Page 139 - 无损检测2024年第四期

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地降低人工的劳动强度，减少人因失误，提高了 止堆芯内的链式反应。CRGT 长期在高温、高压
运行期间厂区和厂房的安全性。远程控制中心的 水流、高辐照、振动等苛刻环境中服役，存在磨损，
智能分析系统可对巡检数据进行统一处理，对可 特别是内侧卡孔受空间尺寸影响，韧带尺寸小，
能出现的安全事件、运行异常进行报警，提高了 磨损较为严重，故需要对内侧卡孔直径、卡孔宽度，
巡检任务的智能化水平。 卡孔韧带长度进行测量，以判断其磨损量。

CRGT 检测系统通过测量标准导向卡模板图
像对比，计算基于视频图像中每个像素所代表实
物长度，测量各待测尺寸所包含像素点数量，对
比被测 CRGT 像素点数量和测量标准导向卡模板
像素获得真实长度值。CRGT 检测系统由主装置
系统、控制系统、图像测量与分析系统、监控系
图 4 核电厂智能化机器人巡检系统 统和工作站等组成。将主装置系统安装在待检控
该项研究基于三维点云地图的机器人定位， 制棒导向筒上方后，在控制系统驱动下，轴向自
数据量大，实时性要求高，需要实时、高效的点 动运动到内部各层导向卡上方，周向自动旋转调
云匹配算法实现机器人快速、准确定位。项目采 整位置后拍照获取待测卡孔图像。然后由图像测
用正态分布变换算法实现机器人实时激光点云数 量与分析系统对图像进行分析测量，得出导向板
据与已构建三维点云地图的匹配，匹配速度快， 内侧关键卡孔直径、韧带宽度、韧带长度数据。
实时性高。对比卫星定位、惯性测量单元、激光 控制棒组件 CRGT 检测图像如图 5 所示。
SLAM 和里程计等定位技术的优劣，构建了惯性 2023 年，重点实验室完成该套系统的测试
测量单元与导航模型误差的补偿器，松耦合的误 验证，并成功在现场应用，为堆内构件控制棒导
差卡尔曼滤波器，将卫星定位、惯性测量单元、 向筒内导向板和连续导向段的检查以及关键卡孔
激光 SLAM、里程计四类传感器数据进行多传感 尺寸测量提供了装备支撑和技术支撑，保障了控
器融合，实现数据的空间同步与时间同步，高效、 制棒落棒安全和核电站安全。
实时地输出机器人的位置信息。同时，形成的基
于自主运动控制及状态数据分析的智能控制模块、
基于视觉识别方法的仪表数据智能分析模块、基
于多传感器数据融合方法的智能导航模块等关键
技术可应用于多种类型的检测机器人。

重点实验室项目团队在 2023 年完成了全系 图 5 控制棒组件 CRGT 检测图像
统样机制造以及全系统联调测试，各功能模块运
行稳定，能满足相关功能要求和技术指标。后续
计划在核电厂现场试运行，验证巡检作业实施流
程并针对巡检需求进行深入挖掘，形成针对更多
被检对象的全天候实时监测技术和在线监测技术，
满足数字核电的更高需要。

5 控制棒导向筒组件检测系统研制

控制棒导向筒组件（CRGT）是核反应堆堆
内构件的核心部件之一，主要对控制棒的上下运 中核武汉核电运行技术股份有限公司
动起到导向和约束作用，与控制棒组件等设备组 许远欢，蔡家藩，聂 勇，谢 航，夏清友，祁 攀，
合在一起实现反应堆的功率控制，确保在控制棒 管朝鹏，马奔宇，安传海 供稿
束的落棒时满足核安全要求，在有限的时间内停 2024 年 3 月

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2024 年 第46 卷 第4 期
无损检测