基于Halcon的蒸汽发生器堵板操作机器人视觉定位算法

蒸汽发生器的工作环境复杂、危险,施工人员在完成堵板螺栓紧固时存在一定的风险。介绍了一种基于图像识别的螺栓紧固方法。机器人自主作业平台主要包括机器人系统和图像采集系统两个部分,采用图像处理软件Halcon,实现基于灰度值的图像阈值分割,利用圆形曲线算法得到圆后,最终得到圆的几何中心。此外,还显示了采用扭矩和时间控制方法的紧固螺栓方法。最后通过螺栓实验和精度验证了图像识别和螺栓紧固的过程。结果表明针对堵板机器人螺栓定位问题采用的基于阈值分割的定位算法识别率为100%,定位最大误差为1.10mm,最小误差为0.92mm,满足堵板机器人螺栓自主定位的精度要求。     

油浆蒸汽发生器管板开裂原因分析及技术改造

摘要：油浆蒸汽发生器操作条件比较苛刻,在使用过程中经常发生泄漏。本文通过对其现场使用工况,产品制造方面进行了多方面的分析研究,提出存在的问题。通过在制造工艺上执行一系列的改进措施,使油浆蒸汽发生器管板泄漏的问题得以解决。     

核电站蒸汽发生器维修机器人控制系统设计

针对一种用于核电站蒸汽发生器水室内辅助检修任务的6自由度作业机械臂,对其控制系统和运动轨迹规划进行设计研究.分析作业机械臂的工作环境和检修任务需求,设计了机器人的控制系统;对作业机械臂进行关节空间轨迹规划和笛卡尔坐标系轨迹规划,实现作业机械臂的点对点运动和连续路径运动,并利用深度相机和霍夫变换圆检测原理实现作业机械臂末端对管板圆孔的定位;对作业机械臂进行了轨迹规划运动实验和圆孔定位实验,结果表明,作业机械臂能够实现直线、圆弧轨迹运动和管板圆孔识别定位,满足蒸汽发生器的全方位检修要求.     

高温气冷堆螺旋管直流蒸汽发生器时域模型

螺旋管直流蒸汽发生器(SG)是高温气冷堆核电站的关键部件。为研究SG内氦气、水/蒸汽流动和换热的动态过程,该文建立了SG时域模型并编制了计算程序。其中,水/蒸汽两相流采用一维漂移流模型描述;氦气采用一维、可压缩流动模型描述;两侧流体与管壁的换热系数和流动阻力系数采用经验关系式计算。求解方法采用适用于动态、低速、可压缩流动的压力修正算法,以克服低Mach数造成的数值不稳定。采用此模型计算了THTR-300SG温度分布,计算结果与实验结果相比平均温度误差小于10℃。动态计算结果表明,此模型可以捕捉到规律的两相流脉动。利用此模型可以进行SG热工设计、不稳定性分析以及电站系统的工艺设计。     

高温气冷堆示范工程螺旋管式直流蒸汽发生器工程验证试验

研发一种新型蒸汽发生器必须进行一定规模的工程验证试验。清华大学核能与新能源技术研究院在其实验基地建设了高温气冷堆示范工程(HTR-PM)螺旋管式直流蒸汽发生器的工程验证试验回路(engineering test facility for steam generator, ETF-SG)。工程验证试验回路能够模拟HTR-PM运行参数,可对HTR-PM蒸汽发生器一个换热组件进行1∶1的工程验证试验。回路设计热功率10 MW,氦回路设计压力8 MPa,最高设计温度800℃,二回路设计压力18 MPa,最高设计温度600℃。在工程验证试验回路上针对高温气冷堆蒸汽发生器完成了几十项热工水力试验,对蒸汽发生器的温度均匀性、堵管后温度分布及其温度展平调节、热工水力瞬态特性、两相流不稳定性等进行了试验研究,验证了HTR-PM螺旋管式直流蒸汽发生器的热工水力和结构设计,并为其调试、运行、低功率及启停工况参数的确定提供了重要数据和参考。     

蒸汽发生器一回路集流管专用工艺堵板的应用研究

蒸汽发生器一回路集流管专用工艺堵板的主要功能是在核电站大修期间从蒸汽发生器一回路集流管底部将蒸汽发生器与一回路隔离开,使反应堆一回路水位的升降不影响蒸汽发生器传热管涡流探伤等在役检查工作,缩短大修工期;同时,也起到保证人身安全,防止异物进入一回路的作用。     

核电厂蒸汽发生器支撑板制造方案优化研究

以压水堆核电厂蒸汽发生器管子支撑板的制造过程为研究对象,运用多目标模糊决策动态规划理论对其技术方案进行优化,获得了满意的结果。     

核电站蒸汽发生器智能维修机器人设计与研究

蒸汽发生器和稳压器是关系到核电站安全运行的关键设备,国外发生过多起因蒸汽发生器和稳压器缺陷而引发的安全事故。针对常见蒸汽发生器人孔咬死的异常缺陷问题,设计了一种核电站蒸汽发生器人孔咬死螺栓处理的智能维修机器人设备,包括行走单元、姿态调节单元、角度调节单元、镗铣单元、控制系统和视觉单元, 并提出一种基于法兰盘螺栓孔等图像特征的视觉伺服引导方案。为了实现对核电站用蒸汽发生器人孔咬死螺栓的自动化处理,设计了多自由度调节系统结构,并进行运动学建模,通过极限状态设备稳定分析验证了设备稳定性。为有效定位并贴合咬死螺栓目标,设计了智能定位系统,完成了设备自动调整。现场实验表明：采用该多自由度调节机械结构设计,移动平台重复定位精度可达±1mm,末端法兰贴合精度可达±1mm内,设备末端贴合效率为人工效率的3~4倍。     

支撑板对蒸汽发生器流动与传热特性的影响

根据相似模化理论,建立了耦合四叶梅花形支撑板的蒸汽发生器单元管三维物理模型,采用流-固传热方法和热力学相变模型,并基于二回路流体进口质量流量按4∶1分配给热、冷端的边界条件进行了支撑板对蒸汽发生器流动与传热特性的影响的数值研究.模拟结果表明:二回路热、冷端侧沸腾规律分布均匀,计算得到的出口含汽率与大亚湾核电站蒸汽发生器实际运行参数相符;支撑板流通截面的缩减,促使二回路侧流体流速、表面传热系数及含汽率在支撑板区域急剧升高又快速降低,同时二回路流体在支撑板上部出现回流现象,增加了支撑板区域杂质沉积及应力腐蚀的可能.该数值模拟方法可为蒸汽发生器支撑板结构优化设计提供技术支持.     

基于MFAC-PID的核电站蒸汽发生器水位控制

核电站蒸汽发生器水位的控制性能不好是引发机组非计划停堆的主要原因。尤其在低功率平台下,蒸汽发生器水位的"缩涨效应"明显,并且给水流量和蒸汽流量的测量误差较大,利用传统的控制方案来控制水位的稳定比较困难。对此,本文提出了一种无模型自适应(MFAC)控制策略,即外环采用MFAC控制,内环采用PID控制。仿真结果表明,与传统蒸汽发生器的PID串级控制相比,本文提出的控制方法具有更好的稳定性,同时,抗干扰性和鲁棒性也优于现行的PID串级控制。此外,MFAC的设计过程和结构简单,便于工程应用。     

小型核电站堆芯方案

 具有长寿命、非能动安全的小型核电站是核电发展的一个重要方向。本研究设计了一个小型核电站堆芯方案。该方案为池式钠冷快堆,采用移动反射层和堆内固定吸收体实现较长的堆芯寿期。进一步计算表明,该堆芯方案的寿期可达30年,功率分布合理,各种反应性系数为负值,控制方式的价值足够,满足设计要求。     

核电站蒸汽发生器传热管泄漏监测~(16)N传输过程分析

氮-16监测系统中,确定16N传输时间是一项关键技术,目前仅限于用理论方法求解.以55/19型蒸汽发生器为例,通过对其结构以及热工水力特性的分析,研究了蒸汽发生器传热管泄漏后一回路中16N核素进入二回路后的传输过程,并简要给出了求解方法,可作为求解蒸汽发生器传热管泄漏监测16N传输时间的基础.     

基于数字化控制的核电站反应堆功率控制系统

秦山一期工程300 MW反应堆控制棒控制和棒位监测系统(以下简称反应堆功率控制系统)采用基于PLC技术、数字化通信技术以及冗余技术设计,实现了反应堆功率的自动调节和集中控制.本文对反应堆功率控制的仪控系统特点及其数字化改造的硬件设计方法进行了介绍.数字化改造后的秦山一期工程反应堆功率控制系统能为人机交互作业提供丰富的信息,方便了系统的运行和维护,系统的可靠性得以极大改善.     

浅论核电厂蒸汽发生器堵管处理及其发展方向

该文简要分析核电厂蒸汽发生器传热管的破损原因,详细介绍蒸汽发生器的两种堵管处理方式过程及其优劣对比,浅议国内蒸汽发生器役前与在役的堵管方式及发展,供蒸汽发生器堵管工具设计、制造及维修单位参考。     

基于Matlab的核电站一回路系统原理仿真

核电站系统原理仿真对核电专业学生进行教学和原理演示是非常可行且是必要的,通过分析大亚湾核电站一回路系统(RCS),结合教学目的,对主要子系统适当简化后进行数学物理建模,利用matlab/simulink软件搭建整个系统,以引入正阶跃信号扰动的典型工况为例对系统进行原理仿真并进行讨论和分析,结果表明,设计的系统较好的符合核电站控制与运行理论,满足基本教学要求.     

Development and Application of Maintenance Template in Pressurized Water Reactor Nuclear Power Plant

Good practices of maintenance optimization in nuclear power field need to be effectively consolidated and inherited,and maintenance optimization can provide technology support to create a long-term reliable and economic operation for nuclear power plants( NPPs) especially for a large number of nuclear powers under construction. Based on the development and application of maintenance template in developed countries,and combining with reliability-centered maintenance( RCM) analysis results and maintenance experience data over the past ten years in domestic NPPs, the development process of maintenance template was presented for Chinese pressurized water reactor( PWR) NPP,and the application of maintenance template to maintenance program development and maintenance optimization combined with cases were demonstrated. A shortcut was provided for improving the efficiency of maintenance optimization in domestic PWR NPP,and help to realize a safe,reliable,and economic operation for domestic NPPs.     

基于微机仿真压水堆核电站堆芯物理数学模型的建立

阐述了压水堆核电站堆芯的模型化,提出了适用于微机仿真的核电站堆芯的 物理数学模型。文章将核电站堆芯分为四大块分别建立模型(临界堆中子动力学模 块、中毒效应堆中子动力学模块、温度效应堆中子动力学模块和燃料模块),应用该模型建立传递函数,为微机仿真奠定基础。     

一种用于电站清扫的新型移动机器人的研制

火力发电站大型排管锅炉的水冷壁排管壁面清扫和检测一直是一项繁重、复杂和危险的体力劳动。现研制出一种新型机器人－－水冷壁清扫检测爬壁机器人,采用独特的抗倾覆双履带结构、牲的磁路设计和开放式控制系统。该机器人可实现电站锅炉水冷壁排管壁面的清扫和壁面厚度检测,自动化程度高,工作效率和安全可靠性远远高于手工作业,具有较高的推广应用价值。该机器人已通过几次现场测验,各项指标均达到设计要求。     

ACP100S浮动核电站核蒸汽供应系统控制系统分析与仿真研究

作为核能在海上应用的新的方式,浮动核电站为在不同区域灵活部署和利用核能创造了条件.该研究从ACP100S浮动核电站使用要求、主要系统设备运行要求、机组配置要求及海洋环境要求等多方面开展了ACP100S核蒸汽供应系统的控制系统要求分析,给出了控制系统方案.以此为基础,利用RELAP系统分析程序和控制系统仿真程序MATLAB/SIMULINK,开展了控制系统数值仿真分析工作.仿真结果满足控制系统验收准则要求,验证了控制系统设计的有效性.