近日,由公司主导研发的集团首套新燃料组件外观及燃料棒端塞智能检查系统在H2R09新燃料接收期间首次投入运行。该系统利用高分辨率光学成像、机器视觉识别、深度学习缺陷检测等先进技术,通过对新燃料组件进行全流程、高精度、智能化检查,实现了新燃料检查从人工目视到智能诊断的重要跨越。长远来看,该系统还将为构建核燃料健康状态预测系统提供数据基础,实现对潜在风险的早发现、早干预,支撑“燃料零破损”战略目标,全面提升核燃料管理的智能化水平和安全可靠性。

突破技术瓶颈,实现检查智能化升级

近年来,国内核电厂多次发生因燃料破损、下端塞掉落导致的非计划停堆事件,引发行业对核燃料安全的高度关注。国家核安全局明确要求,核电厂必须坚持以“核燃料零破损”为目标导向,全面提升燃料组件的可靠性与质量管理水平。长期以来,核电厂在新燃料组件入堆前的检查主要依赖人工目视,存在效率低、经验依赖、无影像资料留存、难以发现微小缺陷等问题,技术支持部主动谋划,引入高分辨率光学成像、机器视觉与深度学习技术,打造了一套集自动化检查、影像采集、智能分析与数据管理于一体的智能检查系统。该系统具备四面外观检查与下端塞焊缝检测能力,可在燃料接收提升过程中自动完成全方位高清影像采集与缺陷识别,有效补齐传统检查方式短板,实现了从“人眼判断”到“智能诊断”的根本性转变。

技术方案创新,构建全流程检查能力

该系统由主控制机柜、端塞状态检查子系统和四面外观检查子系统组成,具备多轴运动控制、高精度定位、力感知保护等先进功能。系统采用多轴直线模组与微型成像模组,实现在狭窄空间内对燃料棒下端塞的精准定位与高清成像,通过微型成像模组与多相机协同作业,可在燃料组件提升过程中同步完成四面外观与下端塞焊缝的图像采集与智能分析。算法方面,系统采用基于深度学习的PaDiM异常检测模型,即使在异常样本极少的情况下,仍能实现对燃料组件表面划痕、异物、焊缝缺陷等的高精度识别,显著提升了检测准确性。

实施成效显著,实现多重价值提升

该系统已在红沿河基地完成现场测试与功能验证,成效显著。在安全性能保障方面,具备力感知保护与空间姿态识别功能,杜绝燃料组件机械损伤风险;检查效率大幅提升,可在1分钟内完成一组燃料组件的高清成像与智能分析,效率远超人工;缺陷识别能力增强,成功识别出人为设置的细微划痕与异物,识别精度优于1mm;全流程可追溯,所有检查影像与结果自动存储,形成核燃料组件全生命周期数字化档案。

竞争优势突出,具备行业推广价值

该系统以“最高标准、最实举措”响应国家核安全局要求,具备全流程自动检查、AI智能诊断、技术自主化、可持续升级等多项优势。其成功实施标志着新燃料质量管理从“被动响应”迈向“主动预防”,不仅提升了燃料可靠性水平,也为下一步搭建燃料组件健康预测模型、推动“智慧电厂”与“数字孪生”建设奠定了数据基础,具备成为行业标准应用的潜力。

下一步,技术支持部将持续借助数智时代赋予的新机遇,在乏燃料外观检测智能诊断、核燃料可靠性全流程智能诊断、核燃料“数字孪生”技术、数据治理等方向持续探索发力,充分利用智能化、自动化技术实现核燃料领域的离线“状态体检”到在线“实时健康管理”的技术革新,为行业健康发展贡献“红沿河智慧”。