CN110264811B - 一种核燃料操作全过程仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于核燃料操作培训技术领域，具体涉及一种核燃料操作全过程仿真培训系统。培训终端站的装卸料机控制台、装卸料机工控机、装卸料机摄像头画面显示器共同组成装卸料机的控制盘台，反应堆厂房转运装置控制台、反应堆厂房转运装置工控机共同组成反应堆厂房转运装置的控制盘台，核燃料厂房转运装置控制台、核燃料厂房转运装置工控机共同组成反应堆厂房转运装置的控制盘台，人桥吊车台架、人桥吊车控制台、人桥吊车工控机共同组成人桥吊车的控制盘台，抓具操作触摸屏面板通过仿真动画集成了乏燃料组件抓具、阻流塞组件抓具的操作手柄，还集成了旧控制棒组件抓具。本发明用于培训核燃料全过程装卸及相关组件倒换工作。

Description

一种核燃料操作全过程仿真培训系统

技术领域

本发明属于核燃料操作培训技术领域，具体涉及一种核燃料操作全过程仿真培训系统。

背景技术

核燃料操作是核电厂的关键检修技术，也是一项高风险作业，执行核燃料操作需接受必要培训并取得相应的资质。现阶段，我国的核燃料操作培训设施主要为反应堆厂房核燃料操作设备模拟机(装卸料机)，对于核燃料厂房的核燃料操作设备(人桥吊车、控制棒组件抓具、可燃毒物组件抓具、阻流塞组件抓具、乏燃料组件抓具等)以及连接反应堆厂房与核燃料厂房的转运装置，国内尚无完善的、实用性强的培训模拟机。而在进行核燃料操作时，核燃料厂房的燃料操作设备及转运装置由于安全保护功能较装卸料机少，需要操作人员干预的操作较多，更易产生人因失误，国内尚无培训设施能完成燃料厂房的装卸料及相关组件倒换培训，整个核燃料操作系统的全过程培训平台在国内此领域中更无先例。为此，有必要提供一种全过程的核燃料操作培训平台来解决上诉问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核燃料操作全过程仿真培训系统，用于培训核燃料全过程装卸及相关组件倒换工作。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种核燃料操作全过程仿真培训系统，包括：培训终端站、过程仿真站、教员站和摄像监视系统；

所述培训终端站的装卸料机控制台、装卸料机工控机、装卸料机摄像头画面显示器共同组成装卸料机的控制盘台，反应堆厂房转运装置控制台、反应堆厂房转运装置工控机共同组成反应堆厂房转运装置的控制盘台，核燃料厂房转运装置控制台、核燃料厂房转运装置工控机共同组成反应堆厂房转运装置的控制盘台，人桥吊车台架、人桥吊车控制台、人桥吊车工控机共同组成人桥吊车的控制盘台，抓具操作触摸屏面板通过仿真动画集成了乏燃料组件抓具、阻流塞组件抓具的操作手柄，还集成了旧控制棒组件抓具、可燃毒物组件抓具的按钮盒、操作手柄、参数显示表；

所述过程仿真站包括反应堆厂房过程仿真计算机和核燃料厂房过程仿真计算机；反应堆厂房过程仿真计算机建立了反应堆厂房核燃料操作大厅的环境模型、装卸料机模型、反应堆堆芯模型、转运装置模型，核燃料厂房过程仿真计算机建立了核燃料厂房核燃料操作大厅的环境模型、乏燃料贮存格架模型、转运装置模型、人桥吊车模型、控制棒组件抓具模型、可燃毒物组件抓具模型、阻流塞组件抓具模型、乏燃料组件抓具模型、核燃料组件模型，还原核燃料操作环境；两个计算机通过以太网进行通信，实现反应堆厂房与燃料厂房模型状态的联动；

所述教员站用于核燃料操作设备上机操作培训监控和管理，包括反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机、反应堆厂房故障及场景演练模拟计算机、核燃料厂房设备燃料操作管理终端计算机、核燃料厂房故障及场景演练模拟计算机、视频监控系统和对讲扩音系统；所述反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机与反应堆厂房过程仿真计算机连接，用于设定反应堆厂房各种模拟培训场景、发送核燃料移动单培训指令，接收培训过程中的所有操作状态信息，并可以对历次培训数据信息进行评估、归档及管理；反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机与反应堆厂房过程仿真计算机连接，用于同步显示反应堆厂房3D仿真运行画面，供教员查看使用；所述核燃料厂房燃料操作培训管理终端计算机与核燃料厂房过程仿真计算机连接，用于设定核燃料厂房各种模拟培训场景、发送核燃料移动单培训指令，接收培训过程中的所有操作状态信息，并可以对历次培训数据信息进行评估、归档及管理；核燃料厂房燃料操作培训管理终端计算机与核燃料厂房过程仿真计算机连接，用于同步显示核燃料厂房3D仿真运行画面，供教员查看使用；

所述摄像监视系统包括4个摄像机、视频控制模块以及安装于教控台的视频监控屏，所述摄像机安装于培训教室内并采集学员在所述装卸料机控制盘台、反应堆厂房转运装置控制盘台、核燃料厂房转运装置控制盘台、人桥吊车控制盘台、抓具操作触摸屏面板上操作的视频信号，所述视频控制模块与所述视频监控屏相连，并控制所述视频监控屏显示所述视频信号；所述视频监控屏还接受外部输入的视频控制命令和摄像控制命令，所述视频控制模块依据所述视频控制命令处理所述视频信号、依据所述摄像控制命令控制对应摄像机动作。

所述的培训终端站的各个设备均安装在核燃料操作培训教室，使用布置在培训教室中间的升降幕布模拟反应堆厂房与核燃料厂房的实体隔离；所述培训终端站的盘台尺寸、安装配置、布局，操作手柄、按钮、显示器、指示灯、开关设备选型与真实核燃料操作设备工艺控制系统保持一致；抓具操作触摸屏面板上集成了抓具操作员视角调整的按钮，学员可以通过触摸屏面板上的视角调整按钮，调整人桥吊车台架上核燃料厂房从显示器上的乏燃料水池画面视角，以训练学员进行核燃料组件与贮存格架对中时，对两者间隙的判断能力；抓具操作触摸屏面板上集成了可燃毒物组件抓具、旧控制棒组件抓具、阻流塞组件抓具、乏燃料组件抓具4种抓具的操作，学员可以通过抓具操作触摸屏面板，选择切换抓具的操作画面，操作画面上提供不同抓具的抓取、释放、上升、下降的操作按钮，以模拟真实抓具的操作；对于可燃毒物组件抓具与控制棒组件抓具，抓具操作触摸屏面板还提供模拟真实抓具的抓头载荷参数表画面及标高参数表画面，学员可以通过其获得操作的相关信息。

所述的培训终端站还包括与过程仿真站连接的显示器，包含反应堆厂房主显示器、核燃料厂房主显示器、反应堆厂房从显示器、核燃料厂房从显示器以及厂房环境状态信息显示器，上述显示器用于接收设备模型、场景的3D图像，并通过高清显示屏，向操作者直观展现核燃料操作环境、机电设备的运转场景。

所述的反应堆厂房主显示器、核燃料厂房主显示器均为LED大屏，位于培训教室的墙壁上，反应堆厂房主显示器画面向教员及反应堆厂房燃料操作员提供查看当前操作全过程中装卸料机、转运装置的运行情况；核燃料厂房主显示器画面向教员及核燃料厂房燃料操作员提供查看当前操作全过程中人桥吊车、转运装置、各类抓具的运行情况。

所述的反应堆厂房从显示器为一台液晶屏电视，安装于装卸料机控制台侧下方，用于模拟透过装卸料机小车台架上玻璃视窗所观察到的换料水池画面；所述核燃料厂房从显示器为液晶拼接大屏，安装于人桥吊车控制台前下方的人桥吊车台架上，用于模拟人桥吊车操作员在人桥走台上所观察到的乏燃料水池画面。

所述的厂房环境状态信息显示器为一台液晶屏电视，安装于培训教室的侧面墙壁，用于显示反应堆厂房内的环境剂量率、源量程中子计数率、换料水池硼酸浓度、换料水池水位信息，同时用于显示核燃料厂房内的环境剂量率、乏燃料水池硼酸浓度、乏燃料水池水位信息。

所述的过程仿真站与培训终端站连接，用于模拟核燃料操作设备电机、外部电气设备的I/O动作及反馈，包括位置测量装置、称重装置以及各种传感器、以及其他机电设备的仿真运行模型，同时可以仿真设定各种核燃料操作期间的场景，制造出异常与故障运行场景，包括核燃料组件变形、堆芯异物导致组件偏斜、堆芯核燃料组件破损、环境剂量率高报警、大车轨道存在异物、中子通量高报警、换料水池和/或乏燃料水池水位下降；所述过程仿真站用于快速进行核燃料操作设备仿真模型的相关模拟设定，或快速干预核燃料操作设备仿真模型的相关运行过程，或快速制造超载、欠载、电机过热、限位触发设备异常；过程仿真站可以快速设置反应堆中核燃料组件的布局、模拟核燃料组件在辐照后发生的变形，并模拟其具有一定的柔性，基于该特性可以实现“装卸料机固定套筒旋转180°装料”、“井字装料”特殊燃料操作的模拟；所述过程仿真站能够实现快速设置乏燃料水池格架中核燃料组件的布局及其配插的燃料相关组件，并模拟核燃料组件具有一定的变形量，基于该特性可以训练学员通过肉眼观察变形量并进行人桥吊车坐标调整的能力，以实现将核燃料组件准确放入乏燃料贮存格架的模拟；所述核燃料厂房过程仿真计算机能够设置核燃料组件所配插的相关组件类型，并模拟配插不同类型相关组件的核燃料组件重量，该功能使得教员可以通过不同类型组件的设置考验学员对核燃料组件外观识别的能力，同时，可以提供相关组件在不同核燃料组件之间的倒换操作的模拟。

所述的教员站的视频监控系统包括现场监控摄像头、硬盘录像机及监控PC 控制器，在操作培训过程中对现场操作区域进行全程监视，并对上机操作过程的音视频数据进行记录存储，并可通过监控PC控制器对视频数据进行回放、分析以及管理，录像保存一段时间后自动覆盖过期录像；所述对讲扩音系统包括对讲话筒、功放、音频处理器以及扩音音箱，通过对讲扩音系统，教员室中的教员与现场操作区域的操作人员能够实现语音信息交流；所述的教员站上显示乏燃料水池贮存格架的布局，教员能够通过点击鼠标设置贮存格架小室中是否有核燃料组件，且可设置核燃料组件所配插的相关组件；所有配插的相关组件都是独立的模型，学员通过使用可燃毒物组件抓具、旧控制棒组件抓具、阻流塞组件抓具模拟相关组件从核燃料组件中抽出，并插入另一组核燃料组件中的操作。

该系统还包括场景演练控制模块，安装于培训教室侧面墙壁上的厂房环境状态信息显示器，所述场景演练控制模块接收教员站输入的场景演练命令，并向过程仿真站输入场景演练命令，过程仿真站依旧所述场景演练命令生产场景状态，并将相关场景状态信号输送至环境参数显示器；使得教员可以在教员站中输入相应的场景演练命令，场景演练控制模块依据该场景演练命令控制过程仿真站生成场景状态，教员可通过摄像监视系统了解学员的动作以及进行的操作，从而对学员进行核燃料操作系统的进一步培训；所述场景演练控制模块中的场景包括源量程中子计数率场景模拟和/或硼酸浓度模拟和/或水池水位模拟和/或燃料组件破损模拟和/或和/或核辐射报警模拟。

该系统还包括故障模拟控制模块，所述故障模拟控制模块接收教员站输入的故障触发信号，并向过程仿真站输入故障触发信号，过程仿真站依据所述故障触发信号生成核燃料操作设备模型故障状态，并向所述培训终端站的反应堆厂房工艺PLC或核燃料厂房工艺PLC输入故障信号，以呈现出核燃料操作设备控制盘台上的故障状态；使得教员可以在教员站中输入相应的故障模拟命令，故障模拟控制模块依据该故障模拟命令控制过程仿真站产生核燃料操作设备模拟故障，学员在装卸料机的控制盘台、反应堆厂房转运装置的控制盘台、核燃料厂房转运装置的控制盘台、人桥吊车的控制盘台、抓具操作触摸屏面板上发现相应故障信号或现象，可对该故障进行相应操作以消除该故障，教员可通过摄像监视系统了解学员的动作以及其进行的操作，从而对学员进行核燃料操作系统的进一步培训；所述故障模拟控制模块中的故障包括欠载故障和/或超载故障和/或编码器比较故障和/或编码器故障和/或手轮故障和/或制动器磨损故障和/ 或驱动故障和/或电机温度过高故障和/或防撞限位触发故障和/或操作杆故障和/ 或钢丝绳断裂故障。

本发明所取得的有益效果为：

所述核燃料操作全过程仿真培训系统是一套基于虚拟现实技术的PLC程序控制的半实物仿真培训系统，所述培训终端站包含装卸料机的控制盘台、反应堆厂房转运装置的控制盘台、人桥吊车的控制盘台等，其操作杆、操作按钮及人机界面的外观、功能、尺寸、操作手感与核电厂的真实核燃料操作系统设备一致。所述培训终端站内的控制盘台尺寸、布局与核电厂的真实核燃料操作系统设备一致。所述培训终端站的反应堆厂房主显示器、反应堆厂房从显示器、核燃料厂房主显示器、核燃料厂房从显示器，呈现出厂房环境、设备、核燃料组件的状态画面，还原核燃料操作的真实场景。操作人员通过操作核燃料操作设备控制盘台上的操作杆、操作按钮或人机界面，向PLC输入操作指令，这些指令并经过内部逻辑运算后，控制过程仿真站的核燃料操作设备模型按操作人员的操作指令动作，培训终端站的显示器上呈现画面，具有很强的沉浸感。

所述培训终端站的装卸料机的控制盘台、反应堆厂房转运装置的控制盘台、人桥吊车的控制盘台、抓具操作触摸屏面板，与所述过程仿真站提供的反应堆厂房的环境仿真模型、反应堆堆芯仿真模型、反应堆厂房侧转运装置仿真模型、装卸料机仿真模型、靴帮仿真模型、核燃料组件仿真模型、核燃料厂房的环境仿真模型、乏燃料贮存格架仿真模型、核燃料厂房侧转运装置仿真模型、人桥吊车仿真模型、乏燃料组件抓具仿真模型配合，可以实现将核燃料组件从乏燃料水池贮存格架转运装载至反应堆堆内的核电厂装料操作，还可以实现将核燃料组件从反应堆堆内转运装载至乏燃料水池贮存格架的核电厂卸料操作。

所述培训终端站的人桥吊车的控制盘台、抓具操作触摸屏面板，与所述过程仿真站提供的核燃料厂房的环境仿真模型、乏燃料贮存格架仿真模型、核燃料厂房侧转运装置仿真模型、人桥吊车仿真模型、乏燃料组件抓具仿真模型、可燃毒物组件抓具仿真模型、旧控制棒组件抓具仿真模型、阻流塞组件抓具仿真模型、核燃料组件仿真模型、中子源组件仿真模型、可燃毒物组件仿真模型、旧控制棒组件仿真模型、阻流塞组件仿真模型配合，可以实现在不同的核燃料组件之间相互倒换中子源组件或可燃毒物组件或旧控制棒组件或阻流塞组件的核电相关组件倒换操作。

所述教员站具备故障触发与场景演练功能，教员通过教员站进行设备故障与异常场景的设置，考核学员对核燃料操作设备的掌握情况以及对核燃料操作过程组织响应能力。

所述核燃料操作全过程仿真培训系统功能完善，可代替造价昂贵的实体核燃料操作系统设备及场地，实现反应堆厂房与核燃料厂房的装卸料及相关组件倒换模拟，作为核燃料操作人员的培训设备填充国内在核燃料操作全过程培训领域的空白。

附图说明

图1是本发明第一实施例中核燃料操作全过程仿真培训系统的结构框图。

图2是本发明第二实施例中核燃料操作全过程仿真培训系统的结构框图。

图3是本发明第三实施例中视频监视系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明所述核燃料操作全过程仿真培训系统包括：培训终端站、过程仿真站、教员站、摄像监视系统。

所述培训终端站的装卸料机控制台、装卸料机工控机、装卸料机摄像头画面显示器共同组成装卸料机的控制盘台，反应堆厂房转运装置控制台、反应堆厂房转运装置工控机共同组成反应堆厂房转运装置的控制盘台，核燃料厂房转运装置控制台、核燃料厂房转运装置工控机共同组成反应堆厂房转运装置的控制盘台，人桥吊车台架、人桥吊车控制台、人桥吊车工控机共同组成人桥吊车的控制盘台，抓具操作触摸屏面板通过仿真动画集成了乏燃料组件抓具、阻流塞组件抓具的操作手柄，还集成了旧控制棒组件抓具、可燃毒物组件抓具的按钮盒、操作手柄、参数显示表。所述设备均安装在核燃料操作培训教室，使用布置在培训教室中间的升降幕布模拟反应堆厂房与核燃料厂房的实体隔离。为确保真实模拟核燃料操作设备的运行操控，所述培训终端站的盘台尺寸、安装配置、布局，操作手柄、按钮、显示器、指示灯、开关等设备选型与真实核燃料操作设备工艺控制系统保持一致。盘台以外的配置如伺服电机、载荷放大器及编码器由仿真系统通过软件模拟实现，核燃料操作设备的各项控制功能、显示/操作界面、声/光报警及指示信息等都与真实核燃料操作设备保持一致；

所述培训终端站还包括与过程仿真站连接的显示器，包含反应堆厂房主显示器、核燃料厂房主显示器、反应堆厂房从显示器、核燃料厂房从显示器以及厂房环境状态信息显示器，上述显示器用于接收设备模型、场景的3D图像，并通过高清显示屏，向操作者直观展现核燃料操作环境、机电设备的运转场景等。所述反应堆厂房主显示器、核燃料厂房主显示器均为LED大屏，位于培训教室的墙壁上，反应堆厂房主显示器画面向教员及反应堆厂房燃料操作员提供查看当前操作全过程中装卸料机、转运装置的运行情况；核燃料厂房主显示器画面向教员及核燃料厂房燃料操作员提供查看当前操作全过程中人桥吊车、转运装置、各类抓具的运行情况。所述反应堆厂房从显示器为一台液晶屏电视，安装于装卸料机控制台侧下方，用于模拟透过装卸料机小车台架上玻璃视窗所观察到的换料水池画面；所述核燃料厂房从显示器为液晶拼接大屏，安装于人桥吊车控制台前下方的人桥吊车台架上，用于模拟人桥吊车操作员在人桥走台上所观察到的乏燃料水池画面。

所述厂房环境状态信息显示器为一台液晶屏电视，安装于培训教室的侧面墙壁，用于显示反应堆厂房内的环境剂量率、源量程中子计数率、换料水池硼酸浓度、换料水池水位等信息，同时用于显示核燃料厂房内的环境剂量率、乏燃料水池硼酸浓度、乏燃料水池水位等信息。

在培训终端站的基础上，本发明配置1个过程仿真站。所述过程仿真站包括两个计算机主机：反应堆厂房过程仿真计算机和核燃料厂房过程仿真计算机。反应堆厂房过程仿真计算机建立了反应堆厂房核燃料操作大厅的环境模型、装卸料机模型、反应堆堆芯模型、转运装置模型等，核燃料厂房过程仿真计算机建立了核燃料厂房核燃料操作大厅的环境模型、乏燃料贮存格架模型、转运装置模型、人桥吊车模型、控制棒组件抓具模型、可燃毒物组件抓具模型、阻流塞组件抓具模型、乏燃料组件抓具模型、核燃料组件模型等，还原核燃料操作环境。所述过程仿真站的两个计算机主机通过以太网进行通信，实现反应堆厂房与燃料厂房模型状态的联动。所述过程仿真计算机系统与培训终端站连接，用于模拟核燃料操作设备电机、外部电气设备的I/O动作及反馈(包括位置测量装置、称重装置以及各种传感器等)以及其他机电设备的仿真运行模型，同时可以仿真设定各种核燃料操作期间的场景，制造出异常与故障运行场景，诸如核燃料组件变形、堆芯异物导致组件偏斜(或倾倒)、堆芯核燃料组件破损(释放气泡)、环境剂量率高报警、大车轨道存在异物、中子通量高报警、换料水池和/或乏燃料水池水位下降等。

所述过程仿真站与培训终端站连接，用于快速进行核燃料操作设备仿真模型的相关模拟设定，或快速干预核燃料操作设备仿真模型的相关运行过程，或快速制造超载、欠载、电机过热、限位触发等设备异常。

所述教员站用于核燃料操作设备上机操作培训监控和管理，包括反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机、反应堆厂房故障及场景演练模拟计算机、燃料厂房设备燃料操作管理终端计算机、核燃料厂房故障及场景演练模拟计算机、视频监控系统和对讲扩音系统。所述反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机与反应堆厂房过程仿真计算机连接，主要用于设定反应堆厂房各种模拟培训场景、发送核燃料移动单等培训指令，接收培训过程中的所有操作状态信息，并可以对历次培训数据信息进行评估、归档及管理。反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机与反应堆厂房过程仿真计算机连接，用于同步显示反应堆厂房3D 仿真运行画面，供教员查看使用。所述核燃料厂房燃料操作培训管理终端计算机与核燃料厂房过程仿真计算机连接，主要用于设定核燃料厂房各种模拟培训场景、发送料单等培训指令，接收培训过程中的所有操作状态信息，并可以对历次培训数据信息进行评估、归档及管理。核燃料厂房燃料操作培训管理终端计算机与核燃料厂房过程仿真计算机连接，用于同步显示核燃料厂房3D仿真运行画面，供教员查看使用。所述视频监控系统包括现场监控摄像头、硬盘录像机及监控PC控制器等，在操作培训过程中对现场操作区域进行全程监视，并对操作过程的音视频数据进行记录存储，并可通过监控PC控制器对视频数据进行回放、分析以及管理，录像保存一段时间后自动覆盖过期录像。所述对讲扩音系统包括对讲话筒、功放、音频处理器以及扩音音箱等，通过对讲扩音系统，教员室中的教员与现场操作区域的操作人员能够实现语音信息交流。

所述过程仿真站可以快速设置反应堆中核燃料组件的布局、模拟核燃料组件在辐照后发生的变形，并模拟其具有一定的柔性，基于该特性可以实现“装卸料机固定套筒旋转180°装料”、“井字装料”等特殊燃料操作的模拟。

所述过程仿真站能够实现快速设置乏燃料水池格架中核燃料组件的布局及其配插的燃料相关组件，并模拟核燃料组件具有一定的变形量，基于该特性可以训练学员通过肉眼观察变形量并进行人桥吊车坐标调整的能力，以实现将核燃料组件准确放入乏燃料贮存格架的模拟。

培训终端站配置有抓具操作触摸屏面板，该面板上集成了抓具操作员视角调整的按钮，学员可以通过触摸屏面板上的视角调整按钮，调整人桥吊车台架从显示器上的乏燃料水池画面视角，以训练学员进行核燃料组件与贮存格架对中时，对两者间隙的判断能力。

所述核燃料厂房过程仿真计算机能够设置核燃料组件所配插的相关组件类型，并模拟配插不同类型相关组件的核燃料组件重量，该功能使得教员可以通过不同类型组件的设置考验学员对核燃料组件外观识别的能力，同时，可以提供相关组件在不同核燃料组件之间的倒换操作的模拟。

教控系统上显示乏燃料水池贮存格架的布局，教员能够通过点击鼠标设置贮存格架小室中是否有核燃料组件，且可设置核燃料组件所配插的相关组件。所有配插的相关组件都是独立的模型，学员通过使用可燃毒物组件抓具、旧控制棒组件抓具、阻流塞组件抓具模拟相关组件从核燃料组件中抽出，并插入另一组核燃料组件中的操作。

所述抓具操作触摸屏面板上集成了可燃毒物组件抓具、旧控制棒组件抓具、阻流塞组件抓具、乏燃料组件抓具等4种抓具的操作，学员可以通过抓具操作触摸屏面板，选择切换抓具的操作画面，操作画面上提供不同抓具的抓取、释放、上升、下降的操作按钮，以模拟真实抓具的操作。另外，对于可燃毒物组件抓具与控制棒组件抓具，所述抓具操作触摸屏面板还提供模拟真实抓具的抓头载荷参数表画面以及标高参数表画面，学员可以通过其获得操作的相关信息。

所述核燃料操作全过程仿真培训系统还包括摄像监视系统，所述摄像监视系统包括4个摄像机、视频控制模块以及安装于教控台的视频监控屏，所述摄像机安装于培训教室内并采集学员在所述装卸料机控制盘台、反应堆厂房转运装置控制盘台、核燃料厂房转运装置控制盘台、人桥吊车控制盘台、抓具操作触摸屏面板上操作的视频信号，所述视频控制模块与所述视频监控屏相连，并控制所述视频监控屏显示所述视频信号。该方案使得教员可位于教控台通过视频监控屏了解学员的具体动作以及现场换料的工作状态，同时，可以通过回放录像进行学员操作过程自我回顾，有效帮助其纠正错误的行为规范。

所述视频监控屏还接受外部输入的视频控制命令和摄像控制命令，所述视频控制模块依据所述视频控制命令处理所述视频信号、依据所述摄像控制命令控制对应摄像机动作。

所述核燃料操作全过程仿真培训系统还包括故障模拟模块，所述故障模拟控制模块接收教员站输入的故障触发信号，并向过程仿真站输入故障触发信号，过程仿真站依据所述故障触发信号模拟故障生成核燃料操作设备模型模拟故障状态，并向所述培训终端站的反应堆厂房工艺PLC或核燃料厂房工艺PLC输入故障信号，以呈现出核燃料操作设备控制盘台上的故障状态；使得教员可以在教员站中输入相应的故障模拟命令，故障模拟控制模块依据该故障模拟命令控制过程仿真站产生核燃料操作设备模拟故障，学员在装卸料机的控制盘台、反应堆厂房转运装置的控制盘台、核燃料厂房转运装置的控制盘台、人桥吊车的控制盘台、抓具操作触摸屏面板上发现相应故障信号或现象，可对该故障进行相应操作以消除该故障，教员可通过摄像监视系统了解学员的动作以及其进行的操作，从而对学员进行核燃料操作系统的进一步培训。

所述故障模拟控制模块中的故障包括欠载故障和/或超载故障和/或编码器比较故障和/或编码器故障和/或手轮故障和/或制动器磨损故障和/或驱动故障和/ 或电机温度过高故障和/或防撞限位触发故障和/或操作杆故障和/或钢丝绳断裂故障。

所述核燃料操作全过程仿真培训系统还包括场景演练控制模块，安装于培训教室侧面墙壁上的厂房环境状态信息显示器，所述场景演练控制模块接收教员站输入的场景演练命令，并向过程仿真站输入场景演练命令，过程仿真站依旧所述场景演练命令生产场景状态，并将相关场景状态信号输送至环境参数显示器；使得教员可以在教员站中输入相应的场景演练命令，场景演练控制模块依据该场景演练命令控制过程仿真站生成场景状态，教员可通过摄像监视系统了解学员的动作以及进行的操作，从而对学员进行核燃料操作系统的进一步培训。

所述场景演练控制模块中的场景包括源量程中子计数率场景模拟和硼酸浓度模拟和/或水池水位模拟和/或核燃料组件破损模拟和/或和/或核辐射报警模拟。

参考图1，本发明公开了一种核燃料操作全过程仿真培训系统，用于核电站内更换核燃料组件的培训，其包括培训终端站、过程仿真站(含反应堆厂房过程仿真计算机以及核燃料厂房过程仿真计算机)、教员站。所述培训终端站提供的各类核燃料操作设备的控制台及工控机可用于训练学员进行相应的核燃料操作，所述装卸料机控制台、装卸料机工控机及装卸料机摄像头画面显示器用于训练学员装载或者卸载反应堆堆芯内的核燃料组件，所述反应堆厂房转运装置控制台及反应堆厂房转运装置工控机用于训练学员将核燃料组件从反应堆厂房输送至核燃料厂房，所述核燃料厂房转运装置控制台及核燃料厂房转运装置工控机用于训练学员将核燃料组件从核燃料厂房输送至反应堆厂房，所述人桥吊车控制台及人桥吊车工控机用于训练学员吊装各类核燃料操作相关抓具及核燃料组件在乏燃料水池内的移动，所述抓具操作触摸屏面板用于训练学员进行核燃料组件的抓取或释放操作或者核燃料相关组件的抓取或释放操作。

继续参考图1，所述培训终端站的PLC、控制台、工控机及触摸屏面板均参照核燃料操作现场设备的布局安装于培训教室内，反应堆厂房的控制台、工控机、显示器与核燃料厂房的控制台、工控机、显示器之间使用幕布进行分隔，模拟反应堆厂房与核燃料厂房之间的实体隔离。

继续参考图1，所述培训终端站的反应堆厂房工艺PLC与所述装卸料机控制台及装卸料机工控机相连，采集学员的操作信号，并将操作信号通过以太网络传送至所述反应堆厂房过程仿真计算机，用于模拟装卸料机、反应堆厂房转运装置等设备的仿真模型运行控制，所述反应堆厂房过程仿真计算机根据仿真模型运行状态，代替核燃料操作设备的硬件实体，向反应堆厂房工艺PLC反馈设备位置、载荷、限位触发等信号，上述信号将通过上述控制台、工控机及触摸屏面板向学员展现。同时，所述反应堆厂房过程仿真计算机将仿真模型运行状态通过视频信号呈现在装卸料机摄像头画面显示器、与反应堆厂房大屏控制器相连接的反应堆厂房主显示器、反应堆厂房从显示器上。

继续参考图1，所述培训终端站的核燃料厂房工艺PLC与所述人桥吊车控制台、人桥吊车工控机、反应堆厂房转运装置控制台、反应堆厂房转运装置工控机、核燃料厂房转运装置控制台、核燃料厂房转运装置工控机、抓具操作触摸屏面板相连，采集学员的操作信号，并将操作信号通过以太网络传送至所述核燃料厂房过程仿真计算机，用于模拟人桥吊车、核燃料厂房转运装置及抓具等设备的仿真模型运行控制，所述核燃料厂房过程仿真计算机根据仿真模型运行状态，代替核燃料操作设备的硬件实体，向核燃料厂房工艺PLC反馈设备位置、载荷、限位触发等信号，上述信号将通过上述控制台、工控机及触摸屏面板向学员展现。同时，所述核燃料厂房过程仿真计算机将仿真模型运行状态通过视频信号呈现在装卸料机摄像头画面显示器、与核燃料厂房大屏控制器相连接的核燃料厂房主显示器及核燃料厂房从显示器上。

继续参考图1，所述过程仿真站的反应堆厂房过程仿真计算机与核燃料厂房过程仿真计算机之间通过以太网络连接，共同建立包含反应堆厂房与核燃料厂房的完整环境及所有核燃料操作设备的三维模型，同时按照真实核燃料组件的结构，建立核燃料组件仿真模型，所述核燃料组件仿真模型还原核燃料组件的某些物理特性，如具有一定的柔性，存在一定量的形变，导向管可以配插相关组件，核燃料组件的上下管座的倒角可以实现导向功能，以纠正核燃料组件的形变等。所述核燃料组件模型为模块化模型，可以快捷的复制添加。过程仿真站与教控站通过以太网络相连，教员可以根据培训需求在反应堆堆芯、转运装置承载器、乏燃料水池的乏燃料贮存格架中设置核燃料组件仿真模型，并决定该核燃料组件仿真模型的变形量、所配插的相关组件仿真模型的类型等。

继续参考图1，所述反应堆厂房主显示器及所述核燃料厂房主显示器是两块位于培训教室墙体上的LED显示器，所述反应堆厂房主显示器呈现反应堆厂房的环境、反应堆堆芯、反应堆厂房侧转运装置及装卸料机等仿真模型，学员通过反应堆厂房主显示器获取反应堆厂房环境变化、设备状态、核燃料组件状态等一系列直观信息；所述核燃料厂房从显示器呈现核燃料厂房的环境、乏燃料贮存格架、核燃料厂房侧转运装置及人桥吊车等仿真模型，学员通过核燃料厂房主显示器获取核燃料厂房环境变化、设备状态、核燃料组件状态等一系列直观信息。

继续参考图1，所述反应堆厂房从显示器是一块位于装卸料机控制台侧下方的液晶显示屏，该显示器呈现核燃料操作人员通过装卸料机台架玻璃格栅所观察的换料水池画面，学员通过反应堆厂房从显示器获取装卸料机仿真模型伸缩套筒、核燃料组件仿真模型及反应堆堆芯仿真模型状态等一系列直观信息；所述核燃料厂房从显示器是一块位于人桥吊车控制台正下方的组合液晶显示屏，该显示器呈现核燃料操作人员站在人桥吊车走台上所观察的乏燃料水池仿真模型画面，学员通过核燃料厂房从显示器获取人桥吊车吊钩仿真模型、各类抓具仿真模型、核燃料组件仿真模型、相关组件仿真模型及乏燃料贮存格架仿真模型状态等一系列直观信息；

在核燃料装载操作过程中，人桥吊车带着乏燃料组件抓具从乏燃料水池的乏燃料贮存格架中抓取核燃料组件并将其移动、放置在转运装置的承载器中，转运装置将核燃料组件从核燃料厂房运输至反应堆厂房，装卸料机从转运装置的承载器中抓取核燃料组件并将其移动、装载在反应堆堆芯内。在核燃料卸载操作过程中，装卸料机从反应堆堆芯内卸载核燃料组件并将其移动、放置在转运装置的承载器内，转运装置将核燃料组件从反应堆厂房运输至核燃料厂房，人桥吊车带着乏燃料组件抓具从转运装置承载器中抓取核燃料组件，并将其移动、放置在乏燃料水池的乏燃料贮存格架中。在核燃料相关组件倒换操作过程中，人桥吊车带着阻流塞组件抓具或可燃毒物组件抓具或控制棒组件抓具，在乏燃料水池中从某一组核燃料组件中抽出相关组件，并将其移动、插入另一组核燃料组件中。本发明中的核燃料操作全过程仿真培训系统用于模拟实际生产中核燃料操作过程，故本发明所述核燃料操作全过程仿真培训系统与实际生产中核电站反应堆厂房及核燃料厂房内的核燃料操作与贮存系统的机械结构及布局基本相似，本实施例中所述核燃料操作全过程仿真培训系统与实际生产中核电站反应堆厂房及核燃料厂房内的核燃料操作相关设备的控制部分逻辑结构基本相同。

参考图2，为本发明第二实施例，与第一实施例不同的是，在本实施例中，所述核燃料操作全过程仿真培训系统还包括故障及场景演练计算机，该故障及场景演练模拟计算机与过程仿真计算机相连，包括故障模拟控制模块及场景演练控制模块。

所述故障模拟控制模块接收教员站输入的故障触发信号，并向过程仿真站输入故障触发信号，过程仿真站依据所述故障触发信号生成核燃料操作设备模型故障状态，并向所述培训终端站的反应堆厂房工艺PLC或核燃料厂房工艺 PLC输入故障信号，以呈现出核燃料操作设备控制盘台上的故障状态。该方案使得教员可以在故障模拟控制模块中输入相应的故障模拟触发信号，控制过程仿真计算机系统产生模拟故障，学员针对该故障进行相应操作，若相应操作正确，则教员可操作故障模拟控制模块消除该故障。教员可考察学员在遇到核燃料操作设备故障时操作的及时性以及合理性。

具体地，所述故障模拟控制模块的故障包括欠载故障和/或超载故障和/或编码器比较故障和/或编码器故障和/或手轮故障和/或制动器磨损故障和/或驱动故障和/或电机温度过高故障和/或防撞限位触发故障和/或操作杆故障和/或钢丝绳断裂故障

举例说明故障模拟过程，装卸料机正常工作时，操作人员通过在装卸料机控制台及装卸料机工控机输入装卸料控制命令控制装卸料机仿真模型工作，当教员在故障模拟控制模块上修改装卸料机大车冗余编码器的数值，使装卸料机大车主编码器与冗余编码器的比较差值大于6.3mm时，反应堆厂房过程仿真计算机得到故障模拟控制模块的指令，并进行装卸料机仿真模型状态的调整，反应堆厂房工艺PLC接收到过程仿真计算机传递而来的装卸料机仿真模型大车编码器的数值，并生成编码器比较错误信号，若此时装卸料机上的操作人员正在控制装卸料机大车进行移动，则此时反应堆厂房过程仿真计算机会停止装卸料机仿真模型的模拟动作，并向反应堆厂房工艺PLC传送此时装卸料机仿真模型的状态信息，反应堆厂房主显示器及反应堆厂房从显示器中的画面将向操作人员呈现此时的设备状态。装卸料机控制盘台上的操作人员可采取消除欠载故障的操作，若操作正确，则教员可以操作复位消除该编码器比较错误故障。

所述场景演练控制模块接收教员输入的场景演练命令，并对所述场景演练命令进行处理以生成模拟场景状态和模拟状态信息，所述模拟场景状态通过显示器进行呈现，模拟状态信息通过与反应堆厂房过程仿真计算机相连的厂房环境状态信息显示器进行呈现。该方案使得教员可以在场景演练控制模块中输入相应的场景演练信号，报警装置依据所述场景状态信号进行相应的报警，学员依据相应的场景状态画面及信息进行对应的安全操作，教员可考察学员在遇到异常场景时响应动作的及时性及正确性，从而对学员进行核燃料操作设备的进一步培训。

具体地，所述场景演练控制模块场景包括源量程中子计数率场景模拟和硼酸浓度模拟和/或水池水位模拟和/或核燃料组件破损模拟和/或和/或核辐射报警模拟。

举例说明场景演练过程，装卸料机正常工作时，当教员在场景演练控制模块上输入水位下降演练命令后，所述反应堆厂房过程仿真计算机依据水位下降触发信号开始以预设速率下降换料水池水位，并通过反应堆厂房主显示器及反应堆厂房从显示器向操作人员呈现水池水位下降的画面，培训教室侧面墙壁上的厂房环境状态信息显示器实时显示此时水池水位的状态信息。

更佳者，所述场景演练控制模块还包括不同场景的衍生功能。例如，场景演练控制模块可以控制核燃料厂房的装载井仿真模型是否装载硼水，当需要进行该特定场景演练时，教员在场景演练控制模块上输入设置当前装载井无硼水，并通过核燃料移动单引导学员模拟使用人桥吊车吊运核燃料组件靠近乏燃料水池与装载井之间的水闸门，当核燃料组件靠近至一定区域内，在现实中，由于水闸门一侧缺乏水层的屏蔽作用，核燃料厂房的核辐射水平会急剧上升，而在所述核燃料操作全过程仿真培训系统中，过程仿真计算机系统向场景演练控制模块传递该模型状态，场景演练控制模块则触发核辐射报警模拟，培训教室侧面墙壁上的厂房环境状态信息显示器实时显示此时核辐射的状态信息。当学员模拟操作人桥吊车将核燃料组件吊运出水闸门附近区域或教员在场景演练控制模块上输入设置当前装载井有硼水，则核辐射报警模拟消失。

在本实施例中，所述故障模拟控制模块和场景演练控制模块均可在故障及场景演练模拟计算机上操作，教员在培训时可点击某一故障或场景进行模拟演练即可。

参考图3，为本发明第三实施例，与第一实施例或第二实施例不同的是，在本实施例中，所述核燃料操作全过程仿真培训系统还包括摄像监视系统，所述摄像监视系统包括4个摄像机、视频控制模块以及安装于教员站的视频监控屏，所述摄像机安装于培训教室内并采集所述操作人员在装卸料机控制台、装卸料机工控机、反应堆厂房转运装置控制台、反应堆厂房转运装置工控机、反应堆厂房转运装置控制台、反应堆厂房转运装置工控机、人桥吊车控制台、人桥吊车工控机及抓具操作触摸屏面板上工作的视频信号，所述视频控制模块与所述视频监控屏相连，并控制所述视频监控屏显示所述视频信号。该方案使得教员可位于教控台通过视频监控屏了解学员的具体动作以及核燃料操作的工作状态，直观了解教室内的各方面情况，全面监控学员的培训。所述摄像监控系统用于在监控学员在培训终端站进行核燃料操作的训练。故本发明不但使得学员直接模拟操作装卸料机、转运装置、人桥吊车及各类抓具，还可以使得教员在教控台详细了解学员的每一步操作，便于后续教学分析和操作持续改进工作

具体地，继续参考图3，所述摄像机包括安装于所述装卸料机控制台侧上方并监视装卸料机操作员操作的装卸料机控制台摄像机一、安装于所述装卸料机控制台后上方并监视装卸料机监护员动作的装卸料机控制台摄像机二、安装所述人桥吊车控制台后上方并监视人桥吊车操作员及抓具操作员操作的人桥吊车控制台摄像机、安装于所述核燃料厂房转运装置控制台后上方的并监视转运装置操作员操作的转运装置控制台摄像机。

具体地，所述视频监控屏还接受外部输入的视频控制命令和摄像控制命令，所述视频控制模块依据所述视频控制命令处理所述视频信号，例如可以分屏显示所有摄像机或者其中几个摄像机的视频信号，也可以切换显示某一摄像机的视频信号。所述视频控制模块还依据所述摄像控制命令控制对应摄像机动作，例如教员可控制平台摄像机转动，以便于针对性的观察具体的核燃料操作工作。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：包括：培训终端站、过程仿真站、教员站和摄像监视系统；

所述培训终端站的装卸料机控制台、装卸料机工控机、装卸料机摄像头画面显示器共同组成装卸料机的控制盘台，反应堆厂房转运装置控制台、反应堆厂房转运装置工控机共同组成反应堆厂房转运装置的控制盘台，核燃料厂房转运装置控制台、核燃料厂房转运装置工控机共同组成核燃料厂房转运装置的控制盘台，人桥吊车台架、人桥吊车控制台、人桥吊车工控机共同组成人桥吊车的控制盘台，抓具操作触摸屏面板通过仿真动画集成了乏燃料组件抓具、阻流塞组件抓具的操作手柄，还集成了旧控制棒组件抓具、可燃毒物组件抓具的按钮盒、操作手柄、参数显示表；

所述过程仿真站包括反应堆厂房过程仿真计算机和核燃料厂房过程仿真计算机；反应堆厂房过程仿真计算机建立了反应堆厂房核燃料操作大厅的环境模型、装卸料机模型、反应堆堆芯模型、转运装置模型，核燃料厂房过程仿真计算机建立了核燃料厂房核燃料操作大厅的环境模型、乏燃料贮存格架模型、转运装置模型、人桥吊车模型、控制棒组件抓具模型、可燃毒物组件抓具模型、阻流塞组件抓具模型、乏燃料组件抓具模型、核燃料组件模型，还原核燃料操作环境；两个计算机通过以太网进行通信，实现反应堆厂房与核燃料厂房模型状态的联动；

所述教员站用于核燃料操作设备上机操作培训监控和管理，包括反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机、反应堆厂房故障及场景演练模拟计算机、核燃料厂房设备燃料操作管理终端计算机、核燃料厂房故障及场景演练模拟计算机、视频监控系统和对讲扩音系统；所述反应堆厂房燃料操作培训管理终端计算机与反应堆厂房过程仿真计算机连接，用于设定反应堆厂房各种模拟培训场景、发送核燃料移动单培训指令，接收培训过程中的所有操作状态信息，并可以对历次培训数据信息进行评估、归档及管理；用于同步显示反应堆厂房3D仿真运行画面，供教员查看使用；所述核燃料厂房燃料操作培训管理终端计算机与核燃料厂房过程仿真计算机连接，用于设定核燃料厂房各种模拟培训场景、发送核燃料移动单培训指令，接收培训过程中的所有操作状态信息，并可以对历次培训数据信息进行评估、归档及管理；用于同步显示核燃料厂房3D仿真运行画面，供教员查看使用；

所述摄像监视系统包括4个摄像机、视频控制模块以及安装于教控台的视频监控屏，所述摄像机安装于培训教室内并采集学员在所述装卸料机控制盘台、反应堆厂房转运装置控制盘台、核燃料厂房转运装置控制盘台、人桥吊车控制盘台、抓具操作触摸屏面板上操作的视频信号，所述视频控制模块与所述视频监控屏相连，并控制所述视频监控屏显示所述视频信号；所述视频监控屏还接受外部输入的视频控制命令和摄像控制命令，所述视频控制模块依据所述视频控制命令处理所述视频信号、依据所述摄像控制命令控制对应摄像机动作；

所述的培训终端站的各个设备均安装在核燃料操作培训教室，使用布置在培训教室中间的升降幕布模拟反应堆厂房与核燃料厂房的实体隔离；所述培训终端站的盘台尺寸、安装配置、布局，操作手柄、按钮、显示器、指示灯、开关设备选型与真实核燃料操作设备工艺控制系统保持一致；抓具操作触摸屏面板上集成了抓具操作员视角调整的按钮，学员可以通过触摸屏面板上的视角调整按钮，调整人桥吊车台架上核燃料厂房从显示器上的乏燃料水池画面视角，以训练学员进行核燃料组件与贮存格架对中时，对两者间隙的判断能力；抓具操作触摸屏面板上集成了可燃毒物组件抓具、旧控制棒组件抓具、阻流塞组件抓具、乏燃料组件抓具4种抓具的操作，学员可以通过抓具操作触摸屏面板，选择切换抓具的操作画面，操作画面上提供不同抓具的抓取、释放、上升、下降的操作按钮，以模拟真实抓具的操作；对于可燃毒物组件抓具与控制棒组件抓具，抓具操作触摸屏面板还提供模拟真实抓具的抓头载荷参数表画面及标高参数表画面，学员可以通过其获得操作的相关信息。

2.根据权利要求1所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：所述的培训终端站还包括与过程仿真站连接的显示器，包含反应堆厂房主显示器、核燃料厂房主显示器、反应堆厂房从显示器、核燃料厂房从显示器以及厂房环境状态信息显示器，上述显示器用于接收设备模型、场景的3D图像，并通过高清显示屏，向操作者直观展现核燃料操作环境、机电设备的运转场景。

3.根据权利要求2所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：所述的反应堆厂房主显示器、核燃料厂房主显示器均为LED大屏，位于培训教室的墙壁上，反应堆厂房主显示器画面向教员及反应堆厂房燃料操作员提供查看当前操作全过程中装卸料机、转运装置的运行情况；核燃料厂房主显示器画面向教员及核燃料厂房燃料操作员提供查看当前操作全过程中人桥吊车、转运装置、各类抓具的运行情况。

4.根据权利要求2所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：所述的反应堆厂房从显示器为一台液晶屏电视，安装于装卸料机控制台侧下方，用于模拟透过装卸料机小车台架上玻璃视窗所观察到的换料水池画面；所述核燃料厂房从显示器为液晶拼接大屏，安装于人桥吊车控制台前下方的人桥吊车台架上，用于模拟人桥吊车操作员在人桥走台上所观察到的乏燃料水池画面。

5.根据权利要求2所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：所述的厂房环境状态信息显示器为一台液晶屏电视，安装于培训教室的侧面墙壁，用于显示反应堆厂房内的环境剂量率、源量程中子计数率、换料水池硼酸浓度、换料水池水位信息，同时用于显示核燃料厂房内的环境剂量率、乏燃料水池硼酸浓度、乏燃料水池水位信息。

6.根据权利要求1所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：所述的过程仿真站与培训终端站连接，用于模拟核燃料操作设备电机、外部电气设备的I/O动作及反馈，包括位置测量装置、称重装置以及各种传感器、以及其他机电设备的仿真运行模型，同时可以仿真设定各种核燃料操作期间的场景，制造出异常与故障运行场景，包括核燃料组件变形、堆芯异物导致组件偏斜、堆芯核燃料组件破损、环境剂量率高报警、大车轨道存在异物、中子通量高报警、换料水池和/或乏燃料水池水位下降；所述过程仿真站用于快速进行核燃料操作设备仿真模型的相关模拟设定，或快速干预核燃料操作设备仿真模型的相关运行过程，或快速制造超载、欠载、电机过热、限位触发设备异常；过程仿真站可以快速设置反应堆中核燃料组件的布局、模拟核燃料组件在辐照后发生的变形，并模拟其具有一定的柔性，基于该特性可以实现“装卸料机固定套筒旋转180°装料”、“井字装料”特殊燃料操作的模拟；所述过程仿真站能够实现快速设置乏燃料水池格架中核燃料组件的布局及其配插的燃料相关组件，并模拟核燃料组件具有一定的变形量，基于该特性可以训练学员通过肉眼观察变形量并进行人桥吊车坐标调整的能力，以实现将核燃料组件准确放入乏燃料贮存格架的模拟；所述核燃料厂房过程仿真计算机能够设置核燃料组件所配插的相关组件类型，并模拟配插不同类型相关组件的核燃料组件重量，该功能使得教员可以通过不同类型组件的设置考验学员对核燃料组件外观识别的能力，同时，可以提供相关组件在不同核燃料组件之间的倒换操作的模拟。

7.根据权利要求1所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：所述的教员站的视频监控系统包括现场监控摄像头、硬盘录像机及监控PC控制器，在操作培训过程中对现场操作区域进行全程监视，并对上机操作过程的音视频数据进行记录存储，并可通过监控PC控制器对视频数据进行回放、分析以及管理，录像保存一段时间后自动覆盖过期录像；所述对讲扩音系统包括对讲话筒、功放、音频处理器以及扩音音箱，通过对讲扩音系统，教员室中的教员与现场操作区域的操作人员能够实现语音信息交流；所述的教员站上显示乏燃料水池贮存格架的布局，教员能够通过点击鼠标设置贮存格架小室中是否有核燃料组件，且可设置核燃料组件所配插的相关组件；所有配插的相关组件都是独立的模型，学员通过使用可燃毒物组件抓具、旧控制棒组件抓具、阻流塞组件抓具模拟相关组件从核燃料组件中抽出，并插入另一组核燃料组件中的操作。

8.根据权利要求1所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：该系统还包括场景演练控制模块，安装于培训教室侧面墙壁上的厂房环境状态信息显示器，所述场景演练控制模块接收教员站输入的场景演练命令，并向过程仿真站输入场景演练命令，过程仿真站依据所述场景演练命令生产场景状态，并将相关场景状态信号输送至环境参数显示器；使得教员可以在教员站中输入相应的场景演练命令，场景演练控制模块依据该场景演练命令控制过程仿真站生成场景状态，教员可通过摄像监视系统了解学员的动作以及进行的操作，从而对学员进行核燃料操作系统的进一步培训；所述场景演练控制模块中的场景包括源量程中子计数率场景模拟、硼酸浓度模拟、水池水位模拟、燃料组件破损模拟和/或核辐射报警模拟。

9.根据权利要求1所述的核燃料操作全过程仿真培训系统，其特征在于：该系统还包括故障模拟控制模块，所述故障模拟控制模块接收教员站输入的故障触发信号，并向过程仿真站输入故障触发信号，过程仿真站依据所述故障触发信号生成核燃料操作设备模型故障状态，并向所述培训终端站的反应堆厂房工艺PLC或核燃料厂房工艺PLC输入故障信号，以呈现出核燃料操作设备控制盘台上的故障状态；使得教员可以在教员站中输入相应的故障模拟命令，故障模拟控制模块依据该故障模拟命令控制过程仿真站产生核燃料操作设备模拟故障，学员在装卸料机的控制盘台、反应堆厂房转运装置的控制盘台、核燃料厂房转运装置的控制盘台、人桥吊车的控制盘台、抓具操作触摸屏面板上发现相应故障信号或现象，可对该故障进行相应操作以消除该故障，教员可通过摄像监视系统了解学员的动作以及其进行的操作，从而对学员进行核燃料操作系统的进一步培训；所述故障模拟控制模块中的故障包括欠载故障、超载故障、编码器比较故障、编码器故障、手轮故障、制动器磨损故障、驱动故障、电机温度过高故障、防撞限位触发故障、操作杆故障和/或钢丝绳断裂故障。

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