ Африкантов» и Белоярской АЭС, подтвердили готовность головных образцов исследовательского оборудования к эксплуатации в защитной камере реакторной установки БН-800.
Публикация:
«Ядерные измерительно-информационные технологии», №4 (52), 2014: Автоматизированная установка послереакторного контроля элементов отработавших ТВС реактора БН-800
Количество просмотров: 3490
