Методы и устройства магнитного контроля стальных канатов для системы управления полярным краном АЭС

• Автор: Щучкин, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 200 с. : ил.

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫМ КРАНОМ ВВЭР И ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ ПОЛЯРНОГО КРАНА АЭС. ОБЗОР УСТРОЙСТВ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАГНИТНЫХ ДАТЧИКОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Обзор транспортнотехнологических операций на АЭС с участием полярного крана. Система управления и особенности контроля стальных канатов полярного крана АЭС
1.2 Обзор устройств магнитного контроля стальных канатов подъемнотранспортных механизмов производственных объектов повышенной опасности
1.3 Анализ методов контроля стальных канатов. Анализ существующих конструкций магнитных датчиков для контроля стальных канатов

1.4 Постановка задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ ПОЛЯРНОГО КРАНА АЭС НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
2.1 Устройство контроля стальных канатов полярного крана как элемент системы управления. Разработка структурнофункциональной схемы устройства.
2.2 Определение конфигурации магнитной системы датчика. Выбор магниточувствительных элементов и первичных измерительных преобразователей
2.2.1 Математическое моделирование магнитного поля локального дефекта и определение оптимального режима работы магнитного датчика
2.2.2 Принцип регистрации изменения направления вектора индукции магнитного поля, обоснование выбора магниточувствительных элемен , тов и их особенности

2.2.3 Разработка метода регистрации повреждений типа Потеря металлического сечения

2.3 Методика проектного и поверочного расчетов магнитного датчика с заданными параметрами.
2.4 Разработка датчика перемещения для устройства контроля стальных канатов.
2.5 Выводы по главе 2.
3. РАЗРАБОТКА МОДУЛЯ РЕГИСТРАЦИИ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЕФЕКТОВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫМ КРАНОМ АЭС
3.1 Структурная схема модуля регистрации и идентификации дефектов.
3.2 Разработка алгоритма функционирования устройства контроля в составе системы управления полярным краном
3.3 Применение алгоритмов цифровой обработки сигналов для повышения достоверности обнаружения повреждений стальных канатов и разработка алгоритма обнаружения локальных дефектов
3.4 Разработка программного обеспечения оператора.
3.5 Оценка воздействия радиации на устройство контроля стальных канатов
3.6 Выводы по главе 3.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВА МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫМ КРАНОМ АЭС
4.1 Экспериментальное исследование полей рассеяния в области возникновения локальных дефектов.
4.2 Исследование магниторезистивного датчика поля дефекта
4.3 Опытные испытания устройства контроля стальных канатов полярного крана АЭС.
4.4 Исследование и оценка погрешностей измерительных каналов
4.5 Оценка вероятности браковки стального каната устройством магнитного контроля стального каната
4.6 Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАШЫХ ИСТОЧНИКОВ.
Приложение А. Документы, подтверждающие внедрение разработок ав
Приложение Б. Выбор элементной базы для модуля регистрации и
идентификации дефектов, разработка принципиальной схемы
Приложение В. Текст главной программы
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АМР эффект анизотропный магниторезистивный эффект
ЛМС анизотропное магнитосопротивленис
АЧХ амплитудночастотная характеристика
АЦП аналогоцифровой преобразователь
БВ бассейн выдержки
ВВЭР ВодоВодяной Энергетический Реактор
ГП гермопеналы
ДП датчик перемещения
ИП измерительный преобразователь
ИЭ измерительный элемент
КГО контроль герметичности оболочки
ЛД локальные дефекты
МГЭ метод граничных элементов
МД магнитный датчик
МДС магнитодвижущая сила
МКР метод конечных разностей
МКЭ метод конечных элементов
МЛД модуль локальных дефектов
МПК микропроцессорный комплекс
МПС модуль потери сечения
МРД магниторезистивный датчик
ПК персональный компьютер
ПМС потеря металлического сечения
ПО программное обеспечение
ПС СУЗ поглощающие стержни управления защитой
ПТКСУ программнотехнический комплекс системы управления ГТУУ программно управляемый усилитель
СВП стержни выгорающего поглотителя
СПТ система перегрузки топлива
тепловыделяющая сборка
УКСК устройство контроля стальных канатов УРиИ устройством регистрации и идентификации УСТ узел свежего топлива
ЦСП цифровой сигнальный процессор
ЭМП электромагнитный преобразователь
ЭП электроизмерительный прибор.
ВВЕДЕНИЕ


Кроме того перегрузка с полной выгрузкой ТВ С из реактора проводится с целью инспекционной проверки его корпуса один раз в четыре года. В этом случае извлекаются не только все ТВС, но и внутрикорпусныс устройства реактора. ТВС, ПС СУЗ и СВП из БВ в транспортный контейнер с последующим вывозом из реакгорного отделения. С помощью мостового крана УСТ открывается в УСТ люк проема транспортного коридора. На крюк мостового крана УСТ подвешивается захват чехла УСТ для свежего топлива. Захват сцепляется с чехлом и проверяется надежность фиксации захвата с чехлом. Чехол со свежими ТВС транспортируется в проем транспортного коридора и устанавливается на самоходную платформу. Платформа с чехлом перемещается по транспортному коридору и устанавливается под транспортный проем реакторного отделения. На крюк крана реакторного отделения подвешивается захват чехла БВ. Полярным краном осуществляется переезд па координату проема транспортного коридора. Захват чехла опускается в проем транспортного коридора и сцепляется с чехлом установленным на самоходной платформе. Проверяется надежность фиксирующего механизма. Фиксация сцепленного положения захвата должна происходить самопроизвольно под действием пружин захвата. С помощью полярного крана чехол со свежими ТВС поднимается в центральный зал и транспортируется в бассейн выдержки на координату гнезда универсального. Чехол ориентируется по главным осям И IV с помощью перегрузочной машины МП. Чехол со свежими ТВС устанавливается на универсальное гнездо в соответствии с осями I II III IV. Контроль за операциями установки чехла в бассейне выдержки осуществляется с помощью телевизионной системы МП. Захват расцепляют с чехлом и транспортируют его на место хранения. Согласно Рабочему графику перегрузки все кассеты выгружаются из чехла в активную зону. После выгрузки всех кассет извлекается порожний чехол из БВ с помощью захвата, подвешенного на крюк полярного крана реакторного отделения. Чехол перемещается на координату проема транспортного коридора и опускается на самоходную платформу. Проводится дезактивация чехла и порожний чехол перемещается в узел свежего топлива на хранение. Для управления полярным краном центрального зала ВВЭР используется система управления, в которую интегрируется УКСК рис. В период монтажа оборудования управление краном производится с трх временных пультов. В процессе эксплуатации управление краном ведтся из помещения, находящегося за пределами реакторного здания. Шкафы системы управления полярным краном с пускорегулирующей аппаратурой также устанавливаются согласно НП 3 Требованиям к устройству и безопасной эксплуатации грузоподъмных кранов для объектов использования атомной энергии 9 в отдельном помещении, вне гермозоны. Все механизмы крана, которые имеют концевые выключатели, за исключением механизма передвижения, дублируются. Взаимодействие оператора с исполнительными механизмами полярного крана осуществляется посредством пульта управления краном, сигнал с которого поступает через сеть РюрЬш на модуль подключения устройств к сети. Рис. Она позволяет на уровне приводов и датчиков объединить разрозненные устройства автоматизации в единую систему. Модуль подключения устройств к сети выполняет функции ведомого устройства резервированной сети РКОПВиЗ ОР и функции ведущего устройства по отношению к подключенному сегменту стандартной сети. Он используется для подключения стандартных ведомых устройств РЯОРШиЗ БР к переключаемым конфигурациям вводавывода резервированных систем автоматизации. В результате анализа условий работы и операций, выполняемых полярным краном, а также в соответствии с техническими требованиями, установленными ОАО Атоммашэкспорт при разработке устройства магнитного контроля стальных канатов полярного крана АЭС установлена необходимость учета особенностей контроля стальных канатов специального крана мостового электрического кругового действия 2хТ5. Для перемещения грузов 0 и 0 т. В связи с этим возникает необходимость одновременно контролировать два стальных каната диаметром мм, перемещающиеся со скоростью 0,0, мс.