автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Разработка автоматизированной системы геодезического обеспечения наведения разгрузочно-загрузочной машины при перегрузке топлива в реакторах РБМК

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПО КОНТРОЛЮ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ.

1.1 Атомная электростанция с реактором РБМК-1000.

1Л.1 Компоновка главного корпуса АЭС.

1.1.2 Тепловая схема А ЭС.

1.2 Конструкция ядерного реактора РБМК-1 ООО.

1.3 Транспортно-технологическое оборудование АЭС.

1.Х 1 Устройство РЗМ.

1.3.2 Перегрузка реактора.

1.4 Современное состояние геодезических работ при эксплуатации оборудования реакторного зала с реактором РБМК.

1.4.1 Задачи геодезического контроля.

1.4.2 Исследование факторов, вызывающих деформации оборудования перегрузочного комплекса.

1.4.3 Обоснование точности геодезического контроля.

2. ПРОБЛЕМА НАВЕДЕНИЯ РЗМ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ РЕАКТОРА И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ НА ОСНОВЕ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ.

2.1 Анализ систем и технических решений, используемых для наведения РЗМ на канал реактора.

2.2 Применение комплексной автоматизации для решения задачи контроля и управления технологическими процессами по геодезическим данным.

2.3 Автоматизация угловых измерений.

2.3.1 Основные свойства лазерного излучения.

2.3.2 Временной и импулъсно-временной способы измерения углов.

2.3.3 Применение лазеров для угловых измерений.

2.4 Автоматизация линейных измерений.

2.5 Характерные ошибки лазерных сканирующих систем.

2.5.1 Техника индикации лазерного луча.

3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО НАВЕДЕНИЯ РЗМ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВЫХ ВИДЕОУСТРОЙСТВ.

3.1 Основные параметры прикладных телевизионных устройств при применении их для геодезических измерений.

3.1.1 Принципиальные схемы применения ПТУ.

3.2 Цифровые телевизионные камеры и их характеристики.

3.3 Основы передачи видеоданных.

3.3.1 Форматы хранения видеоданных.

3.3.2 Преобразование видеосигнала в цифровую форму.

3.4 Автоматизированная система наведения на основе цифровых и аналоговых устройств.

3.5 Влияние и учет ошибок определения перемещения автоматизированной системой.

4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО НАВЕДЕНИЯ РЗМ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА МЕТОДОМ СКАНИРОВАНИЯ УГЛОВ.

4.1 Автоматизированная система наведения на основе сканирования лазерным лучом.

4.2 Анализ ошибок, влияющих на точность определения положения РЗМ в системе координат реактора.

4.2.1 Ошибка, вызванная креном скафандра РЗМ.

4.2.2 Исследование точности измерения углов лазерной системой.

4.2.3 Исследование точности определения положения РЗМ с помощью сканирующей лазерной установки.

4.3 Разработка схемы исходной опорной геодезической сети в реакторном зале.

4.3.1 Расчет точности измерений по заданной ошибке положения пункта (¿48)—.—.-.-.-.

4.3.2 Расчет точности измерений при создании линейной сети.

4.3.3 Расчет точности измерений по ошибке взаимного положения пунктов.

4.3.4 Расчет точности ИГС в зависимости от соотношения точности угловых и линейных измерений.

4.3.5 Выбор средств и технологий для центрирования геодезических приборов.

4.3.6 Влияние и учет деформаций опорной геодезической сети и РЗМ на точность наведения.

4.3.7 Метод относительных определений исходной основы.

В атомной энергетике сложилось два направления развития промышленных АЭС с реакторами на тепловых нейтронах: корпусные с водой под давлением типа ВВЭР и канальные водографитовые типа РБМК. Реакторами РБМК оснащены и эксплуатируются Ленинградская, Курская, Смоленская, Игналинская и Чернобыльская АЭС.

В последнее время, особое значение приобретают вопросы своевременного получения достоверных результатов определения геометрических параметров работы оборудования АЭС для обеспечения безопасной эксплуатации ядерных реакторов. Авария на Чернобыльской АЭС заставляет еще с большей мерой ответственности подходить к задаче постоянного контроля за режимом эксплуатации оборудования реакторов АЭС, составной частью которого является определение геометрических параметров геодезическими методами. При этом значительно повышается роль автоматизации геодезических измерений, выполняемых с целью определения параметров работающего оборудования в условиях радиационной обстановки.

Если раньше роль геодезического контроля 0 сводилась, в основном, к определению осадок и деформаций сооружений^ В настоящее время служба эксплуатации ставит перед геодезистами задачи контроля эксплуатационных параметров крупного промышленного оборудования, что, в свою очередь, заставляет их искать новые методы и средства, позволяющие на данном этапе повысить точность и оперативность измерений, выполняемых в особо трудных и специфических условиях.

Большой вклад в решение вопросов геодезического обеспечения нормального режима работы технологического оборудования внесли многие Российские ученые-геодезисты.

Научные труды В.Д.Большакова, Ю.П.Гуляева, П.И.Брайта, Г.П.Левчука, К.Л.Проворова, М.Е.Пискунова, И.Ю.Васютинского,

В.Г.Конусова, В.К.Панкрушина и др. заложили теоретическую основу производства и обработки высокоточных геодезических измерений. Огромную роль в формировании методов и средств производства высокоточных инженерно-геодезических работ, выполняемых на энергетических объектах всего бывшего СССР, играют научные и практические разработки ученых Московского государственного университета геодезии и картографии и Сибирской государственной геодезической академии Х.К.Ямбаева, Б.Н.Жукова, Г.А.Уставича,. ^?

Основными задачами дальнейшего развития\/геодезических измерений, выполняемых для обеспечения безопасной работы оборудования атомных электростанций, можно считать:

• исследование воздействия деформаций технологического оборудования на безопасный режим эксплуатации реакторных блоков АЭС; уЧ ^ • разработка методов и средств для определения величин этих с деформаций; ои

• разработка методов и средств контроля параметров работающего

Л £!

Л • оборудования;

• автоматизация геодезических измерений в условиях радиационной обстановки.

Следует отметить, что в настоящее время актуальной является проблема разработки теории геодезических методов исследований деформаций оборудования АЭС, а так же точности протекания технологических процессов в момент перегрузки ядерного топлива, как одной из наиболее важных составляющих общего технологического процесса выработки электроэнергии.

Цель настоящих исследований состояла в том, чтобы проанализировать существующие и рассмотреть возможные способы геодезического обеспечения наведения перегрузочного комплекса на канал реактора, а так же исследование наиболее оптимальных вариантов систем наведения, их ошибок и разработка отдельных узлов и технологий для их реализации. Решение этой задачи позволит эффективно и качественно выполнять технологический процесс перегрузки радиоактивного топлива, и повысить безопасность производства работ в условиях действующей АЭС.

При решении данной проблемы необходимо выполнить анализ:

• состояния геодезических работ по контролю за геометрическими параметрами технологического оборудования реакторных блоков АЭС;

• систем и устройств для автоматизации угловых и линейных инженерно-геодезических измерений, а так же способов измерений с применением цифровых видеоконтрольных устройств; предложить:

• схему автоматизированной системы наведения перегрузочного комплекса на технологические каналы реактора, основанную на лазерной сканирующей установке;

• схему автоматизированной системы наведения перегрузочного комплекса на технологические каналы реактора^ с применением цифровых видеоустройств наблюдения за объектами; разработать:

• методику учета и исключения ошибок определения положения РЗМ в системе координат реактора автоматизированной системой;

Точности ,

• методику исследования (бшибки/ определения положения РЗМ на математической модели.

Работа выполняется на кафедре инженерной геодезии и информационных систем Сибирской государственной геодезической академии.

Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и библиографии.

Заключение

1) Рассмотрены основные положения обоснования точности геодезических измерений при определении деформаций и положения скафандра РЗМ относительно технологических каналов реактора с учетом существующих допусков.

2) Разработана автоматизированная система наведения РЗМ на основе цифровых видеоустройств и кодовых носителей информации. Выполнен анализ ошибок возникающих при определении положения. |/

3) Разработана автоматизированная система наведения РЗМ на основе сканирования лазерным лучом. Рассмотрены ошибки, влияющие на точность определения координат.

4) На основе математического аппарата разработана и реализована на ЭВМ программа исследования точности определения координат методом статистического моделирования ошибок геодезических измерений.

5) Разработан алгоритм и метод компьютерной реализации математической модели работы РЗМ по геодезическим данным с визуализацией перемещения РЗМ, в режиме реального времени. С-

6) Предложена и реализована трехмерная интерпретация пространственно распределенного массива ошибок определения координат в любой точке рабочей зоны РЗМ. с$Гц

7) Разработана методика создания опорной инженерно-геодезической, ^ исходя из специфический условий реакторного цеха АЭС. Выполнен

8) Предложен метод относительных определений координат пунктов исходной основы.