WO1998018137A1 - Method and device for geometrical control of a fuel assembly by photogrammetry - Google Patents

Method and device for geometrical control of a fuel assembly by photogrammetry

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WO1998018137A1
WO1998018137A1 PCT/FR1997/001741 FR9701741W WO9818137A1 WO 1998018137 A1 WO1998018137 A1 WO 1998018137A1 FR 9701741 W FR9701741 W FR 9701741W WO 9818137 A1 WO9818137 A1 WO 9818137A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel assembly
edges
cameras
grid
fuel
Prior art date
Application number
PCT/FR1997/001741
Other languages
French (fr)
Inventor
Jocelyne Bottura
Reynal Jeune
Gilles Gaillard
Jean-Jacques Pollet
Original Assignee
Framatome
Cogema
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/245—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using a plurality of fixed, simultaneously operating transducers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for geometric control of a fuel assembly of a nuclear reactor, by photogrammetry, for checking the straightness of the edges of the fuel assembly.
  • Nuclear reactors such as pressurized water nuclear reactors, comprise a core constituted by fuel assemblies of prismatic shape placed in a juxtaposed manner.
  • the fuel assemblies comprise a prismatic framework in which the fuel rods are engaged and maintained to form a bundle in which the rods are parallel to each other and arranged in the longitudinal direction of the assembly.
  • the framework comprises in particular spacer grids distributed in the longitudinal direction of the assembly which comprise a network of openings intended to receive the fuel rods to maintain them in an ordered arrangement in the transverse planes of the assembly perpendicular to the longitudinal direction.
  • the grids are connected together by guide tubes of longitudinal direction which replace certain rods of the fuel assembly.
  • the fuel assembly is closed at its ends by engaged nozzles and fixed on the ends of the guide tubes.
  • the fissile material contained in the fuel rods is exhausted due to the nuclear reactions and it is necessary to periodically recharge the core of the nuclear reactor, during a cold shutdown of the reactor.
  • the reloading is carried out on only part (for example one-third) of the core assemblies.
  • the irradiated fuel assemblies extracted from the reactor vessel containing the core, during a reloading operation, are transferred from the reactor building to a neighboring building called the fuel building, to be stored in a deactivation pool. It is necessary to carry out various checks on the spent fuel assemblies extracted from the nuclear reactor vessel, for example to determine whether these assemblies are not generators of radioactive leaks. It is also necessary to carry out geometric type checks on the fuel assemblies, to obtain information on the behavior of the fuel assemblies in the core during the operation of the nuclear reactor and to define a plan for recharging the nuclear reactor taking into account account for possible deformations of fuel assemblies which must be reintroduced into the core.
  • an installation comprising means for precise positioning of the fuel assembly and a camera adjusted with respect to reference elements of the installation and mounted to move vertically along the assembly under control which is fixed to the positioning means.
  • means of the nuclear power plant such as the bridge bridge located above the fuel pool, which is inconvenient for the organization of maintenance operations in the nuclear reactor during the recharging phases.
  • an ultrasonic device for checking fuel assemblies comprising two independent beams placed vertically opposite two orthogonal faces of the fuel assembly.
  • the beams have at least three ultrasonic sensors arranged. in the longitudinal direction of the beams at regular intervals and placed opposite the faces of the peripheral plates of the grids of the fuel assembly.
  • the assembly is held in a precise position by suitable gripping means. This control operation is also long to implement and requires precise positioning of the fuel assembly.
  • FR-A-2,721,704 Also known from FR-A-2,721,704 is an automatic inspection device for fuel assemblies which comprises a camera associated with an illumination system mounted movably along three axes so as to carry out the scanning of the set of 1 fuel assembly.
  • the camera images are processed digitally in a computer which provides dimensional data on the fuel assembly.
  • the use of such a device requires significant operating time and requires positioning of fuel assembly on a base before carrying out the check.
  • control methods and devices according to the prior art therefore always require the installation of the fuel assembly on a part of the control installation, which means that the control must be limited to certain of the assemblies considered to be questionable.
  • the photogrammetric techniques used in industry require a relatively long execution time, in particular for the acquisition of images, for the carrying out measurements on images and for processing measurements using complex calculations.
  • the object of the invention is therefore to propose a method of geometric control of a fuel assembly for a nuclear reactor comprising, inside a prismatic framework, a bundle of parallel fuel rods arranged between them longitudinal direction of the fuel assembly, the framework comprising a plurality of spacer grids for transversely holding the fuel rods spaced apart from one another in the longitudinal direction of the fuel assembly, of straight prismatic shape and comprising edges aligned along longitudinal edges of the fuel assembly, the aim of the process being to check the straightness of the edges of the fuel assembly, in the shortest possible time, during a handling phase of the fuel assembly fuel, using a photogrammetry technique.
  • the coordinates are determined, from the shots, in a fixed coordinate system of space, of at least one point of each of the grid edges, and
  • a comparison is made of the coordinates obtained for each of the sets of grid edges aligned along an edge of the fuel assembly, to determine a possible deviation from the straightness of the edges of the fuel assembly.
  • FIG. 1 is an elevational view of a fuel assembly of a nuclear reactor cooled by pressurized water.
  • Figures 2, 3 and 4 are schematic views showing exaggeratedly several types of deformation of a fuel assembly;
  • Figures 2 and 3 are elevational views;
  • the view of Figure 4 is a top view.
  • FIG. 5 is a perspective view of an installation for controlling a fuel assembly implementing the method according to the invention.
  • Figure 6 is a side elevational view of a control installation for implementing the method of the invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the principle of the process for checking the edges of a fuel assembly by photogrammetry.
  • Figure 9 is an elevational view of a template for calibrating the photogrammetric control installation of fuel assemblies.
  • FIG. 10 is a plan view of the fuel building of a nuclear power plant in which the control method according to the invention is implemented.
  • FIG. 1 shows a fuel assembly for a pressurized water nuclear reactor generally designated by the reference numeral 1.
  • the fuel assembly 1 comprises a framework constituted by spacer grids 2 spaced along the length of the fuel assembly, guide tubes 3 engaged inside the successive spacer grids of the fuel assembly as well as 'an upper nozzle 4 and a lower nozzle 5 fixed on the end parts of the guide tubes 3.
  • the fuel rods 6 of the fuel assembly are engaged in the framework so as to constitute a bundle of parallel rods.
  • the spacer grids 2 have openings arranged in a regular network, in each of which is engaged a fuel rod or a guide tube 3.
  • the fuel assembly 1 has a straight prismatic shape with a square section, that is to say a parallelepipedal with a square section.
  • the spacer grids 2 themselves have a straight prismatic shape with a square section and are delimited externally by a belt of parallelepiped shape folded at 90 "according to four edges such as 7 and 7 '.
  • edges 7 and 7 'of the successive grids 2 of the fuel assembly 1 are aligned along the four edges of the assembly.
  • Figure 1 we have shown two edges 8 and 8 'of the fuel assembly along which the edges such as 7 and 7' of the successive spacer grids 2 of the frame of the assembly are aligned.
  • the framework of the assembly can present certain deformations which can result in particular in edges 8 and 8 ′ of the fuel assembly having an arcuate shape, as can be seen in Figures 2 and 3 where the deformation has been shown in a very strongly exaggerated manner.
  • the edges of the assembly may also have an S-shaped deformation.
  • FIG. 2 there is shown a fuel assembly whose edges 8 and 8 'have a deformation in the form of an arc of a circle, so that the axis 9 of one upper end of the assembly of fuel is offset laterally with respect to the axis 9 ′ of the lower nozzle 5 of the fuel assembly.
  • the edges 8 and 8 ′ of the fuel assembly are also deformed in a semicircle and the upper end 4 and the lower end 5 of the assembly fuel remained substantially parallel and are still centered on the axis 9 of the fuel assembly.
  • FIGS. 5, 6 and 7 there is shown a deformation in which the upper part 4 of the fuel assembly formed by the upper nozzle has rotated relative to one lower nozzle 5 about one axis of the fuel assembly.
  • FIGS. 5, 6 and 7 we speak of an arc of the fuel assembly.
  • FIGS. 5 and 6 show a device for checking the straightness of the edges of a fuel assembly, using a photogrammetric technique.
  • the fuel assembly 1 is placed in a vertical arrangement between two vertical masts 10 and 10. ' on which cameras 11 and 11 ′ are fixed, each disposed at the level of a spacer grid 2 of the fuel assembly 1.
  • a camera 11 fixed on the mast 10 and a camera 11 'fixed on the mast 10' are directed to the edges 7 and 7 'of the spacer grid.
  • the cameras 11 and 11 ' make it possible to take two shots of the edges 7 and 7' from different angles.
  • five pairs of cameras are used which are arranged opposite five spacer grids distributed along the height of the fuel assembly.
  • a sighting will be carried out on spacer grids located at the upper part and at the lower part of the fuel assembly or possibly at the ends of the fuel assembly as well as on the edges of one or more grids. located between the two ends of the fuel assembly.
  • shots will be taken on two edges of a grid arranged at the top of the fuel assembly, on a grid arranged at the bottom and on a grid arranged in a middle part of the fuel assembly. .
  • FIG 6 there is shown schematically the cameras 11 fixed to the mast 10 allowing the sighting of the edges of five spacer grids 2a, 2b, 2c, 2d and 2e.
  • the fields of the cameras 11 inside the corresponding aiming beams 12 are such that the cameras make it possible to obtain an image of the edges 7 and 7 ′ of the grid over its entire height.
  • the line of sight 13 of each of the cameras is directed substantially towards the midpoint of one edge of the corresponding spacer grid.
  • Each of the cameras 11 is connected to an electronic processing module 14 which is a computer making it possible to analyze the images coming from the cameras and to determine the position on the image received from the edges of the spacer grids, with great precision.
  • FIG. 7 two cameras 11 and 11 ′ are shown, placed substantially at the same level along the height of the fuel assembly, so as to achieve the aiming of the edges 7 and 7 ′ of the same spacer grid 2 of the fuel assembly 1.
  • Each of the cameras 11 and 11 ' has a field of view 12 or 12' covering the entire fuel assembly.
  • the cameras 11 and 11 ' are directed towards the edges 7 and 7' of the spacer grid 2 of the fuel assembly, so as to be respectively on the bisector plane of the dihedral angle of the two faces of 1 'assembly whose 1' edge is constituted by the edge 7 or 7 'of the spacer grid, respectively. Therefore, on the horizontal section shown in Figure 7, the viewing axes 13 and 13 'of the cameras 11 and 11' are directed along the bisectors of the grid section which make an angle of 45 ° with each of the faces external of the grid which intersect along edge 7 or along edge 7 'respectively.
  • each of the cameras 11 and 11 ' Due to the opening of the beam defining the field of the cameras 11 and 11 ', each of the cameras 11 and
  • lighting means 15 and 15' are associated with the cameras 11 and 11 'and directed towards the edges 7 and 7' respectively.
  • Each of the pairs of cameras 11 and 11 ′ placed at the level of a spacer grid 2 thus provides two views of two edges 7 and 7 ′ of a spacer grid.
  • the set of cameras 11 and 11 ′ arranged in the longitudinal direction of the masts 10 and 10 ′ parallel to the edges of the fuel assembly 1 makes it possible to take two shots from two different angles of each of the grid edges 7 and 7 'aligned along two edges of one fuel assembly.
  • FIG 8 there is shown a part of the fuel assembly 1 comprising two successive spacer grids 2a, 2b having edges respectively 7a, 7 'a and 7b, 7'b on which measurements are carried out by photogrammetry.
  • a couple of shots are taken using either the pair of cameras 11a, 11' a for the edges 7a, 7 'a of the grid 2a, or the pair of cameras 11b, 11 'b for taking pictures on the edges 7b, 7'b of the spacer grid 2b.
  • a shot is taken with one of the cameras (11a) and a second shot from a different angle with the second camera (11 'a).
  • the edge 7a is at the intersection of a first plane 16a and a second plane 17a containing the edge 7a and the main point of the corresponding camera 11a or 11 'a.
  • the position of the grid edges is therefore determined from the intersection of a first 45 ° view plane of a first camera and a second view plane of a second camera making an angle other than 45 ° with the faces of the assembly overlapping at the edge.
  • the images obtained by one and the other of the two cameras are analyzed in the image processing computer 14 to provide the position of the edges in a fixed coordinate system or at least the position of a point of the edges defined by its coordinates in the fixed coordinate system.
  • FIG 9 there is shown, by way of example, a calibration pattern 20 which can be used to perform the calibration of the photogrammetric control system.
  • the canvas 20 is constituted by a frame within which are stretched wires 21 spaced from each other by a distance depending on the characteristics of the cameras.
  • points 22 are materialized, for example by balls or by marking elements of an appropriate type.
  • the dimension of the frame is such that its length is greater than the length of a fuel assembly 1 and its width greater than the diagonal of the fuel assembly (or the diagonal of the spacer grids).
  • the calibration template 20 is used before performing a series of measurements on fuel assemblies.
  • the canvas 20 is placed in the observation zone of the cameras 11 and 11 ′ in a position corresponding to the position of the fuel assembly 1. In this position, the canvas 20 envelops the outline of a fuel assembly 1, whatever the orientation of this canvas.
  • the points 22 of the canvas have coordinates which are known and which can be defined in a reference constituting an object reference system.
  • the shots taken on the canvas are used to determine the characteristics of the photogrammetric control system. These characteristics are relative:
  • the parameters of the internal orientation of each of the cameras are constituted by the main distance from the camera (focal distance. + adjustment distance), by the eccentricity of the main point of the camera and by the distortion due to the objective, and
  • the parameters of the external orientation that is to say the parameters of the system defining the positions and orientations of the different cameras with respect to each other.
  • the coordinates of the center of perspective and the orientation of the camera are determined for each of the cameras. We thus obtain a transition matrix from the object reference to the image reference, allowing the exploitation of subsequent shots on the object.
  • the measurements carried out on the images are carried out taking account of the size of the pixels of the cameras, the size of the pixels being determined beforehand.
  • To calibrate the entire photogrammetric control system from the cameras use the internal calibration data of each of the cameras, the coordinates of the reference points on the canvas which are known and the measurements made on the images of the wires provided by the cameras flush and expressed by coordinates in the image reference system associated with each of the cameras of the photogrammetric system.
  • a verification of the determinations made during the calibration is then carried out by calculating the coordinates of the points 22 materialized on the threads of the canvas.
  • One thus obtains an evaluation of the uncertainties of the system as regards the determination of the coordinates in the form of the maximum deviations between the calculated coordinates and the reference coordinates.
  • Shots are then taken using the cameras 11 and 11 ′ on a fuel assembly 1, as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the principle of the measurements carried out on the images obtained from the grid edges consists in determining the image coordinates of points situated on the grid edge of the image.
  • the image coordinates obtained are corrected for eccentricity and distortion defects, using the calibration data of each of the cameras.
  • a program used by the image processing computer 14 analyzes line by line the area in which the grid edge is located on the image supplied by the camera and gives for each of the segments scanned on a line , the abscissa of the grid edge on the line considered.
  • a statistical processing of the measurements is then carried out to determine the coordinates of the grid edge or possibly the coordinates of the midpoint of the grid edge only. Then, for each of the cameras, a set of cameras 11 is calculated, the line of sight of the grid edge corresponding for example to the plane 16a or to the plane 16 'represented in FIG. 8, relates to cameras 11a and 11 'a.
  • the sightings produced on the same grid edge by the second camera of the photogrammetric pair of cameras are projected, for example the sighting plane 17a of the edge 7a by the camera 11 'a.
  • the edge 7a corresponds to the intersection of the planes 16a and 17a.
  • FIG 8 there is shown, in the case of edge 7 'a, a first plane 17' a corresponding to a theoretical position of the edge and a second plane 17 "a corresponding to an offset of the edge due to a deformation of the fuel assembly.
  • the corresponding defect in straightness can be measured.
  • the coordinates of the grid edges or of the midpoint of these edges are expressed in the reference frame relating to the control system which is defined at the time calibration.
  • the coordinates obtained for each of the edges are compared by the pair of cameras taking shots of this edge.
  • the overall deformation of the assembly can also be obtained from the measured coordinates of points of the edges of the assembly distributed along the height of the assembly.
  • the method according to the invention can be implemented during the handling of a fuel assembly inside the fuel building 23 of the nuclear reactor which is placed adjacent to the security building 24 in which the vessel containing the core of the nuclear reactor is placed.
  • the core fuel assemblies are taken out of the tank inside the safety building 24, in a vertical arrangement.
  • the fuel assemblies are then placed on a rocker which makes it possible to place them in a horizontal arrangement, in the extension of a channel 25 for the passage of the fuel assemblies from the safety building 24 from the reactor to the fuel building 23.
  • FIG. 10 shows a fuel assembly 27 in a vertical position in the transfer zone 26 of the fuel building 23.
  • the implementation of the straightness control method according to the invention can be carried out inside the transfer zone 26, two vertical masts 28 and 28 'each carrying a set of cameras arranged successively in the vertical direction being placed in vis-à-vis the area in which the fuel assembly 27 is placed in a vertical position, by the handling bridge of the fuel building 23.
  • the control of the straightness of the fuel assembly is carried out in sufficient time short so that this check does not delay the fuel assembly handling operations 27.
  • edges of the assembly on which the control is carried out which define one face of the assembly are identified by a reference given to the face comprising the two edges.
  • the references associated with the assembly faces on which an inspection has been carried out are recorded opposite the inspection results.
  • the data concerning the straightness of the fuel assemblies are provided in real time and can be archived so as to provide for a plan for recharging the nuclear reactor.
  • SUBSTITUTE (RULE 26) successive grids and a second pair of cameras making it possible to take pictures on a single grid distinct from the two successive grids. At least three measurement points can thus be obtained to determine the straightness of the fuel assembly.
  • the straightness check of the fuel assembly can be carried out at the time of the passage of the fuel assembly in the transfer zone 26 after its unloading from the core of the nuclear reactor or at the time of its passage in the transfer zone 26, when reloading the heart.
  • the fuel assembly After passing through the transfer zone 26, during unloading, the fuel assembly is deposited in the deactivation pool 29 of the nuclear reactor fuel building.
  • the control can also be carried out by a device as described above arranged in the deactivation pool 29.
  • the invention therefore makes it possible to carry out straightness checks which are perfectly integrated into the unloading and reloading operations of the core of a nuclear reactor.
  • the checks are carried out automatically and the precision of the measurements can be very high, this precision being largely determined by the method used for analyzing the images supplied by the cameras.
  • any number of cameras can be used to make measurements on any number of grid edges aligned along at least two longitudinal edges of the fuel assembly. At a minimum, it is necessary to use three pairs of cameras arranged respectively at the upper part, at the lower part and in a middle part of the fuel assembly to determine by comparison the straightness characteristics of the edges of the assembly of combustible.
  • the image processing computer can be programmed in any desired manner to perform the calculations during calibration and when determining the coordinates of the grid edges and to output the results regarding the straightness of the edges of the grid. fuel assembly in any digital or graphical form.
  • the appearance control can be carried out by examining, in real time, images of the spacer grids on video screens. To control the appearance of the spacer grids around their entire periphery, it may be necessary to rotate the fuel assembly, around its axis, by 180 ° at the control station. It is also possible to provide at least one additional set of cameras placed opposite the sets of cameras used for the geometric straightness control, with respect to the fuel assembly. This additional set of cameras is only used for controlling the appearance of the spacer grids.
  • the defects which can be detected by the appearance control are in particular the following: tearing faults, lack of material, shearing, cracks, deformations, folding of the fins, corrosion.
  • the invention applies to the control of any fuel assembly of prismatic shape comprising rectilinear edges along which edges of edges of grids of the fuel assembly are aligned.

Abstract

The invention concerns a method for geometrical control of a fuel assembly by photogrammetry comprising the following steps: taking for each of the grid edges (7, 7') of at least two sets of grid edges in a straight line of at least three grids (2) of a fuel assembly (1), at least a couple of photographs from different angles, using at least three pairs of photographing stations (11, 11') in a straight line along the direction of one edge (8, 8') of the fuel assembly (1); determining, on the basis of the photographs, the co-ordinates in a fixed spatial reference point, of at least one point of each of the grid edges (7, 7') and comparing the co-ordinates obtained for each of the sets of grid edges (7, 7') in a straight line with one edge (8, 8') of the fuel assembly (1) for determining a possible variation from the straightness of the edges (8, 8') of the fuel assembly (1).

Description

" Procédé et dispositif de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible par photogramrr.ërie" "Method and device for geometric control of a fuel assembly by photogramrr.ërie"
L'invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible d'un réacteur nucléaire, par photogrammétrie, pour contrôler la rectitude des arêtes de 1 ' assemblage de combustible.The invention relates to a method and a device for geometric control of a fuel assembly of a nuclear reactor, by photogrammetry, for checking the straightness of the edges of the fuel assembly.
Les réacteurs nucléaires, tels que les réacteurs nucléaires à eau sous pression, comportent un coeur constitué par des assemblages de combustible de forme prismatique placés de manière juxtaposée. Les assemblages de combustible comportent une ossature de forme prismatique dans laquelle des crayons de combustible sont engagés et maintenus pour constituer un faisceau dans lequel les crayons sont parallèles entre eux et disposés suivant la direction longitudinale de 1 ' assemblage.Nuclear reactors, such as pressurized water nuclear reactors, comprise a core constituted by fuel assemblies of prismatic shape placed in a juxtaposed manner. The fuel assemblies comprise a prismatic framework in which the fuel rods are engaged and maintained to form a bundle in which the rods are parallel to each other and arranged in the longitudinal direction of the assembly.
L'ossature comporte en particulier des grilles- entretoises réparties suivant la direction longitudinale de 1 ' assemblage qui comportent un réseau d ' ouvertures destinées à recevoir les crayons combustibles pour les maintenir dans une disposition ordonnée dans les plans transversaux de l'assemblage perpendiculaires à la direction longitudinale.The framework comprises in particular spacer grids distributed in the longitudinal direction of the assembly which comprise a network of openings intended to receive the fuel rods to maintain them in an ordered arrangement in the transverse planes of the assembly perpendicular to the longitudinal direction.
Les grilles sont reliées entre elles par des tubes-guides de direction longitudinale qui se substi- tuent à certains crayons de l'assemblage de combustible. L'assemblage de combustible est fermé à ses extrémités par des embouts engagés et fixés sur les extrémités des tubes-guides.The grids are connected together by guide tubes of longitudinal direction which replace certain rods of the fuel assembly. The fuel assembly is closed at its ends by engaged nozzles and fixed on the ends of the guide tubes.
Pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, le matériau fissile contenu dans les crayons de combustible s'épuise du fait des réactions nucléaires et il est nécessaire d'effectuer périodiquement le rechargement du coeur du réacteur nucléaire, pendant un arrêt à froid du réacteur. Généralement, le rechargement est effectué sur une partie seulement (par exemple un-tiers) des assemblages du coeur.During the operation of the nuclear reactor, the fissile material contained in the fuel rods is exhausted due to the nuclear reactions and it is necessary to periodically recharge the core of the nuclear reactor, during a cold shutdown of the reactor. Generally, the reloading is carried out on only part (for example one-third) of the core assemblies.
Les assemblages de combustible irradiés extraits de la cuve du réacteur contenant le coeur, pendant une opération de rechargement, sont transférés depuis le bâtiment du réacteur jusqu'à un bâtiment voisin appelé bâtiment du combustible, pour être stockés dans une piscine de désactivation. II est nécessaire d'effectuer divers contrôles sur les assemblages de combustible irradiés extraits de la cuve du réacteur nucléaire, par exemple pour déterminer si ces assemblages ne sont pas générateurs de fuites radioactives. Il est également nécessaire d'effectuer des contrôles de type géométrique sur les assemblages de combustible, pour obtenir des informations sur le comportement des assemblages de combustible dans le coeur pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire et pour définir un plan de rechargement du réacteur nucléaire prenant en compte des déformations éventuelles d ' assemblages de combustible qui doivent être réintroduits dans le coeur.The irradiated fuel assemblies extracted from the reactor vessel containing the core, during a reloading operation, are transferred from the reactor building to a neighboring building called the fuel building, to be stored in a deactivation pool. It is necessary to carry out various checks on the spent fuel assemblies extracted from the nuclear reactor vessel, for example to determine whether these assemblies are not generators of radioactive leaks. It is also necessary to carry out geometric type checks on the fuel assemblies, to obtain information on the behavior of the fuel assemblies in the core during the operation of the nuclear reactor and to define a plan for recharging the nuclear reactor taking into account account for possible deformations of fuel assemblies which must be reintroduced into the core.
En particulier, il est nécessaire d'effectuer un contrôle de rectitude de l'assemblage de combustible par contrôle de la forme des arêtes de la surface prismatique droite délimitant extérieurement l'assemblage de combustible.In particular, it is necessary to check the straightness of the fuel assembly by checking the shape of the edges of the right prismatic surface externally delimiting the fuel assembly.
On utilise habituellement, pour effectuer le contrôle géométrique de rectitude des assemblages de combustible, une installation comprenant des moyens de positionnement précis de l'assemblage de combustible et une caméra réglée par rapport à des éléments de référence de 1 ' installation et montée pour se déplacer verticalement le long de 1 ' assemblage en cours de contrôle qui est fixé sur les moyens de positionnement. Un tel dispositif nécessite l'utilisation et la mise en oeuvre de moyens de la centrale nucléaire tels que le pont-passerelle situé au-dessus de la piscine du combustible, ce qui s'avère gênant pour l'organisation des opérations de maintenance dans le réacteur nucléaire pendant les phases de rechargement.Usually used for carrying out the geometric control of the straightness of the fuel assemblies, an installation comprising means for precise positioning of the fuel assembly and a camera adjusted with respect to reference elements of the installation and mounted to move vertically along the assembly under control which is fixed to the positioning means. Such a device requires the use and implementation of means of the nuclear power plant such as the bridge bridge located above the fuel pool, which is inconvenient for the organization of maintenance operations in the nuclear reactor during the recharging phases.
En outre, le temps nécessaire pour la mise en place de l'assemblage sur le dispositif et la réalisation des mesures est très long et augmente en conséquence le temps total nécessaire pour les opérations de rechargement du réacteur. Ce contrôle ne peut être effectué que par sondage sur quelques assemblages de combustible.In addition, the time required for setting up the assembly on the device and carrying out the measurements is very long and consequently increases the total time necessary for the reloading operations of the reactor. This check can only be carried out by sampling on a few fuel assemblies.
On connaît également un dispositif de contrôle par ultrasons des assemblages de combustible comportant deux poutres indépendantes placées verticalement en regard de deux faces orthogonales de 1 ' assemblage de combustible. Les poutres comportent au moins trois capteurs à ultrasons disposés. suivant la direction longitudinale des poutres à intervalles réguliers et placés en regard des faces des plaquettes périphériques des grilles de l'assemblage de combustible. L'assemblage est maintenu dans une position précise par un moyen de préhension adapté. Cette opération de contrôle est également longue à mettre en oeuvre et nécessite un positionnement précis de l'assemblage de combustible.There is also known an ultrasonic device for checking fuel assemblies comprising two independent beams placed vertically opposite two orthogonal faces of the fuel assembly. The beams have at least three ultrasonic sensors arranged. in the longitudinal direction of the beams at regular intervals and placed opposite the faces of the peripheral plates of the grids of the fuel assembly. The assembly is held in a precise position by suitable gripping means. This control operation is also long to implement and requires precise positioning of the fuel assembly.
On connaît également par le FR-A-2.721.704 un dispositif d' inspection automatique d' assemblages de combustible qui comporte une caméra associée à un système d'illumination montée mobile suivant trois axes de manière à réaliser le balayage de 1 ' ensemble de 1 ' assemblage de combustible. Les images de la caméra sont traitées numériquement dans un ordinateur qui fournit des données dimensionnelles sur l'assemblage de combustible. L'utilisation d'un tel dispositif demande un temps d'ex- ploitation important et nécessite un positionnement de l'assemblage de combustible sur un socle avant d'effectuer le contrôle.Also known from FR-A-2,721,704 is an automatic inspection device for fuel assemblies which comprises a camera associated with an illumination system mounted movably along three axes so as to carry out the scanning of the set of 1 fuel assembly. The camera images are processed digitally in a computer which provides dimensional data on the fuel assembly. The use of such a device requires significant operating time and requires positioning of fuel assembly on a base before carrying out the check.
Les procédés et dispositifs de contrôle suivant l'art antérieur nécessitent donc toujours la mise en place de 1 ' assemblage de combustible sur une partie de l'installation de contrôle, ce qui oblige à limiter le contrôle à certains des assemblages considérés comme douteux.The control methods and devices according to the prior art therefore always require the installation of the fuel assembly on a part of the control installation, which means that the control must be limited to certain of the assemblies considered to be questionable.
On ne connaissait donc pas de procédé et de dis- positif permettant de réaliser le contrôle des assemblages de combustible, de manière systématique, après leur déchargement du coeur, par exemple pendant leur transfert dans la piscine de désactivation de la centrale nucléaire. II est connu d'utiliser des techniques de photo- grammétrie mettant en oeuvre des prises de vue d'un objet suivant deux angles différents, pour obtenir une vue sté- réoscopique de cet objet ou encore des informations sur les dimensions ou la forme de l'objet. Ces techniques sont appliquées dans certains secteurs de l'industrie, par exemple pour contrôler les cotes et la forme géométrique d'ensembles chaudronnés de grandes dimensions ou de constructions de génie civil. Ces contrôles peuvent être utilisés dans le but de vérifier qu'une réalisation est bien conforme, au moment de sa recette, ou encore pour vérifier son comportement dans le temps ou au cours d'essais.There was therefore no known method or device making it possible to systematically control the fuel assemblies after their discharge from the core, for example during their transfer into the deactivation pool of the nuclear power plant. It is known to use photogrammetry techniques using shots of an object from two different angles, to obtain a stereoscopic view of this object or even information on the dimensions or the shape of the object. 'object. These techniques are applied in certain sectors of industry, for example to control the dimensions and the geometrical shape of large-scale sheet metal assemblies or civil engineering constructions. These controls can be used in order to verify that an achievement is in conformity, at the time of its acceptance, or even to verify its behavior over time or during tests.
Du fait du grand nombre de prises de vues nécessaires pour effectuer le contrôle d'une réalisation industrielle, les techniques photogrammetriques mise en oeuvre dans 1 ' industrie nécessitent un temps d ' exécution relativement long, en particulier pour l'acquisition des images, pour la réalisation des mesures sur les images et pour l'exploitation des mesures mettant en oeuvre des calculs complexes.Due to the large number of shots necessary to carry out the control of an industrial production, the photogrammetric techniques used in industry require a relatively long execution time, in particular for the acquisition of images, for the carrying out measurements on images and for processing measurements using complex calculations.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) Le temps d'exécution des prises de vues et des mesures sur l'objet contrôlé s'ajoute au temps nécessaire pour effectuer un étalonnage de 1 ' installation de photo- grammétrie. Jusqu'ici on n'a jamais proposé d'utiliser des techniques photogrammetriques pour le contrôle de rectitude des assemblages de combustible et ces techniques semblent a priori peu adaptées du fait de la complexité et de la durée des opérations mises en oeuvre pour obte- nir les caractéristiques géométriques dans l'espace d'un objet.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The time taken to take photographs and measure the object under control is added to the time necessary to carry out a calibration of the photogrammetry installation. Until now, it has never been proposed to use photogrammetric techniques for checking the straightness of fuel assemblies and these techniques seem a priori not very suitable because of the complexity and the duration of the operations implemented to obtain the geometric characteristics in the space of an object.
Le but de 1 ' invention est donc de proposer un procédé de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible pour un réacteur nucléaire comportant, à l'intérieur d'une ossature de forme prismatique, un faisceau de crayons combustibles parallèles entre eux disposés suivant la direction longitudinale de 1 ' assemblage de combustible, l'ossature comportant une pluralité de grilles-entretoises de maintien transversal des crayons combustibles espacées 1 ' une de 1 ' autre suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible, de forme prismatique droite et comportant des arêtes alignées suivant des arêtes longitudinales de 1 ' assemblage de combustible, le procédé ayant pour but de contrôler la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible, en un temps le plus court possible, pendant une phase de manutention de l'assemblage de combustible, en utilisant une technique de photogrammétrie. Dans ce but : - on réalise sur chacune des arêtes de grille d'au moins deux ensembles d'arêtes de grille alignées d'au moins trois grilles d'un assemblage de combustible, au moins un couple de prises de vues sous des angles différents, en utilisant au moins trois couples de stations de prises de vues alignées suivant la direction d'une arête de l'assemblage de combustible,The object of the invention is therefore to propose a method of geometric control of a fuel assembly for a nuclear reactor comprising, inside a prismatic framework, a bundle of parallel fuel rods arranged between them longitudinal direction of the fuel assembly, the framework comprising a plurality of spacer grids for transversely holding the fuel rods spaced apart from one another in the longitudinal direction of the fuel assembly, of straight prismatic shape and comprising edges aligned along longitudinal edges of the fuel assembly, the aim of the process being to check the straightness of the edges of the fuel assembly, in the shortest possible time, during a handling phase of the fuel assembly fuel, using a photogrammetry technique. For this purpose: - at least two sets of aligned grid edges of at least three grids of a fuel assembly are produced on each of the grid edges, at least a couple of shots from different angles , using at least three pairs of camera stations aligned in the direction of an edge of the fuel assembly,
- on détermine, à partir des prises de vues, les coordonnées dans un repère fixe de l'espace, d'au moins un point de chacune des arêtes de grille, et- the coordinates are determined, from the shots, in a fixed coordinate system of space, of at least one point of each of the grid edges, and
- on réalise une comparaison des coordonnées obtenues pour chacun des ensembles d'arêtes de grille alignées suivant une arête de l'assemblage de combustible, pour déterminer un écart éventuel à la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible.- A comparison is made of the coordinates obtained for each of the sets of grid edges aligned along an edge of the fuel assembly, to determine a possible deviation from the straightness of the edges of the fuel assembly.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un assemblage de combustible, un dispositif pour effectuer un contrôle de rectitude des arêtes de 1 ' assemblage par photogrammétrie et la mise en oeuvre de ce dispositif suivant le procédé de l'invention.In order to clearly understand the invention, a fuel assembly, a device for checking the straightness of the edges of the assembly by photogrammetry and the implementation of this will now be described, by way of nonlimiting example. device according to the method of the invention.
La figure 1 est une vue en élévation d ' un assemblage de combustible d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression. Les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques montrant de manière exagérée plusieurs types de déformation d'un assemblage de combustible ; les figures 2 et 3 sont des vues en élévation ; la vue de la figure 4 est une vue de dessus. La figure 5 est une vue en perspective d'une installation de contrôle d'un assemblage de combustible mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention.Figure 1 is an elevational view of a fuel assembly of a nuclear reactor cooled by pressurized water. Figures 2, 3 and 4 are schematic views showing exaggeratedly several types of deformation of a fuel assembly; Figures 2 and 3 are elevational views; the view of Figure 4 is a top view. FIG. 5 is a perspective view of an installation for controlling a fuel assembly implementing the method according to the invention.
La figure 6 est une vue en élévation latérale d'une installation de contrôle pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.Figure 6 is a side elevational view of a control installation for implementing the method of the invention.
La figure 7 est une vue en coupe par un plan horizontal de 1 ' installation représentée sur les figures La figure 8 est une vue en perspective montrant le principe du procédé de contrôle des arêtes d'un assemblage de combustible par photogrammétrie.Figure 7 is a sectional view through a horizontal plane of the installation shown in the figures FIG. 8 is a perspective view showing the principle of the process for checking the edges of a fuel assembly by photogrammetry.
La figure 9 est une vue en élévation d ' un gabarit permettant 1 ' étalonnage de 1 ' installation de contrôle photogrammétrique d'assemblages de combustible.Figure 9 is an elevational view of a template for calibrating the photogrammetric control installation of fuel assemblies.
La figure 10 est une vue en plan du bâtiment du combustible d'une centrale nucléaire dans lequel est mis en oeuvre le procédé de contrôle suivant l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un assemblage de combustible pour un réacteur nucléaire à eau sous pression désigné de manière générale par le repère 1.FIG. 10 is a plan view of the fuel building of a nuclear power plant in which the control method according to the invention is implemented. FIG. 1 shows a fuel assembly for a pressurized water nuclear reactor generally designated by the reference numeral 1.
L'assemblage de combustible 1 comporte une ossature constituée par des grilles-entretoises 2 espacées suivant la longueur de l'assemblage de combustible, des tubes-guides 3 engagés à l'intérieur des grilles-entretoises successives de 1 ' assemblage de combustible ainsi qu'un embout supérieur 4 et un embout inférieur 5 fixés sur les parties d'extrémité des tubes-guides 3. Les crayons combustibles 6 de l'assemblage de combustible sont engagés dans l'ossature de manière à constituer un faisceau de crayons parallèles. Les grilles-entretoises 2 comportent des ouvertures disposées suivant un réseau régulier dans chacune desquelles est engagé un crayon de combustible ou un tube-guide 3.The fuel assembly 1 comprises a framework constituted by spacer grids 2 spaced along the length of the fuel assembly, guide tubes 3 engaged inside the successive spacer grids of the fuel assembly as well as 'an upper nozzle 4 and a lower nozzle 5 fixed on the end parts of the guide tubes 3. The fuel rods 6 of the fuel assembly are engaged in the framework so as to constitute a bundle of parallel rods. The spacer grids 2 have openings arranged in a regular network, in each of which is engaged a fuel rod or a guide tube 3.
L'assemblage de combustible 1 présente une forme prismatique droite à section carrée, c'est-à-dire parallélepipedique à section carrée. Les grilles-entretoises 2 présentent elles-mêmes une forme prismatique droite à section carrée et sont délimitées extérieurement par une ceinture de forme parallélepipedique pliée à 90" suivant quatre arêtes telles que 7 et 7 ' .The fuel assembly 1 has a straight prismatic shape with a square section, that is to say a parallelepipedal with a square section. The spacer grids 2 themselves have a straight prismatic shape with a square section and are delimited externally by a belt of parallelepiped shape folded at 90 "according to four edges such as 7 and 7 '.
Les arêtes 7 et 7' des grilles 2 successives de 1 ' assemblage de combustible 1 sont alignées suivant les quatre arêtes de l'assemblage. Sur la figure 1, on a représenté deux arêtes 8 et 8 ' de l'assemblage de combustible suivant lesquelles sont alignées les arêtes telles que 7 et 7' des grilles-entretoises successives 2 de l'ossature de l'assemblage. Après un certain temps de séjour dans le coeur du réacteur nucléaire en fonctionnement, l'ossature de l'assemblage peut présenter certaines déformations qui peuvent se traduire en particulier par des arêtes 8 et 8 ' de l'assemblage de combustible présentant une forme arquée, comme il est visible sur les figures 2 et 3 où la déformation a été représentée de manière très fortement exagérée. Les arêtes de l'assemblage peuvent également présenter une déformée en forme de S.The edges 7 and 7 'of the successive grids 2 of the fuel assembly 1 are aligned along the four edges of the assembly. In Figure 1, we have shown two edges 8 and 8 'of the fuel assembly along which the edges such as 7 and 7' of the successive spacer grids 2 of the frame of the assembly are aligned. After a certain period of stay in the core of the operating nuclear reactor, the framework of the assembly can present certain deformations which can result in particular in edges 8 and 8 ′ of the fuel assembly having an arcuate shape, as can be seen in Figures 2 and 3 where the deformation has been shown in a very strongly exaggerated manner. The edges of the assembly may also have an S-shaped deformation.
Sur la figure 2, on a représenté un assemblage de combustible dont les arêtes 8 et 8 ' présentent une déformation en forme d'arc-de-cercle, de telle sorte que l'axe 9 de 1 ' embout supérieur de 1 ' assemblage de combustible se trouve décalé latéralement par rapport à 1 ' axe 9 ' de l'embout inférieur 5 de l'assemblage de combustible. Dans le cas de la déformation représentée sur la figure 3, les arêtes 8 et 8' de l'assemblage de combustible sont également déformées en arc-de-cercle et 1 ' embout supérieur 4 et l'embout inférieur 5 de l'assemblage de combustible sont restés sensiblement parallèles et sont toujours centrés sur l'axe 9 de l'assemblage de combustible.In Figure 2, there is shown a fuel assembly whose edges 8 and 8 'have a deformation in the form of an arc of a circle, so that the axis 9 of one upper end of the assembly of fuel is offset laterally with respect to the axis 9 ′ of the lower nozzle 5 of the fuel assembly. In the case of the deformation represented in FIG. 3, the edges 8 and 8 ′ of the fuel assembly are also deformed in a semicircle and the upper end 4 and the lower end 5 of the assembly fuel remained substantially parallel and are still centered on the axis 9 of the fuel assembly.
Sur la figure 4, on a représenté une déformation dans laquelle la partie supérieure 4 de l'assemblage de combustible constituée par l'embout supérieur a tourné par rapport à 1 ' embout inférieur 5 autour de 1 ' axe de l'assemblage de combustible. On parle alors de vrillage de 1 ' assemblage de combustible alors que dans le cas représenté sur les figures 2 et 3 on parle d'arcure de l'assemblage de combustible. Ces types de défauts peuvent être décelés en utilisant le procédé selon l'invention et un dispositif pour sa mise en oeuvre tel que représenté sur les figures 5, 6 et 7. Le dispositif selon l'invention peut permettre également de tracer la déformée des arêtes de 1 ' assemblage de combustible avec une précision plus ou moins grande, suivant le nombre de prises de vues utilisé.In Figure 4, there is shown a deformation in which the upper part 4 of the fuel assembly formed by the upper nozzle has rotated relative to one lower nozzle 5 about one axis of the fuel assembly. We then speak of twisting of the fuel assembly whereas in the case shown in FIGS. 2 and 3 we speak of an arc of the fuel assembly. These types of defects can be detected using the method according to the invention and a device for its implementation as shown in FIGS. 5, 6 and 7. The device according to the invention can also make it possible to trace the deformation of the edges 1 fuel assembly with greater or lesser accuracy, depending on the number of shots used.
Sur les figures 5 et 6, on a représenté un dispo sitif de contrôle de rectitude des arêtes d'un assemblage de combustible, par une technique photogrammétrique.FIGS. 5 and 6 show a device for checking the straightness of the edges of a fuel assembly, using a photogrammetric technique.
L'assemblage de combustible 1 est placé dans une disposition verticale entre deux mâts verticaux 10 et 10.' sur lesquels sont fixées des caméras 11 et 11' disposées chacune au niveau d'une grille-entretoise 2 de l'assemblage de combustible 1.The fuel assembly 1 is placed in a vertical arrangement between two vertical masts 10 and 10. ' on which cameras 11 and 11 ′ are fixed, each disposed at the level of a spacer grid 2 of the fuel assembly 1.
Pour chacune des grilles telles que 2a, 2b, 2c, 2d et 2e de 1 ' assemblage de combustible 1 sur lesquelles on effectue des prises de vues, une caméra 11 fixée sur le mât 10 et une caméra 11' fixée sur le mât 10' sont dirigées vers les arêtes 7 et 7' de la grille-entretoise. Les caméras 11 et 11' permettent de réaliser deux prises de vues des arêtes 7 et 7' sous des angles différents.For each of the grids such as 2a, 2b, 2c, 2d and 2e of the fuel assembly 1 on which shots are taken, a camera 11 fixed on the mast 10 and a camera 11 'fixed on the mast 10' are directed to the edges 7 and 7 'of the spacer grid. The cameras 11 and 11 'make it possible to take two shots of the edges 7 and 7' from different angles.
Suivant la précision avec laquelle on désire ob- tenir la déformée des arêtes 8 et 8' de l'assemblage de combustible le long desquelles sont alignées les arêtes 7 et 7' des grilles-entretoises successives 2, on disposera sur les mâts 10 et 10' un nombre plus ou moins grand de caméras associées par couple de manière à assurer des prises de vues le long de deux arêtes de 1 ' assemblage de combustible.Depending on the precision with which it is desired to obtain the deformation of the edges 8 and 8 ′ of the fuel assembly along which the edges 7 and 7 ′ of the successive spacer grids 2 are aligned, we will have the masts 10 and 10 'a greater or lesser number of cameras associated by couple so as to ensure shots along two edges of one fuel assembly.
Dans le cas du mode de réalisation représenté sur la figure 5, on utilise cinq couples de caméras disposées en vis-à-vis de cinq grilles-entretoises réparties suivant la hauteur de l'assemblage de combustible. Généralement, on réalisera une visée sur des grilles-entretoises situées à la partie supérieure et à la partie inférieure de l'assemblage de combustible ou éventuellement au niveau des embouts de 1 ' assemblage de combustible ainsi que sur les arêtes d'une ou plusieurs grilles situées entre les deux extrémités de 1 ' assemblage de combustible.In the case of the embodiment shown in FIG. 5, five pairs of cameras are used which are arranged opposite five spacer grids distributed along the height of the fuel assembly. Generally, a sighting will be carried out on spacer grids located at the upper part and at the lower part of the fuel assembly or possibly at the ends of the fuel assembly as well as on the edges of one or more grids. located between the two ends of the fuel assembly.
Au minimum, on réalisera des prises de vues sur deux arêtes d'une grille disposée à la partie supérieure de l'assemblage combustible, sur une grille disposée à la partie inférieure et sur une grille disposée dans une partie médiane de l'assemblage de combustible.At a minimum, shots will be taken on two edges of a grid arranged at the top of the fuel assembly, on a grid arranged at the bottom and on a grid arranged in a middle part of the fuel assembly. .
Sur la figure 6, on a représenté de manière schématique les caméras 11 fixées sur le mât 10 permettant la visée des arêtes de cinq grilles-entretoises 2a, 2b, 2c, 2d et 2e.In Figure 6, there is shown schematically the cameras 11 fixed to the mast 10 allowing the sighting of the edges of five spacer grids 2a, 2b, 2c, 2d and 2e.
Les champs des caméras 11 à l'intérieur des faisceaux de visée correspondant 12 sont tels que les caméras permettent d ' obtenir une image des arêtes 7 et 7 ' de la grille sur toute sa hauteur. De plus, l'axe de visée 13 de chacune des caméras est dirigé sensiblement sur le point milieu de 1 ' arête de la grille-entretoise correspondante.The fields of the cameras 11 inside the corresponding aiming beams 12 are such that the cameras make it possible to obtain an image of the edges 7 and 7 ′ of the grid over its entire height. In addition, the line of sight 13 of each of the cameras is directed substantially towards the midpoint of one edge of the corresponding spacer grid.
Chacune des caméras 11 est reliée à un module de traitement électronique 14 qui est un ordinateur permettant d'analyser les images provenant des caméras et de déterminer la position sur l'image reçue des arêtes des grilles-entretoises, avec une grande précision.Each of the cameras 11 is connected to an electronic processing module 14 which is a computer making it possible to analyze the images coming from the cameras and to determine the position on the image received from the edges of the spacer grids, with great precision.
Sur la figure 7, on a représenté deux caméras 11 et 11' placées sensiblement à un même niveau suivant la hauteur de l'assemblage de combustible, de manière à réaliser la visée des arêtes 7 et 7' d'une même grille- entretoise 2 de 1 ' assemblage de combustible 1. Chacune des caméras 11 et 11' présente un champ de visée 12 ou 12' couvrant l'ensemble de l'assemblage de combustible.In FIG. 7, two cameras 11 and 11 ′ are shown, placed substantially at the same level along the height of the fuel assembly, so as to achieve the aiming of the edges 7 and 7 ′ of the same spacer grid 2 of the fuel assembly 1. Each of the cameras 11 and 11 'has a field of view 12 or 12' covering the entire fuel assembly.
De plus, les caméras 11 et 11' sont dirigées vers les arêtes 7 et 7 ' de la grille-entretoise 2 de l'assemblage de combustible, de manière à se trouver respectivement sur le plan bissecteur de 1 ' angle dièdre des deux faces de 1 ' assemblage dont 1 ' arête est constituée par l'arête 7 ou 7 ' de la grille-entretoise, respectivement. De ce fait, sur la section horizontale représentée sur la figure 7, les axes de visée 13 et 13' des caméras 11 et 11' sont dirigés suivant les bissectrices de la section de la grille qui font un angle de 45° avec chacune des faces externes de la grille qui se coupent suivant l'arête 7 ou suivant l'arête 7' respectivement.In addition, the cameras 11 and 11 'are directed towards the edges 7 and 7' of the spacer grid 2 of the fuel assembly, so as to be respectively on the bisector plane of the dihedral angle of the two faces of 1 'assembly whose 1' edge is constituted by the edge 7 or 7 'of the spacer grid, respectively. Therefore, on the horizontal section shown in Figure 7, the viewing axes 13 and 13 'of the cameras 11 and 11' are directed along the bisectors of the grid section which make an angle of 45 ° with each of the faces external of the grid which intersect along edge 7 or along edge 7 'respectively.
Du fait de l'ouverture du faisceau définissant le champ des caméras 11 et 11', chacune des caméras 11 etDue to the opening of the beam defining the field of the cameras 11 and 11 ', each of the cameras 11 and
11' permet de fournir une vue de l'arête 7 et une vue de l'arête 7', de sorte que les caméras 11 et 11' fournis- sent, pour chacune des arêtes 7 et 7', deux vues sous des angles différents.11 'provides a view of the edge 7 and a view of the edge 7', so that the cameras 11 and 11 'provide, for each of the edges 7 and 7', two views from different angles .
Pour obtenir des images bien visibles des arêtes 7 et 7' de la grille-entretoise 2, des moyens d'éclairage 15 et 15' sont associés aux caméras 11 et 11' et dirigés vers les arêtes 7 et 7' respectivement.To obtain clearly visible images of the edges 7 and 7 'of the spacer grid 2, lighting means 15 and 15' are associated with the cameras 11 and 11 'and directed towards the edges 7 and 7' respectively.
Chacun des couples de caméras 11 et 11' disposées au niveau d'une grille-entretoise 2 fournit ainsi deux vues de deux arêtes 7 et 7' d'une grille-entretoise. L'ensemble des caméras 11 et 11' disposées suivant la direction longitudinale des mâts 10 et 10' parallèles aux arêtes de l'assemblage de combustible 1 permet de réaliser deux prises de vues sous deux angles différents de chacune des arêtes de grille 7 et 7 ' alignées suivant deux arêtes de 1 ' assemblage de combustible. Sur la figure 8, on a représenté une partie de l'assemblage de combustible 1 comportant deux grilles- entretoises successives 2a, 2b comportant des arêtes respectivement 7a, 7' a et 7b, 7'b sur lesquelles on réalise des mesures par photogrammétrie. Pour chacune des arêtes 7a, 7 'a, 7b, 7'b, on réalise un couple de prises de vues en utilisant soit le couple de caméras lia, 11 'a pour les arêtes.7a, 7 'a de la grille 2a, soit le couple de caméras 11b, 11 'b pour les prises de vues sur les arêtes 7b, 7'b de la grille-entretoise 2b.Each of the pairs of cameras 11 and 11 ′ placed at the level of a spacer grid 2 thus provides two views of two edges 7 and 7 ′ of a spacer grid. The set of cameras 11 and 11 ′ arranged in the longitudinal direction of the masts 10 and 10 ′ parallel to the edges of the fuel assembly 1 makes it possible to take two shots from two different angles of each of the grid edges 7 and 7 'aligned along two edges of one fuel assembly. In Figure 8, there is shown a part of the fuel assembly 1 comprising two successive spacer grids 2a, 2b having edges respectively 7a, 7 'a and 7b, 7'b on which measurements are carried out by photogrammetry. For each of the edges 7a, 7 'a, 7b, 7'b, a couple of shots are taken using either the pair of cameras 11a, 11' a for the edges 7a, 7 'a of the grid 2a, or the pair of cameras 11b, 11 'b for taking pictures on the edges 7b, 7'b of the spacer grid 2b.
Pour chacune des arêtes de grille, par exemple l'arête 7a, on réalise une prise de vue avec l'une des caméras (lia) et une seconde prise de vue sous un angle différent avec la seconde caméra (11 'a). L'arête 7a se trouve à l'intersection d'un premier plan 16a et d'un second plan 17a contenant l'arête 7a et le point principal de la caméra correspondante lia ou 11 'a.For each of the grid edges, for example the edge 7a, a shot is taken with one of the cameras (11a) and a second shot from a different angle with the second camera (11 'a). The edge 7a is at the intersection of a first plane 16a and a second plane 17a containing the edge 7a and the main point of the corresponding camera 11a or 11 'a.
Les mesures effectuées sur les images fournies par les caméras lia, 11 'a, éloignées l'une de l'autre de la distance entre les mâts 10 et 10', compte tenu d'une opération d'étalonnage qui sera décrite par la suite, permet de déterminer les plans 16a et 17a et donc leur intersection 7a, dans un repère fixe de l'espace, appelé référentiel, qui est déterminé au moment de l'étalonnage du dispositif de prises de vues photogrammetriques.The measurements made on the images supplied by the cameras 11a, 11 'a, distant from each other by the distance between the masts 10 and 10', taking into account a calibration operation which will be described later , makes it possible to determine the planes 16a and 17a and therefore their intersection 7a, in a fixed reference mark of the space, called reference frame, which is determined at the time of the calibration of the photogrammetric picture taking device.
La position des arêtes de grille est donc déterminée à partir de l'intersection d'un premier plan de visée à 45° d'une première caméra et d'un second plan de visée d'une seconde caméra faisant un angle différent de 45° avec les faces de l'assemblage se recoupant au niveau de l'arête.The position of the grid edges is therefore determined from the intersection of a first 45 ° view plane of a first camera and a second view plane of a second camera making an angle other than 45 ° with the faces of the assembly overlapping at the edge.
Les images obtenues par 1 'une et 1 ' autre des deux caméras sont analysées dans l'ordinateur de traitement d'images 14 pour fournir la position des arêtes dans un repère fixe ou au minimum la position d'un point des arêtes défini par ses coordonnées dans le repère fixe.The images obtained by one and the other of the two cameras are analyzed in the image processing computer 14 to provide the position of the edges in a fixed coordinate system or at least the position of a point of the edges defined by its coordinates in the fixed coordinate system.
Préalablement aux prises de vues et à 1 ' analyse des images par l'ordinateur 14, on réalise un étalonnage du dispositif de contrôle photogrammétrique.Before taking pictures and analyzing the images by the computer 14, a calibration of the photogrammetric control device is carried out.
Sur la figure 9, on a représenté, à titre d'exemple, un canevas d'étalonnage 20 qui peut être utilisé pour effectuer l'étalonnage du système de contrôle photogrammétrique. Le canevas 20 est constitué par un cadre à 1 ' intérieur duquel sont tendus des fils 21 espacés l'un de l'autre d'une distance dépendant des caractéristiques des caméras.In Figure 9, there is shown, by way of example, a calibration pattern 20 which can be used to perform the calibration of the photogrammetric control system. The canvas 20 is constituted by a frame within which are stretched wires 21 spaced from each other by a distance depending on the characteristics of the cameras.
Sur les fils tendus 21 du canevas 20 sont maté- rialisés des points 22, par exemple par des billes ou par éléments de marquage de type approprié.On the stretched threads 21 of the canvas 20, points 22 are materialized, for example by balls or by marking elements of an appropriate type.
La dimension du cadre est telle que sa longueur est supérieure à la longueur d'un assemblage de combustible 1 et sa largeur supérieure à la diagonale de 1 ' assem- blage de combustible (ou à la diagonale des grilles- entretoises ) .The dimension of the frame is such that its length is greater than the length of a fuel assembly 1 and its width greater than the diagonal of the fuel assembly (or the diagonal of the spacer grids).
Le canevas d'étalonnage 20 est utilisé avant d'effectuer une série de mesure sur des assemblages de combustible. On place le canevas 20 dans la zone d'ob- servation des caméras 11 et 11' dans une position correspondant à la position de l'assemblage de combustible 1. Dans cette position, le canevas 20 enveloppe le contour d'un assemblage de combustible 1, quelle que soit 1 ' orientation de ce canevas. On réalise une prise de vue du canevas 20 en utilisant les caméras 11 et 11' situées sur les mâts 10 et 10' de part et d'autre de l'emplacement réservé au canevas et aux assemblages de combustible. On réalise plusieurs prises de vues pour chacune des caméras en faisant tourner le canevas autour de son axe longitudinal.The calibration template 20 is used before performing a series of measurements on fuel assemblies. The canvas 20 is placed in the observation zone of the cameras 11 and 11 ′ in a position corresponding to the position of the fuel assembly 1. In this position, the canvas 20 envelops the outline of a fuel assembly 1, whatever the orientation of this canvas. We take a picture of the canvas 20 using the cameras 11 and 11 'located on the masts 10 and 10' on either side of the space reserved for the canvas and the fuel assemblies. Several shots are taken for each of the cameras by rotating the canvas around its longitudinal axis.
Les points 22 du canevas ont des coordonnées qui sont connues et qui peuvent être définies dans un repère constituant un référentiel objet.The points 22 of the canvas have coordinates which are known and which can be defined in a reference constituting an object reference system.
Les prises de vues effectuées sur le canevas sont utilisées pour effectuer la détermination des caractéristiques du système de contrôle photogrammétrique. Ces caractéristiques sont relatives :The shots taken on the canvas are used to determine the characteristics of the photogrammetric control system. These characteristics are relative:
- aux paramètres de l'orientation interne de chacune des caméras, ces paramètres étant constitués par la distance principale de la caméra (distance focale .+ distance de réglage), par 1 ' excentrement du point princi- pal de la caméra et par la distorsion due à l'objectif, etthe parameters of the internal orientation of each of the cameras, these parameters being constituted by the main distance from the camera (focal distance. + adjustment distance), by the eccentricity of the main point of the camera and by the distortion due to the objective, and
- aux paramètres de l'orientation externe, c'est- à-dire aux paramètres du système définissant les positions et orientations des différentes caméras les unes par rapport aux autres.- the parameters of the external orientation, that is to say the parameters of the system defining the positions and orientations of the different cameras with respect to each other.
En ce qui concerne l'orientation externe du système de caméras, on détermine, pour chacune des caméras, les coordonnées du centre de perspective et 1 ' orientation de la caméra. On obtient ainsi une matrice de passage du référentiel objet au référentiel image, permettant l'exploitation des prises de vues ultérieures sur l'objet.With regard to the external orientation of the camera system, the coordinates of the center of perspective and the orientation of the camera are determined for each of the cameras. We thus obtain a transition matrix from the object reference to the image reference, allowing the exploitation of subsequent shots on the object.
Les mesures effectuées sur les images sont réalisées en tenant compte de la taille des pixels des caméras, la taille des pixels étant déterminée au préalable. Pour effectuer l'étalonnage de l'ensemble du système de contrôle par photogrammetrie à partir des caméras, on utilise les données d'étalonnage interne de chacune des caméras, les coordonnées des points de référence sur le canevas qui sont connues et les mesures effectuées sur les images des fils fournies par les camé- ras et exprimées par des coordonnées dans le référentiel image associé à chacune des caméras du système photogrammétrique.The measurements carried out on the images are carried out taking account of the size of the pixels of the cameras, the size of the pixels being determined beforehand. To calibrate the entire photogrammetric control system from the cameras, use the internal calibration data of each of the cameras, the coordinates of the reference points on the canvas which are known and the measurements made on the images of the wires provided by the cameras flush and expressed by coordinates in the image reference system associated with each of the cameras of the photogrammetric system.
On en déduit les coordonnées du centre de pers- pective dans le référentiel objet et l'orientation du référentiel image des caméras dans le référentiel objet, c'est-à-dire dans le repère fixe de l'espace dans lequel seront exprimées les coordonnées des bords de grilles.We deduce the coordinates of the perspective center in the object frame and the orientation of the image frame of the cameras in the object frame, that is to say in the fixed frame of reference in the space in which the coordinates will be expressed. grid edges.
On effectue ensuite une vérification des détermi- nations effectuées lors de l'étalonnage en calculant les coordonnées des points 22 matérialisés sur les fils du canevas. On obtient ainsi une évaluation des incertitudes du système quant à la détermination des coordonnées sous la forme des écarts maximaux entre les coordonnées calculées et les coordonnées de référence.A verification of the determinations made during the calibration is then carried out by calculating the coordinates of the points 22 materialized on the threads of the canvas. One thus obtains an evaluation of the uncertainties of the system as regards the determination of the coordinates in the form of the maximum deviations between the calculated coordinates and the reference coordinates.
On effectue alors des prises de vues en utilisant les caméras 11 et 11' sur un assemblage de combustible 1, comme représenté sur les figures 5 et 6.Shots are then taken using the cameras 11 and 11 ′ on a fuel assembly 1, as shown in FIGS. 5 and 6.
Le principe des mesures effectuées sur les images obtenues des arêtes de grille consiste à déterminer les coordonnées image de points situés sur l'arête de grille de 1 ' image. Les coordonnées image obtenues sont corrigées des défauts d ' excentrement et de distorsion, en utilisant les données d'étalonnage de chacune des caméras. Pour cela, un programme utilisé par l'ordinateur d'exploitation d'images 14 analyse ligne par ligne la zone dans laquelle se trouve l'arête de grille sur l'image fournie par la caméra et donne pour chacun des segments balayés sur une ligne, l'abscisse de l'arête de grille sur la ligne considérée.The principle of the measurements carried out on the images obtained from the grid edges consists in determining the image coordinates of points situated on the grid edge of the image. The image coordinates obtained are corrected for eccentricity and distortion defects, using the calibration data of each of the cameras. For this, a program used by the image processing computer 14 analyzes line by line the area in which the grid edge is located on the image supplied by the camera and gives for each of the segments scanned on a line , the abscissa of the grid edge on the line considered.
On effectue ensuite un traitement statistique des mesures pour déterminer les coordonnées de 1 ' arête de grille ou éventuellement les coordonnées du point milieu de l'arête de grille uniquement. On effectue ensuite le calcul, pour chacune des caméras, d'un ensemble de caméras 11, du plan de visée de l'arête de grille correspondant par exemple au plan 16a ou au plan 16 'a représenté sur la figure 8, en ce qui concerne les caméras lia et 11 'a.A statistical processing of the measurements is then carried out to determine the coordinates of the grid edge or possibly the coordinates of the midpoint of the grid edge only. Then, for each of the cameras, a set of cameras 11 is calculated, the line of sight of the grid edge corresponding for example to the plane 16a or to the plane 16 'represented in FIG. 8, relates to cameras 11a and 11 'a.
On projette ensuite sur ce plan de visée les visées réalisées sur la même arête de grille par la seconde caméra du couple photogrammétrique de caméras, par exemple le plan de visée 17a de l'arête 7a par la caméra 11 'a. L'arête 7a correspond à l'intersection des plans 16a et 17a.Then, on this sighting plane, the sightings produced on the same grid edge by the second camera of the photogrammetric pair of cameras are projected, for example the sighting plane 17a of the edge 7a by the camera 11 'a. The edge 7a corresponds to the intersection of the planes 16a and 17a.
Sur la figure 8, on a représenté, dans le cas de l'arête 7 'a, un premier plan 17 'a correspondant à une position théorique de l'arête et un second plan 17"a correspondant à un décalage de l'arête dû à une déformation de l'assemblage de combustible. Le défaut de rectitude correspondant peut être mesuré. Les coordonnées des arêtes de grille ou du point milieu de ces arêtes sont exprimées dans le repère de référence relatif au système de contrôle qui est défini au moment de l'étalonnage.In Figure 8, there is shown, in the case of edge 7 'a, a first plane 17' a corresponding to a theoretical position of the edge and a second plane 17 "a corresponding to an offset of the edge due to a deformation of the fuel assembly. The corresponding defect in straightness can be measured. The coordinates of the grid edges or of the midpoint of these edges are expressed in the reference frame relating to the control system which is defined at the time calibration.
On effectue ensuite, dans l'ordinateur 14 d'exploitation des prises de vues par les caméras, la comparaison des coordonnées obtenues pour chacune des arêtes par le couple de caméras effectuant des prises de vues de cette arête.Next, in the computer 14 for operating the shots taken by the cameras, the coordinates obtained for each of the edges are compared by the pair of cameras taking shots of this edge.
On obtient ainsi une évaluation de la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible suivant lesquelles sont alignées les arêtes des grilles-entretoises.This gives an evaluation of the straightness of the edges of the fuel assembly along which the edges of the spacer grids are aligned.
En fonction du nombre de couples de caméras utilisées pour la visée des bords de grilles, on peut tracer, de manière plus ou moins précise, la déformée des arêtes de 1 ' assemblage de combustible et donner une image globale de la déformation de l'assemblage de combustible.Depending on the number of pairs of cameras used for aiming the edges of the grids, it is possible to trace, more or less precisely, the deformation of the edges of the fuel assembly and to give an overall image of the deformation of the assembly. of fuel.
On obtient en particulier le déplacement des arêtes par rapport à leur position théorique dans un plan perpendiculaire à 1 ' axe de 1 ' assemblage sous forme de coordonnées suivant deux directions X, Y du plan. On peut également obtenir la déformée globale de 1 ' assemblage à partir des coordonnées mesurées de points des arêtes de l'assemblage répartis suivant la hauteur de l'assemblage.One obtains in particular the displacement of the edges compared to their theoretical position in a plane perpendicular to the axis of the assembly in the form of coordinates in two directions X, Y of the plane. The overall deformation of the assembly can also be obtained from the measured coordinates of points of the edges of the assembly distributed along the height of the assembly.
Ces données peuvent être utilisées en particulier pour établir en temps réel un plan de rechargement du coeur du réacteur nucléaire, pour recueillir des données nécessaires pour évaluer la tenue des assemblages de combustible dans le coeur du réacteur nucléaire après un certain temps de séjour dans le coeur et en conséquence pour améliorer la qualité des assemblages de combustible, en identifiant les points faibles de ces assemblages de combustible.These data can be used in particular to establish in real time a plan for recharging the nuclear reactor core, to collect data necessary to assess the behavior of the fuel assemblies in the nuclear reactor core after a certain residence time in the core. and consequently to improve the quality of the fuel assemblies, by identifying the weak points of these fuel assemblies.
Comme il est visible sur la figure 10, le procédé suivant 1 ' invention peut être mis en oeuvre pendant la manutention d' un assemblage de combustible à 1 ' intérieur du bâtiment du combustible 23 du réacteur nucléaire qui est placé de manière adjacente par rapport au bâtiment de sécurité 24 dans lequel est placée la cuve renfermant le coeur du réacteur nucléaire.As can be seen in FIG. 10, the method according to the invention can be implemented during the handling of a fuel assembly inside the fuel building 23 of the nuclear reactor which is placed adjacent to the security building 24 in which the vessel containing the core of the nuclear reactor is placed.
Pendant un arrêt du réacteur nucléaire, les assemblages de combustible du coeur sont sortis de la cuve à l'intérieur du bâtiment de sécurité 24, dans une disposition verticale. Les assemblages de combustible sont ensuite placés sur un basculeur qui permet de les mettre dans une disposition horizontale, dans le prolongement d'un canal 25 de passage des assemblages de combustible du bâtiment de sécurité 24 du réacteur au bâtiment du combustible 23.During a shutdown of the nuclear reactor, the core fuel assemblies are taken out of the tank inside the safety building 24, in a vertical arrangement. The fuel assemblies are then placed on a rocker which makes it possible to place them in a horizontal arrangement, in the extension of a channel 25 for the passage of the fuel assemblies from the safety building 24 from the reactor to the fuel building 23.
A l'intérieur d'une zone de transfert 26 du bâtiment du combustible disposée dans le prolongement du canal de passage 25, les assemblages de combustible sont pris en charge par un second basculeur qui permet de les remettre en position verticale.Inside a transfer zone 26 of the fuel building arranged in the extension of the passage channel 25, the fuel assemblies are supported by a second rocker which allows to put them back in vertical position.
Sur la figure 10, on a représenté un assemblage de combustible 27 en position verticale dans la zone de transfert 26 du bâtiment du combustible 23.FIG. 10 shows a fuel assembly 27 in a vertical position in the transfer zone 26 of the fuel building 23.
La mise en oeuvre du procédé de contrôle de rectitude suivant 1 ' invention peut être réalisée à 1 ' intérieur de la zone de transfert 26, deux mâts 28 et 28' verticaux portant chacun un ensemble de caméras disposées successivement dans la direction verticale étant placées en vis-à-vis de la zone dans laquelle l'assemblage de combustible 27 est placé en position verticale, par le pont de manutention du bâtiment du combustible 23. Le contrôle de la rectitude de 1 ' assemblage de combustible est effectué en un temps suffisamment court pour que ce contrôle ne retarde pas les opérations de manutention de l'assemblage de combustible 27.The implementation of the straightness control method according to the invention can be carried out inside the transfer zone 26, two vertical masts 28 and 28 'each carrying a set of cameras arranged successively in the vertical direction being placed in vis-à-vis the area in which the fuel assembly 27 is placed in a vertical position, by the handling bridge of the fuel building 23. The control of the straightness of the fuel assembly is carried out in sufficient time short so that this check does not delay the fuel assembly handling operations 27.
Les arêtes de 1 ' assemblage sur lesquelles on effectue le contrôle qui définissent une face de 1 ' assem- blage sont repérées par une référence donnée à la face comportant les deux arêtes. Les références associées aux faces d'assemblage sur lesquelles on a réalisé un contrôle sont enregistrées en regard des résultats du contrôle. Les données concernant la rectitude des assembla- ges de combustible sont fournies en temps réel et peuvent être archivées de manière à prévoir un plan de rechargement du réacteur nucléaire.The edges of the assembly on which the control is carried out which define one face of the assembly are identified by a reference given to the face comprising the two edges. The references associated with the assembly faces on which an inspection has been carried out are recorded opposite the inspection results. The data concerning the straightness of the fuel assemblies are provided in real time and can be archived so as to provide for a plan for recharging the nuclear reactor.
En outre, du fait de l'étalonnage préalable du système, il n'est pas nécessaire de matérialiser un repère de référence et l'assemblage de combustible peut occuper une position variable, quant à son orientation, dans la zone observée par les caméras.In addition, due to the prior calibration of the system, it is not necessary to materialize a reference frame and the fuel assembly can occupy a variable position, as for its orientation, in the area observed by the cameras.
On peut utiliser uniquement deux couples de caméras pour effectuer le contrôle, un premier couple de caméras permettant de réaliser des prises de vue sur deuxOnly two pairs of cameras can be used to carry out the control, a first pair of cameras making it possible to take photographs on two
DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) grilles successives et un second couple de caméras permettant de réaliser des prises de vue sur une grille unique distincte des deux grilles successives. On peut ainsi obtenir au moins trois points de mesure, pour déterminer la rectitude de l'assemblage de combustible. Le contrôle de rectitude de l'assemblage de combustible peut être effectué au moment du passage de l'assemblage de combustible dans la zone de transfert 26 après son déchargement du coeur du réacteur nucléaire ou au moment de son passage dans la zone de transfert 26, lors du rechargement du coeur.SUBSTITUTE (RULE 26) successive grids and a second pair of cameras making it possible to take pictures on a single grid distinct from the two successive grids. At least three measurement points can thus be obtained to determine the straightness of the fuel assembly. The straightness check of the fuel assembly can be carried out at the time of the passage of the fuel assembly in the transfer zone 26 after its unloading from the core of the nuclear reactor or at the time of its passage in the transfer zone 26, when reloading the heart.
Après son passage dans la zone de transfert 26, lors du déchargement, l'assemblage de combustible est déposé dans la piscine de désactivation 29 du bâtiment du combustible du réacteur nucléaire.After passing through the transfer zone 26, during unloading, the fuel assembly is deposited in the deactivation pool 29 of the nuclear reactor fuel building.
Le contrôle peut également être effectué par un dispositif tel que décrit plus haut disposé dans la piscine de désactivation 29.The control can also be carried out by a device as described above arranged in the deactivation pool 29.
L'invention permet donc de réaliser des contrôles de rectitude qui sont parfaitement intégrés aux opérations de déchargement et de rechargement du coeur d'un réacteur nucléaire.The invention therefore makes it possible to carry out straightness checks which are perfectly integrated into the unloading and reloading operations of the core of a nuclear reactor.
Les contrôles sont réalisés de manière automatique et la précision des mesures peut être très élevée, cette précision étant déterminée en grande partie par la méthode utilisée pour 1 ' analyse des images fournies par les caméras.The checks are carried out automatically and the precision of the measurements can be very high, this precision being largely determined by the method used for analyzing the images supplied by the cameras.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut utiliser un nombre quelconque de caméras pour effectuer des mesures sur un nombre quelconque d'arêtes de grille alignées suivant au moins deux arêtes longitudinales de 1 ' assemblage de combustible. Au minimum, il est nécessaire d'utiliser trois couples de caméras disposés respectivement à la partie supérieure, à la partie inférieure et dans une partie médiane de 1 ' assemblage de combustible pour déterminer par comparaison les caractéristiques de rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible.The invention is not limited to the embodiment which has been described. Thus, any number of cameras can be used to make measurements on any number of grid edges aligned along at least two longitudinal edges of the fuel assembly. At a minimum, it is necessary to use three pairs of cameras arranged respectively at the upper part, at the lower part and in a middle part of the fuel assembly to determine by comparison the straightness characteristics of the edges of the assembly of combustible.
On peut utiliser tout type de caméra adapté aux méthodes photogrammetriques et fournissant une image qui peut être exploitée automatiquement par un ordinateur. L'ordinateur d'exploitation des images peut être programmé de toute manière voulue pour réaliser les calculs lors de 1 ' étalonnage et lors de la détermination des coordonnées des arêtes de grille et pour fournir en sortie les résultats concernant la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible sous une forme numérique ou graphique quelconque.One can use any type of camera adapted to photogrammetric methods and providing an image which can be exploited automatically by a computer. The image processing computer can be programmed in any desired manner to perform the calculations during calibration and when determining the coordinates of the grid edges and to output the results regarding the straightness of the edges of the grid. fuel assembly in any digital or graphical form.
Il est possible également d'effectuer un contrôle visuel de l'aspect de grilles-entretoises, pendant les opérations de contrôle géométrique de la déformée de l'assemblage de combustible, à l'aide des caméras vidéo. Le contrôle d'aspect peut être effectué par examen, en temps réel, d'images des grilles-entretoises sur des écrans vidéo. Il peut être nécessaire, pour contrôler l'aspect des grilles-entetoises sur toute leur périphé- rie, de faire tourner l'assemblage de combustible, autour de son axe, de 180° au poste de contrôle. Il est également possible de prévoir au moins un ensemble de caméras supplémentaire placé à 1 'opposé des ensembles de caméras utilisés pour le contrôle géométrique de rectitude, par rapport à l'assemblage de combustible. Cet ensemble de caméras supplémentaire n'est utilisé que pour le contrôle d'aspect des grilles-entetoises.It is also possible to carry out a visual control of the appearance of spacer grids, during the geometric control operations of the deformation of the fuel assembly, using video cameras. The appearance control can be carried out by examining, in real time, images of the spacer grids on video screens. To control the appearance of the spacer grids around their entire periphery, it may be necessary to rotate the fuel assembly, around its axis, by 180 ° at the control station. It is also possible to provide at least one additional set of cameras placed opposite the sets of cameras used for the geometric straightness control, with respect to the fuel assembly. This additional set of cameras is only used for controlling the appearance of the spacer grids.
Les défauts qui peuvent être décelés par le contrôle d'aspect sont en particulier les suivants : défauts d'arrachement, manque de matière, cisaillement, fissures, déformations, pliage des ailettes, corrosion.The defects which can be detected by the appearance control are in particular the following: tearing faults, lack of material, shearing, cracks, deformations, folding of the fins, corrosion.
Ces contrôles permettent de recenser les défauts des grilles et de suivre l'évolution des défauts lors de campagne de contrôle ultérieur des assemblages de combustible.These checks make it possible to identify the faults of the grids and to follow the evolution of the faults during a subsequent inspection campaign for the fuel assemblies.
Ces contrôles peuvent être utilisés dans le cadre du retour d'expérience pour apporter des améliorations sur les grilles. L ' invention s ' applique au contrôle de tout assemblage de combustible de forme prismatique comportant des arêtes rectilignes suivant lesquelles sont alignées des arêtes de bords de grilles de 1 ' assemblage de combustible. These controls can be used in the context of feedback to make improvements to the grids. The invention applies to the control of any fuel assembly of prismatic shape comprising rectilinear edges along which edges of edges of grids of the fuel assembly are aligned.

Claims

REVENDICATIONS 1. - Procédé de contrôle géométrique d ' un assemblage de combustible ( 1 ) pour un réacteur nucléaire comportant, à l'intérieur d'une ossature de forme prisma- tique, un faisceau de crayons combustibles (6) parallèles entre eux, disposés suivant la direction longitudinale de 1 ' assemblage de combustible ( 1 ) , 1 ' ossature comportant une pluralité de grilles-entretoises (2) de maintien transversal des crayons combustibles ( 6 ) espacées 1 ' une de 1 ' autre suivant la direction longitudinale de 1 ' assemblage de combustible ( 1 ) , de forme prismatique droite et comportant des arêtes alignées (7, 7') suivant des arêtes longitudinales (8, 8') de l'assemblage de combustible ( 1 ) , le procédé ayant pour but de contrôler la rectitude des arêtes (8, 8') de l'assemblage de combustible (1), caractérisé par le fait :CLAIMS 1. - Method of geometric control of a fuel assembly (1) for a nuclear reactor comprising, inside a prismatic frame, a bundle of fuel rods (6) parallel to each other, arranged in the longitudinal direction of the fuel assembly (1), the frame comprising a plurality of spacer grids (2) for transversely holding the fuel rods (6) spaced apart from one another in the longitudinal direction of 1 'fuel assembly (1), of straight prismatic shape and having aligned edges (7, 7') along longitudinal edges (8, 8 ') of the fuel assembly (1), the method having the aim of controlling the straightness of the edges (8, 8 ') of the fuel assembly (1), characterized by the fact:
- qu'on réalise sur chacune des arêtes de grille (7, 7') d'au moins deux ensembles d'arêtes de grille alignées d'au moins trois grilles (2) d'un assemblage de combustible ( 1 ) , au moins un couple de prises de vues sous des angles différents, en utilisant au moins trois couples de stations de prises de vues (11, 11') alignées suivant la direction d'une arête (8, 8') de l'assemblage de combustible, - qu'on détermine, à partir des prises de vues, les coordonnées dans un repère fixe de l'espace, d'au moins un point de chacune des arêtes de grille (7, 7'), et- That on each of the grid edges (7, 7 ') is produced at least two sets of aligned grid edges of at least three grids (2) of a fuel assembly (1), at least a pair of shots from different angles, using at least three pairs of shooting stations (11, 11 ') aligned in the direction of an edge (8, 8') of the fuel assembly, - that one determines, from the shots, the coordinates in a fixed coordinate system of space, of at least one point of each of the grid edges (7, 7 '), and
- qu'on réalise une comparaison des coordonnées obtenues pour chacun des ensembles d'arêtes de grille (7,- that a comparison of the coordinates obtained for each of the sets of grid edges (7,
7' ) alignées suivant une arête (8, 8' ) de l'assemblage de combustible ( 1 ) , pour déterminer un écart éventuel à la rectitude des arêtes (8, 8') de l'assemblage de combustible. 7 ') aligned along an edge (8, 8') of the fuel assembly (1), to determine a possible deviation from the straightness of the edges (8, 8 ') of the fuel assembly.
2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, préalablement à la réalisation des prises de vues sur les arêtes de grille (7, 7') de l'assemblage de combustible (1), on effectue un étalonnage des stations de prises de vues (11, 11'), individuellement et dans leur ensemble, en réalisant des prises de vues sur un canevas d' étalonnage ( 20 ) comportant des repères (22) ayant des coordonnées connues.2.- Method according to claim 1, characterized in that, prior to taking pictures on the grid edges (7, 7 ') of the fuel assembly (1), a calibration of the stations is carried out of shots (11, 11 '), individually and as a whole, by taking shots on a calibration canvas (20) comprising marks (22) having known coordinates.
3.- Procédé suivant la revendication 2, caracté- risé par le fait que le canevas d'étalonnage (20) comporte des lignes parallèles aux arêtes (8, 8') de l'assemblage de combustible dans sa position de mesure sur lesquelles sont disposés les repères ( 22 ) .3.- Method according to claim 2, characterized in that the calibration canvas (20) has lines parallel to the edges (8, 8 ') of the fuel assembly in its measurement position on which are arranged marks (22).
4.- Procédé suivant l'une quelconque des revend!- cations 2 et 3, caractérisé par le fait que l'étalonnage permet de déterminer les paramètres de 1 ' orientation interne de chacune des caméras (11,11' ) et les paramètres définissant 1 ' orientation externe des caméras les unes par rapport aux autres. 4.- Method according to any one of the resells - cations 2 and 3, characterized in that the calibration makes it possible to determine the parameters of the internal orientation of each of the cameras (11,11 ') and the parameters defining 1 external orientation of the cameras relative to each other.
5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la détermination des paramètres de 1 ' orientation externe permet d'obtenir une matrice de passage d'un référentiel image associé à chacune des caméras (11, 11') à un référentiel objet constituant le repère fixe dans lequel sont déterminées les coordonnées des arêtes de grille.5.- Method according to claim 4, characterized in that the determination of the parameters of the external orientation makes it possible to obtain a matrix for passing from an image reference frame associated with each of the cameras (11, 11 ') to a reference frame object constituting the fixed coordinate system in which the coordinates of the grid edges are determined.
6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, pour chacune des grilles-entretoises (2) sur laquelle on effectue des prises de vues d'arêtes (7, 7'), une des stations de prises de vues (11) est constituée par une caméra dont le champ de visée permet de fournir des images d'au moins une première et une seconde arêtes de grille (7, 7') de la grille-entretoise (2) et dont l'axe optique est dis- posé dans un plan bissecteur de deux faces externes de la grille-entretoise (2) se coupant suivant la première arête (7) de la grille-entretoise (2) et une seconde station de prises de vues (11') est constituée par une caméra dont le champ de visée permet de réaliser une prise de vues de la première arête ( 7 ) de la grille et dont 1 ' axe de visée ( 13 ' ) est disposé dans un plan bissecteur de deux faces de la grille-entretoise (2) se coupant suivant la seconde arête ( 7 ' ) de la grille- entretoise ( 2 ) . 6.- Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that, for each of the spacer grids (2) on which edges are taken (7, 7 '), one of the camera stations (11) consists of a camera, the field of view of which provides images of at least first and second grid edges (7, 7 ') of the spacer grid (2) and the optical axis of which is arranged in a bisector plane of two external faces of the spacer grid (2) intersecting along the first edge (7) of the spacer grid (2) and a second shooting station (11 ') is constituted by a camera whose field of view makes it possible to take a shot of views of the first edge (7) of the grid and the aiming axis (13 ') of which is arranged in a bisector plane of two faces of the spacer grid (2) intersecting along the second edge (7') of the spacer grid (2).
7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le contrôle géométrique de 1 ' assemblage de combustible ( 1 ) est réalisé pendant la manutention de 1 " assemblage de combustible, au cours d'une opération de déchargement ou de rechargement du réacteur nucléaire.7.- Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the geometric control of one fuel assembly (1) is carried out during the handling of 1 "fuel assembly, during an operation unloading or reloading the nuclear reactor.
8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le contrôle géométrique de 1 ' assemblage de combustible ( 1 ) est réalisé dans la piscine de désactivation ( 29 ) . 8.- Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the geometric control of one fuel assembly (1) is carried out in the deactivation pool (29).
9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on détermine, à partir des coordonnées des arêtes de grille (7, 7' ), la déformée globale de l'assemblage de combustible (1).9.- Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that one determines, from the coordinates of the grid edges (7, 7 '), the overall deformation of the fuel assembly (1 ).
10.- Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'on effectue, simultanément au contrôle géométrique, un contrôle d'aspect de grilles-entretoises ( 2 ) de 1 ' assemblage de combustible (1), par examen d'images des grilles-entretoises fournies par des caméras. 11.- Dispositif de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible ( 1 ) pour un réacteur nucléaire comportant, à l'intérieur d'une ossature de forme prismatique, un faisceau de crayons combustibles (6) parallèles entre eux, disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible (1), l'ossature comportant une pluralité de grilles-entretoises (2) de maintien transversal des crayons combustibles ( 6 ) espacées 1 ' une de l'autre suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible ( 1 ) , de forme prismatique droite et comportant des arêtes alignées suivant des arêtes longitudinales (8, 8') de l'assemblage de combustible (1), caractérisé par le fait qu'il comporte :10.- Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that one carries out, simultaneously with the geometric control, an appearance control of the spacer grids (2) of the fuel assembly ( 1), by examining images of the spacer grids provided by cameras. 11.- Geometric control device for a fuel assembly (1) for a nuclear reactor comprising, inside a prismatic frame, a bundle of fuel rods (6) parallel to each other, arranged in the direction longitudinal of the fuel assembly (1), the framework comprising a plurality of spacer grids (2) for transversely holding the fuel rods (6) spaced apart from one another in the longitudinal direction of the fuel assembly (1), of straight prismatic shape and having edges aligned along longitudinal edges (8, 8 ') of the fuel assembly (1), characterized in that it comprises:
- deux supports rectilignes sensiblement parallèles (10, 10') piacés à une certaine distance l'un de l'autre,- two substantially parallel rectilinear supports (10, 10 ') spaced at a certain distance from each other,
- un ensemble d'au moins deux caméras (11) fixé sur le premier support (10) dans des dispositions espacées l'une de l'autre,- a set of at least two cameras (11) fixed on the first support (10) in arrangements spaced from one another,
- un second ensemble d ' au moins deux caméras (11') fixé sur le second support (10') dans des dispositions espacées l'une de l'autre,- a second set of at least two cameras (11 ') fixed on the second support (10') in arrangements spaced from one another,
- chacune des caméras (11) du premier ensemble de caméras fixé sur le premier support (10) constituant avec une seconde caméra (11') fixée sur le second support ( 10 ' ) un couple de stations de prises de vues photogrammetriques d'au moins deux arêtes (7, 7') d'une grille- entretoise (2) de l'assemblage de combustible (1), et- each of the cameras (11) of the first set of cameras fixed on the first support (10) constituting with a second camera (11 ') fixed on the second support (10') a pair of photogrammetric photographing stations of at least at least two edges (7, 7 ') of a grid-spacer (2) of the fuel assembly (1), and
- un ordinateur d' exploitation d ' images relié aux caméras (11, - an image processing computer connected to the cameras (11,
11'), pour réaliser la détermination des coordonnées d'au moins un point de chacune des arêtes de grille (7, 7') dont on effectue les prises de vues, par une méthode photogrammétrique.11 '), to determine the coordinates of at least one point of each of the grid edges (7, 7') of which the shots are taken, by a photogrammetric method.
12.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte : - un ensemble d'au moins trois caméras (11) fixé sur le premier support (10), et12.- Device according to claim 11, characterized in that it comprises: - a set of at least three cameras (11) fixed on the first support (10), and
- un ensemble d'au moins trois caméras (11' ) fixé sur le second support ( 10 ' ) .- a set of at least three cameras (11 ') fixed on the second support (10').
13.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un canevas d'étalonnage (20) constitué par un cadre sur lequel est fixée une pluralité de fils (21) dans une disposition tendue, de manière à être rectilignes et parallèles entre eux, une pluralité de repères (22) étant placés sur chacun des fils (21) du canevas d 'étalonnage ( 20 ) .13.- Device according to any one of claims 11 and 12, characterized in that it further comprises a calibration framework (20) constituted by a frame on which is fixed a plurality of wires (21) in a stretched arrangement, so as to be rectilinear and parallel to each other, a plurality of marks (22) being placed on each of the wires (21) of the calibration framework (20).
14.- Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que le cadre du canevas (20) présente une longueur supérieure à la longueur d'un assemblage de combustible et une largeur supérieure à la longueur de la diagonale d'une grille-entretoise (2) de l'assemblage de combustible.14.- Device according to claim 13, characterized in that the framework of the canvas (20) has a length greater than the length of a fuel assembly and a width greater than the length of the diagonal of a grid-spacer (2) the fuel assembly.
15.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé par le fait que le premier support (10) et le second support (10') sont constitués par des mâts verticaux (28, 28') sur lesquels les caméras (11, 11') sont disposées par couple d'une première caméra (11) sur le premier mât (10) et d'une seconde caméra (11') sur le second mât (10') placées sensiblement à un même niveau pour réaliser de prises de vues d'arêtes (7, 7') d'une grille-entretoise (2) de15.- Device according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the first support (10) and the second support (10 ') are constituted by vertical masts (28, 28') on which the cameras (11, 11 ') are arranged in pairs with a first camera (11) on the first mast (10) and a second camera (11') on the second mast (10 ') placed at substantially the same level to take edges shots (7, 7 ') of a spacer grid (2) of
1 ' assemblage de combustible ( 1 ) en position verticale dans une zone de contrôle adjacente aux mâts (10, 10').1 fuel assembly (1) in a vertical position in a control area adjacent to the masts (10, 10 ').
16.- Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que les mâts (10, 10') sont disposés dans une zone de transfert (26) des assemblages de combustible à l'intérieur du bâtiment du combustible (23) du réacteur nucléaire.16.- Device according to claim 15, characterized in that the masts (10, 10 ') are arranged in a transfer zone (26) of the fuel assemblies inside the fuel building (23) of the nuclear reactor .
17.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus, au moins un ensemble supplémentaire de caméras, pour effectuer le contrôle visuel des grilles-entretoises ( 2 ) de 1 ' assemblage de combustible ( 1 ) , placé à 1 ' opposé des ensembles de caméras utilisés pour le contrôle géométrique, par rapport à l'assemblage de combustible (1). 17.- Device according to claim 11, characterized in that it further comprises, at least one additional set of cameras, for carrying out the visual control of the spacer grids (2) of the fuel assembly (1), placed opposite the sets of cameras used for geometric control, with respect to the fuel assembly (1).
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