核燃料组件变形检测系统样机研制

摘要

在核电站，燃料组件工作在高温、高压、高辐射的循环水中，由于受装配应力及热应力等的影响，燃料棒和燃料组件的外形会发生变化，变形严重时会缩短燃料组件的使用寿命、危及反应堆的安全运行、影响核电的正常生产等，因此对燃料组件的变形进行定期检测具有重要的实际意义。 本文以中国核动力研究设计院4所委托给我方的项目“核燃料组件变形检测系统研制”为背景，以测量样机的研制过程为主线，理论联系实际地详细阐述了样机研制中的各个设计环节：激光扫描子系统、机械传动装置子系统、电路子系统、数据采集软件子系统。 激光具有发散角小和能量集中的特点，因此基于激光扫描投影的检测方法具有非接触、精度高、动态范围宽、抗干扰强等优点；机械传动装置子系统是一个由步进电机、蜗杆蜗轮减速器、同步带构成的开环系统，同步带传动具有传动比准确、传动效率高、传动功率范围大、传动平稳的特点，同时同步带材料选用能防水的氯丁橡胶，以便实现水下检测；硬件电路子系统选用Atmel公司的高性能AVR单片机和高速同步计数芯片74F161，采用高频脉冲填充记数的方式对信号脉冲宽度进行计量，发进电机控制电路除了控制电机的方向、启停和速度外，还要响应控制扫描滑板行程的限位开关动作信号；数据采集软件子系统负责读取、计算和向PC机上传测量数据，同时完成PC机和数据采集电路、数据采集电路和步进电机控制电路间的数据通信；在论文的最后，介绍了样机的实际运行和验收情况，分析并总结了引入误差的一些主要环节，并提出了相关的解决措施，同时对本样机今后升级为工程用机，在改进时需注意的地方提供了几点参考。本样机的研制成功，验证了基于激光扫描投影的非接触方法用于核燃料组件变形测量的可行性和有效性，为实际的核燃料组件变形检测开辟了一种全新的检测手段，为今后工程用机的研制打下了基础，对推动我国核电事业的发展有着重要的实际意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章综述

第二章总体方案设计

第三章光路设计

第四章机械装置设计

第五章电路及嵌入式软件设计

第六章系统运行情况及结论

参考文献

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