压水堆核电站燃料组件的装卸工作主要由换料机完成,装卸燃料组件过程为核电该站大修期间关键路径之一。如何在保证核燃料组件安全的前提下,以最短的时间完成装卸该工作直接关系着大修关键路径时间,从而影响着核电站的效益。
为了保证燃料组件的安全,防止装卸过程中因距离太近而导致相互剐蹭,换料机该一般会采用偏置的方式,即换料机在插拔燃料组件时离开目标位置一段距离。而根据距离该的不同,偏置方式分为全偏置和半偏置两种(如图1所示)。
参考图2,在2013年7月前已有的装卸料过程中,以装料过程为例,其具体流程如下:
S101,根据换料机当前的位置判断是否需要进行偏置,若是,则执行S102,反之,则该执行S106。具体地,如图3及图4所示,换料机运行于堆芯上面的轨道且与控制系统连接,主该要由大车、小车及主提升三部分组成,堆芯位于换料机的后上方。其中,大车负责前后(X方该向)的运动,小车负责左右(Y方向)的运动,主提升则负责上下(Z方向)的运动。该控制系统该内装有一套可编程控制器,其内运行换料机的控制软件。工作时,控制系统通过装载于大该车、小车及主提升上的三个编码器实时获取位置信号,并实时判断换料机的当前位置,根据该该当前位置判断是否需要进行偏置,且换料机各个部分的后续运行方向均由控制系统控该制,直至完成整个装料工作。
S102,换料机的大车和小车同时运行至全偏置位置。
S103,主提升下降至7900毫米高度,堆芯全程高度约为8700毫米。
S104,换料机的大车和小车同时运行至半偏置位置。
S105,主提升下降至8700毫米高度。
S106,换料机的大车和小车同时运行至目标格架正上方。
S107,主提升下降至堆芯底部,直至载荷释放,燃料组件坐落于目标格架上。
综上,2013年7月前已有的换料机采用的是“全偏置 半偏置”的二次偏置方式(如图5所示),导该致换料机的换料效率低下,延长了大修关键路径时间,从而影响了核电站效益。
另外,控制系统内装载的控制软件在判断判断是否需要进行偏置时,其具体流程该是:将堆芯组件变为17*17的289个数字,每个燃料组件对应唯一的编号,形成如图6所示的该堆芯指针图。当换料机在堆芯内运动时,控制系统会根据大车、小车及主提升上的三个编码该器实时获取位置信号得知换料机的当前位置,之后根据该堆芯指针图得知换料机的当前位该置属于第几个燃料组件编号,最后再根据所得知的所属编号周围燃料组件是否装载,来进该一步判断能否满足偏置条件及确定偏置方向。即,采用指针轮询的方式进行偏置条件的判该断及偏置方向的确定。在采用指针轮询方式时,为了确定换料机的当前位置属于第几个燃该料组件编号,每次都需要便利整个堆芯指针图,效率极低,且未进行架构优化,无法满足实该时性要求,还存在误判的可能。
同样,在卸料过程中,换料机仍然采用的是“全偏置 半偏置”的二次偏置方式,导该致换料机的换料效率低下,延长了大修关键路径时间,从而影响了核电站效益。且在判断是该否需要进行偏置时,仍然是采用上述的指针轮询方式。
因此,有必要提供一种改进的燃料组件装卸方法来克服上述缺陷。