Page 96 - 无损检测2023年第一期

仪器研制

DOI : 10.11973 / ws j c202301012

板型核燃料元件包壳内芯体边界识别与

定位检测系统

张小刚, 俞东宝, 汤 慧, 朱永利, 葛 腾

( 中核北方核燃料元件有限公司, 包头 014035 )

摘 要: 芯体定位检测技术是保证产品质量的关键方法, 为了满足工程化应用需求, 采用 X射线
数字成像技术, 设计开发机械运动机构( 包括自动上下料、 X射线扫描运动机构等)、 图像处理算法( 包
括图像失真的矫正、 芯体轮廓和离散颗粒的识别)、 芯体定位算法等, 建立了用于板型燃料元件芯体边
界识别的芯体自动定位系统, 研制了检测设备, 实现了板型燃料元件芯体的自动定位检测。
关键词: X 射线数字成像; 弥散燃料元件; 板型燃料元件; 芯体定位算法

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 01-0058-04

Boundar y identificationandlocationdetections y stemforinnercoreof

p latet yp enuclearfuelelementcladdin g

ZHANGXiao g an g YUDon g bao , TANGHui , ZHUYon g li , GETen g
,

( ChinaNorthNuclearFuelCo. , Ltd. , Baotou014035 , China )

Abstract : Corep ositionin gdetectiontechnolo gy isake ymethodtoensurep roductq ualit y .Inordertomeetthe

re q uirementsofen g ineerin ga pp lications , X-ra ydi g italima g in gtechnolo gy , mechanicalmotion mechanisms ( includin g

automaticfeedin g andunloadin g , X-ra y scannin gmotionmechanisms , etc. ), ima g e p rocessin g al g orithms ( includin g ima g e

distortioncorrection , corecontouranddiscrete p articleidentification ), core p ositionin g al g orithms , etc , anautomaticcore

p ositionin g s y stemfor p latefuelelementcoreboundar y reco g nitionisestablished , andthedetectione q ui p mentisdevelo p ed

torealizetheautomaticcore p ositionin g detectionof p latefuelelement.

Ke ywords : X-ra y di g italima g in g ; dis p ersionfuelelement ; p latet yp efuelelement ; core p ositionin g al g orithm
板型核燃料元件由上下两层金属包壳将弥散燃
料芯体密封在元件中部区域, 具有铀密度高、 铀装载
量大等优点, 已经成为研究试验堆常用的燃料元
件 [ 1-2 ] 。元件产品质量直接影响反应堆的运行安全
和运行效率, 因此, 燃料元件在生产过程中需要进行
严格的质量检测 [ 3-4 ] 。
板型核燃料元件主要采用轧制工艺制备, 利用
一副轧辊, 将焊接好的组合坯料( 见图 1 ) 送入两个
轧辊间的缝隙处, 在压应力作用下实现盖板、 框架与
芯体之间密封结合的目的。受轧制工艺的影响, 芯

图1 板型核燃料元件轧制坯结构示意
收稿日期: 2022-08-12
体不仅在轧制方向上伸长, 同样也会在宽度方向上
作者简介: 张小刚( 1987- ), 男, 高级工程师, 主要从事核燃料及
核材料相关无损检测工作 有一定的延展。轧制完成后的板型燃料元件具有尾
通信作者: 张小刚, zhan g u p c06@163.com 端芯体减薄区较短, 头端芯体减薄区较长、 较疏松,
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2023年 第45卷 第1期
无损检测