反应堆堆内构件检测需求

反应堆堆内构件是核电站的核心,设备部件的质保等级高、结构复杂、设备与部件之间配合密切,各部分的施工相互影响,反应堆堆内构件组装完成后,还需细致检查顶盖管嘴法兰中心与堆芯吊篮燃料支架中心的同轴度,及顶盖管嘴法兰与保护管组件中心孔同轴度。

检测难点

反应堆堆内构件的检测难点在于:整体测量的工件尺寸大,且结构复杂,与此同时测量精度要求高。这就要求实施测量的方法或手段,需要同时在尺度范围、精度、便捷灵活这三个方面给予保障。

图1:Radian系列激光跟踪仪

API激光跟踪仪检测方案

Radian激光跟踪仪,作为大尺寸高精度测量的领先手段,同时具备测量范围广(160米,半径80米)、测量精度高(微米级别)、以及灵活便携易操作等特点,顺利解决测量难点,轻松满足以上检测需求。测量时,操作者手持内置棱镜的高精度激光跟踪仪靶球(SMR),Radian跟踪仪发出的激光会射向SMR的球心并实时锁定跟踪;操作者只需用SMR碰触工件上的待测部位,Radian即会以1000Hz(1000点/秒)的采集速率,将待测点的三维位置数据精准测量,并反馈至测量软件中进行记录,用于分析;待所有待测点的数据采集完成,操作者即可在软件中,使用这些点的空间数据构建相应的线、面、体,从而实施各部件或待测位置之间的形位公差分析。

测量软件可以以包括表格、柱状图、饼图、箭头、色差图等等在内的各种形式快速生成检测报告,让测量结果一目了然,为生产提供可靠的改进数据。
以下为某反应堆堆内构件组装测量纪实

1.布设Radian激光跟踪仪于现场适宜的位置。

图2:转站靶的布设(Z1-Z6)

2.在密封面坐标系下,于堆腔内布设6个公共转站靶。(请参考图2所示)

图3:采集的数据

3.如上文所述方式,使用高精度SMR靶球配合Radian激光跟踪仪,完成构件数据采集,并建立坐标系(请参考图3)。测量各层构件孔位平面坐标时,先用靶球对整个圆面测量6-8个点,拟合出圆心坐标,再将靶球和中心孔位测量工装放在构件孔上,直接测出圆心坐标,两次所得数据差值不得大于0.5mm。(请参考图4)

图4:高度方向点位置(左)&各点偏差数据(右)

4.堆芯吊篮及堆芯围筒吊装就位后,通过测量6个公共转站靶座,将仪器坐标系转换到密封面坐标系,在该坐标系下,实测出121个燃料支架中心的平面坐标。

图5:堆芯部件测量现场

图6:堆芯部件测量数据分析-1

图7:堆芯部件测量数据分析-2

图8:堆芯部件测量数据分析-3

综上检测案例纪实所叙,Radian激光跟踪仪在大尺寸、测量精度要求高、并且不规则工件的测量领域各环节中,表现优异,是涉及此类检测需求的绝佳解决方案。