Системы для измерения пространственного искривления технологических каналов и каналов системы управления и защиты

Назначение

Системы для измерения пространственного искривления технологических каналов и каналов системы управления и защиты (далее системы СИПИ) реакторов большой мощности канальных (далее - РБМК) предназначены для:

- измерений внутреннего диаметра канала;

- измерений угла наклона оси канала относительно вертикали в плоскости, проходящей через риску зонда, и в ортогональной плоскости;

- измерений угла между меткой направления центральной оси реактора и риской зонда;

- измерений угла поворота зонда относительно его начального положения;

- измерений глубины положения зонда относительно отметки «0»;

- определения диаметра вписанной, диаметра описанной окружности канала (эллиптичность);

- определения отклонения действительной оси канала от номинальной оси канала по осям Х и Y;

- определения стрелы прогиба действительной оси канала;

- определения азимутального угла стрелы прогиба канала относительно центральной оси реакторной установки;

- определения радиуса кривизны канала.

Описание

Принцип работы систем СИПИ заключается в проведении телевизионного визуального осмотра и измерений параметров каналов в процессе перемещения зонда измерительного ЗИ-СИПИ (далее - зонд) по контролируемому каналу.

Для проведения измерений и визуального телевизионного контроля зонд загружается в контролируемый канал. Перед загрузкой зонда на контролируемый канал устанавливается устройство для дезактивации. Зонд устанавливается в узел калибровочный УК-СИПИ устройства загрузочного УЗ-СИПИ, которое стыкуется с устройством для дезактивации. Перед загрузкой зонда в канал измеряется угол между меткой направления центральной оси реактора и риской зонда. При перемещении зонда вниз формируется изображение внутренней поверхности контролируемого канала с помощью камеры телевизионной D-40M. В статическом режиме формируется цветное изображение, в динамическом - черно-белое. Сигнал с камеры телевизионной D-40M передается для преобразования в цифровую форму. При перемещении зонда вверх осуществляются измерения внутреннего диаметра канала, угла наклона оси канала относительно вертикали в плоскости, проходящей через риску зонда, и в ортогональной плоскости, а также угла поворота зонда относительно его начального положения и глубины положения зонда относительно отметки «0».

Внешний вид основного оборудования систем СИПИ приведен на рисунках 1 и 2.

Системы СИПИ включают в себя следующие группы оборудования, разделяемые по функциональному назначению:

- устройство загрузочное УЗ-СИПИ (далее УЗ-СИПИ);

- устройство для дезактивации;

- аппарат высокого давления с вентилем;

- адаптер с защитным отключением УЗО-ДПА16 «IEK»;

- оборудование передающей части в составе:

- зонд;

- оборудование приемной части в составе:

- блок питания и управления БПУ-СИПИ (далее БПУ-СИПИ);

- блок телевизионной системы БТС-А40А (далее БТС-А40А);

- блок системный компьютера архивирующего и управляющего БСКАУ-СИПИ;

- мониторы;

- манипулятор «мышь»;

- фильтр сетевой;

- линии связи в составе:

- кабель соединительный зонда КСЗ-СИПИ (далее кабель КСЗ-СИПИ);

- кабель питания и передачи данных КПД-СИПИ;

- кабель камерный K-SK40R;

- кабель соединительный К-С102-2;

- кабель соединительный K-S40R;

- кабель соединительный К-С109-2;

- кабель соединительный BCL4102 «Bandridge»;

- кабели питания CEEE22 soket-Schuko Plug;

- кабели DVI.

УЗ-СИПИ используется для загрузки зонда в контролируемый канал и выгрузки из канала. УЗ-СИПИ состоит из:

- барабана кабельного БК-СИПИ, предназначенного для намотки и размотки кабеля КСЗ-СИПИ;

- блока питания привода БПП-СИПИ, предназначенного для питания привода подъема зонда ППЗ-СИПИ;

- узла калибровочного УК-СИПИ, оснащенного лазером (класс 3R по ГОСТ Р МЭК 60825-1-2009) и градуировочной шкалой, используемыми для измерений угла между меткой направления центральной оси реактора и риской зонда;

- привода подъема зонда ППЗ-СИПИ, обеспечивающего его подъем;

- датчика верхнего положения зонда, позволяющего определять его верхнее положение;

- датчика подъема зонда ДПЗ-СИПИ, предназначенного для измерений глубины положения зонда в канале.

Устройство для дезактивации предназначено для проведения дезактивации зонда и кабеля КСЗ-СИПИ. Устройство для дезактивации предварительно устанавливается на канал, а затем стыкуется с УЗ-СИПИ. При подъеме зонда при прохождении его через устройство для дезактивации осуществляется дезактивация зонда путем одновременной подачи воды и воздуха из форсунок, расположенных в два ряда параллельно друг другу. Вода в устройство для дезактивации подается под давлением, создаваемым аппаратом высокого давления. Сжатый воздух поступает в устройство для дезактивации от воздушной магистрали.

Оборудование передающей части системы СИПИ представляет собой зонд. Он предназначен для обеспечения телевизионного визуального осмотра внутренней поверхности канала и проведения измерений. Зонд состоит из:

- телевизионной камеры D-40M, обеспечивающей формирование черно-белого изображения стенок контролируемого канала;

- узла стыковочного УС-СИПИ, предназначенного для соединения зонда с УЗ-СИПИ с помощью кабеля КСЗ-СИПИ;

- двух блоков центраторов (верхнего БЦВ-СИПИ и нижнего БЦН-СИПИ), предназначенных для измерений внутреннего диаметра канала. Блоки центраторов включают в себя по пять преобразователей индуктивных модели М-023-04;

- блока датчиков наклона БДН-СИПИ, предназначенного для измерений угла наклона оси канала относительно вертикали в плоскости, проходящей через риску зонда, и в ортогональной плоскости. Блок датчиков наклона БДН-СИПИ состоит из двух датчиков угла наклона электролитических SX-070D-LIN и датчика температуры;

- датчика поворота ДП-СИПИ, предназначенного для измерений угла поворота зонда относительно его начального положения при скручивании кабеля, на котором висит зонд. Датчик поворота ДП-СИПИ состоит из гироскопа свободного ГИС-1Вр и датчика температуры.

Сигналы с датчиков зонда передаются по кабелю КСЗ-СИПИ в УЗ-СИПИ, которое обеспечивает их первичную обработку. С УЗ-СИПИ телевизионный сигнал поступает на блок системный компьютера архивирующего и управляющего БСКАУ-СИПИ и БТС-А40А.

БТС-А40А осуществляет формирование сигналов управления и напряжений питания для телевизионной камеры D-40M, а также обработку телевизионного сигнала.

БПУ-СИПИ предназначен для формирования питающих напряжений УЗ-СИПИ и зонда, а также для преобразования и обработки телевизионных сигналов от телевизионной камеры D-40M.

Связь между различными группами оборудования систем СИПИ осуществляется посредством кабелей. По кабелям передаются питающие напряжения, управляющие сигналы, информационные и телевизионные сигналы, необходимые для работы систем СИПИ.

Рисунок 2 - Внешний вид УЗ-СИПИ

Рисунок 1 - Внешний вид зонда

Программное обеспечение

Системы СИПИ поддерживают возможность работы с автономным программным комплексом «SCM v.1.0.0» (далее комплексом). Комплекс устанавливается на персональный компьютер под управлением операционной системы семейства Microsoft Windows и предназначен для:

— настройки систем СИПИ;

— сбора и обработки данных;

— визуализации результатов контроля;

— создания баз данных (далее БД) контроля.

Комплекс включает в себя следующие программы:

— измерения пространственных искривлений каналов v.1.0;

— заполнения БД;

— контроллера зонда.

Программное обеспечение «SCM v.1.0.0» соответствует уровню защиты «А» от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010.

Таблица 1

* - цифровой идентификатор не вычисляется, так как программное обеспечение зашивается в контроллер на стадии разработки и не может быть изменено.

При нормировании метрологических характеристик было учтено влияние программного обеспечения.

Технические характеристики

1. Диапазоны измерений и пределы допускаемых погрешностей измерений при максимальной угловой скорости наклона зонда 1,15 градус/с (максимальное ускорение 0,09 градус/с2) и максимальной угловой скорости поворота зонда 4,5 градус/с приведены в таблице 2.

Таблица 2

2. По измеряемым параметрам (таблица 2) определяются расчетные параметры технологических каналов и каналов системы управления и защиты с погрешностью, соответствующей аттестованной методике измерений пространственного искривления технологических каналов и каналов СУЗ реакторов РБМК, ИТЦЯ.463439.114 Д1 № 280/251-(01.0025-2008)-2012.

3. Максимальная скорость перемещения зонда внутри канала составляет 100 мм/с.

4. Масса и габаритные размеры приведены в таблице 3.

Таблица 3

5. Параметры электропитания

Питание систем СИПИ осуществляется от однофазной сети переменного тока с напряжением

Ресурс систем СИПИ (с учетом радиационного ресурса) составляет не менее 500 измерений с учетом комплекта запасных частей, инструмента и принадлежностей.