CN105783891B - 一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法 - Google Patents

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Abstract

一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法，该方法利用自动安平的激光天底仪发射一条铅垂的激光线，激光接收靶安放之后接收激光线，计算出激光点在激光接收靶上的位置。在筒体安装过程中，在本检测系统中基准线是上下筒体的安装中心连线，被检上、下板的板靶桥中心的位置偏差均是相对于上述基准线而言的。激光光轴在整个测量系统中提供了一条精度很高、直线性好、又能便于自动识别的辅助基准线，通过它设法测定上下筒体中心和激光光轴的位置关系，最后使用测量软件计算偏差值指导筒体安装。本方法测量效率高、测量精度高、速度快、技术操作简单，对人员操作水平要求低。

Description

一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法
技术领域
本发明涉及标定技术，尤其涉及一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法。
背景技术
CAP1400堆内构件的装配精度要求高：直径4m的堆芯上板与堆芯支承下板在跨距5m轴向上要求轴对正偏差不超过0.03mm；直径4m的堆芯吊篮与堆芯支撑下板在跨距9m轴向上要求轴对正偏差不超过0.06mm。这种长跨距、大尺寸、复杂零部件的高精密装配要求，对产品的对中检查提出了极大的挑战。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的偏差过大的缺陷，提供一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法，包括以下步骤：
1)将自动安平的激光铅垂仪安装固定于筒体上板上方；调整激光铅垂仪的三个脚螺旋尽量保证基座上的圆水准气泡和激光铅垂仪上端的气泡同时最优居中，若无法保证二者同时最优居中，则优先保证激光铅垂仪最上端的气泡严格居中；
2)将激光测量靶置于下板定位孔；
3)打开激光铅垂仪，将激光投射到激光测量靶的靶面；
4)将动激光铅垂仪调整到0°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心1的坐标；；
5)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到90°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心2的坐标；
6)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到180°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心3的坐标；
7)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到270°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心4的坐标；
8)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到360°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心5的坐标；
9)检查定位中心1与定位中心5的坐标是否一致；若一致，转入步骤10)，否则转入步骤4)；
10)记录中心位置；
11)安放激光测量靶于下板靶桥，重复步骤4)至10)；
12)处理得出筒体调整偏差；
13)根据得到的筒体调整偏差完成对中。
按上述方案，所述步骤12)中筒体调整偏差为多次重复步骤2)至11)得到的平均值。
按上述方案，所述步骤4)至9)中，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心的坐标的具体方法如下：
a)对光斑图像进行预处理；
b)采用基于Canny算子的亚像素边缘提取算法确定激光光斑的边缘位置；
c)提取光斑的多个同心圆边缘之后，根据平面圆的拟合算法，计算出多个同心圆圆心，将圆心坐标取均值找出最佳的光斑中心坐标(X1,Y1)。
按上述方案，所述确定定位中心的坐标的具体方法还包括：步骤d)测量过程中转动激光测量靶四次得出四个光斑中心坐标值为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)，计算四个坐标值的平均值作为定位中心坐标(XT,YT)，每次转动为90度。
按上述方案，所述对光斑图像进行预处理包括反色处理。
本发明产生的有益效果是：
1.测量效率高、速度快、技术操作简单：对于不同高度的筒体对中测量(包括准备工作)只要1.5小时左右，对人员操作水平要求低。
2.测量精度高，直径4m的堆芯上板与堆芯支承下板在跨距5m轴向上要求轴对正偏差不超过0.03mm；直径4m的堆芯吊篮与堆芯支撑下板在跨距9m轴向上要求轴对正偏差不超过0.06mm。
3.环境条件要求低：测量过程只需保证对中筒体本身的稳定性即可，不受现场震动、杂光等干扰影响。
4.现场建立铅垂线方法简单。
5.和目前通用的测量方法：测微准直望远镜测量对比，新方法具有受外借环境的干扰少、不会污染环境并损害人体健康、对人员操作水平要求低等优点。
6.测量筒体的尺寸不受限制：可以测量不同高低、不同大小的筒体对中；
7.测量过程中采用多角度观测取均值的方法，测量可靠性高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的测量数据示意图；
图3是本发明实施例的测量结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法，包括以下步骤：
1)将自动安平的激光铅垂仪安装固定于筒体上板上方；调整激光铅垂仪的三个脚螺旋尽量保证基座上的圆水准气泡和激光铅垂仪上端的气泡同时最优居中，若无法保证二者同时最优居中，则优先保证激光铅垂仪最上端的气泡严格居中；
2)将激光测量靶置于下板定位孔；
3)打开激光铅垂仪，将激光投射到激光测量靶的靶面；
4)将动激光铅垂仪调整到0°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心1的坐标；；
5)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到90°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心2的坐标；
6)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到180°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心3的坐标；
7)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到270°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心4的坐标；
8)将激光铅垂仪(沿轴向)调整到360°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心5的坐标；
9)检查定位中心1与定位中心5的坐标是否一致；若一致，转入步骤10)，否则转入步骤4)；
10)记录中心位置；
11)安放激光测量靶于下板靶桥，重复步骤4)至10)；
12)处理得出筒体调整偏差；根据以上步骤得出上下板靶桥的中心，即为上下筒体的中心，然后将上下板靶桥的中心位置做差，即可得到筒体调整偏差；
13)根据得到的筒体调整偏差完成对中。
通过计算机软件计算出上板孔中心与下板孔中心的偏差测量数据和结果，测量数据和结果如图2和图3所示。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将自动安平的激光铅垂仪安装固定于筒体上板上方；调整激光铅垂仪的三个脚螺旋尽量保证基座上的圆水准气泡和激光铅垂仪上端的气泡同时最优居中，若无法保证二者同时最优居中，则优先保证激光铅垂仪最上端的气泡严格居中；
2)将激光测量靶置于下板定位孔；
3)打开激光铅垂仪，将激光投射到激光测量靶的靶面；
4)将动激光铅垂仪调整到0°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心1的坐标；；
5)将激光铅垂仪沿轴向调整到90°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心2的坐标；
6)将激光铅垂仪沿轴向调整到180°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心3的坐标；
7)将激光铅垂仪沿轴向调整到270°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心4的坐标；
8)将激光铅垂仪沿轴向调整到360°，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心5的坐标；
9)检查定位中心1与定位中心5的坐标是否一致；若一致，转入步骤10)，否则转入步骤4)；
所述步骤4)至9)中，根据激光投射到激光测量靶的靶面的光斑，确定定位中心的坐标的具体方法如下：
a)对光斑图像进行预处理；
b)采用基于Canny算子的亚像素边缘提取算法确定激光光斑的边缘位置；
c)提取光斑的多个同心圆边缘之后，计算出多个同心圆圆心，将圆心坐标取均值找出最佳的光斑中心坐标(X1,Y1)；
10)记录中心位置；
11)安放激光测量靶于下板靶桥，重复步骤4)至10)；
12)处理得出筒体调整偏差；
13)根据得到的筒体调整偏差完成对中。
2.根据权利要求1所述的核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法，其特征在于，所述步骤12)中筒体调整偏差为多次重复步骤2)至11)得到的平均值。
3.根据权利要求1所述的核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法，其特征在于，所述确定定位中心的坐标的具体方法还包括：步骤d)测量过程中转动激光测量靶四次得出四个光斑中心坐标值为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)，计算四个坐标值的平均值作为定位中心坐标(XT,YT)，每次转动为90度。
4.根据权利要求1所述的核电站压水堆堆内构件激光准直对中的方法，其特征在于，所述对光斑图像进行预处理包括反色处理。
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