Page 46 - 无损检测2024年第七期

试验研究
试验研究

DOI：10.11973/wsjc202407003

管型核燃料元件芯体定位检测系统

郑赛春，张小刚，张 凡，汪绍兴，郭梦雅
（中核北方核燃料元件有限公司，包头 014035）

摘 要：管型核燃料元件的芯体定位检测对于保证该产品的质量至关重要。为了满足自动化
检测和生产的需求，使用X射线数字成像技术设计硬件系统（上下料机构、运动扫描平台、射线成像
机构、切割机构等）和软件系统（芯体轮廓识别、芯体定位算法），开发了管型燃料元件包壳内芯体
边界识别定位检测和元件加工一体化系统，并对系统中引入的误差进行校正，在保证检测精度的同
时实现了管型核燃料元件的芯体自动定位。
关键词：管型燃料元件；X射线数字成像；芯体定位

中图分类号：TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2024)07-0012-07

Location detection system for inner core of tubular nuclear fuel element

ZHENG Saichun, ZHANG Xiaogang, ZHANG Fan, WANG Shaoxing, GUO Mengya
（China North Nuclear Fuel Co., Ltd., Baotou 014035, China）
Abstract: It is very important to location detection for inner core of tubular fuel element for ensuring the quality of this
product. In order to meet the needs of automatic detection and production, X-ray digital imaging technology was used,
hardware system (main blanking mechanism, motion scanning platform, X-ray imaging mechanism, cutting mechanism,
etc.) and software system (core body contour recognition, core positioning algorithm) were set up. The integrated system of
tubular fuel element envelope inner core body boundary identification and positioning detection, and component processing
was developed. The introduced system error was corrected to ensure the detection accuracy and realize the automatic core
positioning of the tubular nuclear fuel element.
Key words: tubular fuel element; X-ray digital imaging; core positioning

管型核燃料元件是一种三层夹心结构的研究堆 X射线数字成像的芯体初定位、二次加工、X射线数
燃料元件 [1-2] ，其结构示意如图1所示，燃料芯体存在 字成像的芯体精定位、成品加工和X射线胶片成像
于中间层，其内外两侧均是金属材料的包壳，包壳层 的成品燃料管芯体位置复检等多个工序。在整个芯
将燃料芯体密封。管型燃料元件的芯体长度、芯体 体定位检测过程中，均采用人工方式识别芯体的边
在成品燃料管中的相对位置对于反应堆的安全性能 界位置，计算芯体长度并按照规定长度将多余的金
和运行效率至关重要 。因此，在制造过程中，需要 属包壳层切除。上述人工方式易存在芯体边界识别
[3]
对其进行定位检测，保证在成品燃料管中芯体距燃 错误，进而导致切割加工位置错误，带来产生芯体泄
料元件的上、下两端头的长度相等。 漏和产品报废的隐患。

目前管型燃料元件芯体定位检测时，需经过 为了弥补现有的管型燃料元件芯体定位方法的
不足，文章开发了管型核燃料元件包壳内芯体边界
识别与定位检测系统，针对旋压加工后的管型燃料
收稿日期： 2024-02-04
元件，通过一次定位加工到需要的管型燃料元件尺
作者简介：郑赛春（1990—），男，硕士研究生，工程师，主要从事
寸，自动完成检测、切割多余金属包壳管、端头打孔
核燃料及核材料相关无损检测等方面的研究
和刻号，在满足检测精度要求的同时大幅度提高生
通信作者：张小刚（1987—），男，本科，高级工程师，主要从事核
燃料及核材料相关无损检测等方面的研究，zhangupc06@163.com 产检测效率。
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2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测