本發(fā)明涉及壓水堆核電站燃料組件的裝卸技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法。

背景技術(shù)：
壓水堆核電站燃料組件的裝卸工作主要由換料機完成，裝卸燃料組件過程為核電站大修期間關(guān)鍵路徑之一。如何在保證核燃料組件安全的前提下，以最短的時間完成裝卸工作直接關(guān)系著大修關(guān)鍵路徑時間，從而影響著核電站的效益。為了保證燃料組件的安全，防止裝卸過程中因距離太近而導(dǎo)致相互剮蹭，換料機一般會采用偏置的方式，即換料機在插拔燃料組件時離開目標(biāo)位置一段距離。而根據(jù)距離的不同，偏置方式分為全偏置和半偏置兩種（如圖1所示）。請參考圖2，在現(xiàn)有的裝卸料過程中，以裝料過程為例，其具體流程如下：S101，根據(jù)換料機當(dāng)前的位置判斷是否需要進行偏置，若是，則執(zhí)行S102，反之，則執(zhí)行S106。具體地，如圖3及圖4所示，換料機運行于堆芯上面的軌道且與控制系統(tǒng)連接，主要由大車、小車及主提升三部分組成，堆芯位于換料機的后上方。其中，大車負(fù)責(zé)前后（X方向）的運動，小車負(fù)責(zé)左右（Y方向）的運動，主提升則負(fù)責(zé)上下（Z方向）的運動。該控制系統(tǒng)內(nèi)裝有一套可編程控制器，其內(nèi)運行換料機的控制軟件。工作時，控制系統(tǒng)通過裝載于大車、小車及主提升上的三個編碼器實時獲取位置信號，并實時判斷換料機的當(dāng)前位置，根據(jù)該當(dāng)前位置判斷是否需要進行偏置，且換料機各個部分的后續(xù)運行方向均由控制系統(tǒng)控制，直至完成整個裝料工作。S102，換料機的大車和小車同時運行至全偏置位置。S103，主提升下降至7900mm高度，堆芯全程高度約為8700mm。S104，換料機的大車和小車同時運行至半偏置位置。S105，主提升下降至8700mm高度。S106，換料機的大車和小車同時運行至目標(biāo)格架正上方。S107，主提升下降至堆芯底部，直至載荷釋放，燃料組件坐落于目標(biāo)格架上。綜上，現(xiàn)有的換料機采用的是“全偏置+半偏置”的二次偏置方式（如圖5所示），導(dǎo)致?lián)Q料機的換料效率低下，延長了大修關(guān)鍵路徑時間，從而影響了核電站效益。另外，控制系統(tǒng)內(nèi)裝載的控制軟件在判斷判斷是否需要進行偏置時，其具體流程是：將堆芯組件變?yōu)?7*17的289個數(shù)字，每個燃料組件對應(yīng)唯一的編號，形成如圖6所示的堆芯指針圖。當(dāng)換料機在堆芯內(nèi)運動時，控制系統(tǒng)會根據(jù)大車、小車及主提升上的三個編碼器實時獲取位置信號得知換料機的當(dāng)前位置，之后根據(jù)該堆芯指針圖得知換料機的當(dāng)前位置屬于第幾個燃料組件編號，最后再根據(jù)所得知的所屬編號周圍燃料組件是否裝載，來進一步判斷能否滿足偏置條件及確定偏置方向。即，采用指針輪詢的方式進行偏置條件的判斷及偏置方向的確定。在采用指針輪詢方式時，為了確定換料機的當(dāng)前位置屬于第幾個燃料組件編號，每次都需要便利整個堆芯指針圖，效率極低，且未進行架構(gòu)優(yōu)化，無法滿足實時性要求，還存在誤判的可能。同樣，在卸料過程中，換料機仍然采用的是“全偏置+半偏置”的二次偏置方式，導(dǎo)致?lián)Q料機的換料效率低下，延長了大修關(guān)鍵路徑時間，從而影響了核電站效益。且在判斷是否需要進行偏置時，仍然是采用上述的指針輪詢方式。因此，有必要提供一種改進的燃料組件裝卸方法來克服上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種壓水堆核電站燃料的裝卸方法，以在保證燃料組件安全的前提下，提高換料機的換料效率，縮短大修關(guān)鍵路徑時間，從而給核電站帶來顯著的經(jīng)濟效益。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種壓水堆核電站的燃料組件裝載方法，包括：（1）控制系統(tǒng)驅(qū)動換料機的大車和小車同時運行至目標(biāo)預(yù)定偏置位置；（2）所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述換料機的主提升下降至第一高度；（3）所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述大車和小車運行至目標(biāo)位置正上方；（4）所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述主提升下降至堆芯底部。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的壓水堆核電站的燃料組件裝載方法，現(xiàn)將大車和小車同時運行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置，再將主提升下降至第一高度（即距離堆芯頂部的8700mm處），之后將大車和小車運行至目標(biāo)位置正上方，最后將主提升下降至堆芯底部以完成燃料組件的裝載過程；即，該裝載方法在保證燃料組件安全的前提下，僅采用了一次偏置方式（全偏置方式），相比傳統(tǒng)裝載過程中所采用的“全偏置+半偏置”的二次偏置方式，提高了換料機的換料效率，縮短了大修關(guān)鍵路徑時間，從而給核電站帶來了顯著的經(jīng)濟效益。較佳地，進行步驟（1）之前還包括：根據(jù)所述換料機的當(dāng)前位置判斷是否進行偏置，根據(jù)判斷結(jié)果進行步驟（1）或步驟（3）。具體地，“根據(jù)所述換料機的當(dāng)前位置判斷是否進行偏置”具體包括：以所述大車和所述小車的運動方向維度建立堆芯二維數(shù)組圖；將所述換料機的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為所述堆芯二維數(shù)組圖中的位置；采用九宮格模型判斷是否進行偏置及偏置方向。較佳地，進行“采用九宮格模型判斷是否進行偏置及確定偏置方向”之前還包括：判斷所述目標(biāo)位置是否合法。具體地，所述第一高度為距離堆芯頂部8.7米處。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種壓水堆核電站的燃料組件卸載方法，包括：（1）控制系統(tǒng)驅(qū)動換料機的大車和小車同時運行至目標(biāo)位置正上方；（2）所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述換料機的主提升上升至第一高度；（3）所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述大車和小車同時運行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置；（4）所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述主提升上升至堆芯頂部。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明壓水堆核電站的燃料組件卸載方法，先將大車和小車同時運行至目標(biāo)位置正上方，再將主提升上升至第一高度（即距離堆芯頂部的8700mm處），之后將大車和小車運行至目標(biāo)預(yù)定的偏置位置，最后將主提升上升至堆芯頂部以完成燃料組件的卸載過程；即，該卸載方法在保證燃料組件安全的前提下，僅采用了一次偏置方式（全偏置方式），相比傳統(tǒng)卸載過程中所采用的“全偏置+半偏置”的二次偏置方式，提高了換料機的換料效率，縮短了大修關(guān)鍵路徑時間，從而給核電站帶來了顯著的經(jīng)濟效益。較佳地，進行步驟（1）之前還包括：根據(jù)所述換料機的當(dāng)前位置判斷是否進行偏置。具體地，“根據(jù)所述換料機的當(dāng)前位置判斷是否進行偏置”具體包括：以所述大車和所述小車的運動方向維度建立堆芯二維數(shù)組圖；將所述換料機的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為所述堆芯二維數(shù)組圖中的位置；采用九宮格模型判斷是否進行偏置及確定偏置方向。較佳地，進行“采用九宮格模型判斷是否進行偏置及確定偏置方向”之前還包括：判斷所述目標(biāo)位置是否合法。具體地，所述第一高度為距離堆芯頂部8.7米處。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實施例。附圖說明圖1為偏置方式的示意圖。圖2為現(xiàn)有燃料組件的裝料流程圖。圖3為換料機與堆芯的示意圖。圖4為換料機控制系統(tǒng)的示意圖。圖5為圖2所述裝料流程圖的二次偏置示意圖。圖6為堆芯指針圖。圖7為本發(fā)明反應(yīng)堆核電站的燃料組件裝載方法一實施例的流程圖。圖8為圖7所述裝載方法流程圖的一次偏置示意圖。圖9為圖7所示步驟S201的子流程圖。圖10為圖9所示步驟S2011的堆芯二維數(shù)組圖。圖11為二維數(shù)組維度坐標(biāo)示意圖。圖12為九宮格模型示意圖。圖13為目標(biāo)位置合法性判斷的流程圖。圖14為目標(biāo)位置的9種合法情形示意圖。圖15為根據(jù)圖12確定偏置方向的流程圖。圖16為4種符合偏置換料條件的情形的換料示意圖。圖17為本發(fā)明反應(yīng)堆核電站的燃料組件卸載方法一實施例的流程圖。具體實施方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。請參考圖7，本發(fā)明壓水堆核電站的燃料組件裝載方法包括以下步驟：S201，根據(jù)換料機的當(dāng)前位置判斷是否進行偏置，若是，則進行S202，反之，則進行S204；S202，控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置；如圖8所示的全偏置位置；S203，控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升下降至第一高度，即距離堆芯頂部8.7米處；S204，控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運行至目標(biāo)位置正上方；S205，控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升下降至堆芯底部，直至載荷釋放，燃料組件坐落于目標(biāo)格架上。需要說明的是，步驟S201、S204及S205是在S201判斷出不需要進行偏置的情況下，采用直插方式完成的燃料組件的裝載。從以上描述及圖8可以看出，在燃料組件的裝載過程中，在保證燃料組件安全的前提下，僅采用了一次偏置方式（全偏置方式），相比傳統(tǒng)裝載過程中所采用的“全偏置+半偏置”的二次偏置方式，提高了換料機的換料效率，縮短了大修關(guān)鍵路徑時間，從而給核電站帶來了顯著的經(jīng)濟效益。具體地，如圖9所示，步驟S201具體包括：S2011，以大車和小車的運動方向維度建立堆芯二維數(shù)組圖；具體地，采用17*17的二維數(shù)組代替?zhèn)鹘y(tǒng)的堆芯指針圖，X為大車的運動方向維度，涵蓋堆芯01—15編碼組件，Y為小車的運動方向維度，涵蓋堆芯A-R編碼組件，Array【X，Y】即代表堆芯單個燃料組件，所建立的堆芯二維數(shù)組圖如圖10所示，圖中的白色部分代表堆芯；S2012，將換料機的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為堆芯二維數(shù)組圖中的位置；具體地，裝載于換料機的大車、小車及主提升的三個編碼器實時獲取換料機的X方向（大車運動方向）、Y方向（小車運動方向）及Z方向（主提升運動方向）的位置信息，控制系統(tǒng)根據(jù)三個位置信息判斷出換料機的當(dāng)前位置，將換料機的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為堆芯二維數(shù)組圖中的位置具體采用以下坐標(biāo)系及計算公式：如圖11所示，以傾翻機所在的位置作為原點，堆芯的中心點坐標(biāo)為（x0，y0），換料機的當(dāng)前位置坐標(biāo)為（x，y），而堆芯格架的間隔為L，則圖10所示的二維數(shù)組的起點坐標(biāo)為（x0+8.5*L，y0+8.5*L），再根據(jù)維度計算公式得到二維數(shù)組Array【X，Y】的維度，最后根據(jù)所求得的維度并結(jié)合堆芯二維數(shù)組圖便可得知換料機的當(dāng)前位置在圖10中的位置，即完成了換料機的當(dāng)前位置在堆芯二維數(shù)組圖中的位置的轉(zhuǎn)換，其中，維度計算公式為：X=INT（（x0-x）/L+8.5）Y=INT（（y0-y）/L+8.5）其中INT表示取整；S2013，判斷目標(biāo)位置是否合法，若是，則進行步驟S2014，反之，則結(jié)束；具體地，根據(jù)燃料組件技術(shù)規(guī)范規(guī)定，堆芯內(nèi)組件至少有相鄰的兩面受到支撐（可以是圍板或另一組件），以防止組件因重心不穩(wěn)而傾倒，因此換料機操作核燃料組件前必須對目標(biāo)位置的合法性進行判斷。假設(shè)目標(biāo)位置的二維數(shù)組維度為【X，Y】，為了便于分析，將目標(biāo)位置的周圍組件進行編號，如圖12所示，結(jié)合圖12的九宮格模型及圖13的目標(biāo)位置合法性判斷流程進行分析判斷，得到了如圖14所示的9種目標(biāo)位置合法有效情形，進一步地通過對圖14中9種合法情形的歸納總結(jié)，可以得出結(jié)論：目標(biāo)位置是否合法只與第1、3、5、7等四個位置相關(guān)，即這四個位置中至少2個相鄰位置已裝載燃料組件；S2014，采用九宮格模型判斷是否進行偏置及確定偏置方向；具體地，為了避免燃料組件在相對運動時出現(xiàn)剮蹭、超欠載等情況，換料機采用偏置方式操作核燃料組件，因此不但要求目標(biāo)位置合法，同時要求目標(biāo)位置周圍三個相鄰位置尚未裝載燃料組件，在圖14的9種目標(biāo)位置合法情形中，只有a—d四種情形符合偏置條件，再結(jié)合圖12及圖15可知，當(dāng)格架2、格架1及格架3中均未裝載燃料組件時，則確定偏置方向為左上，當(dāng)格架4、格架3及格架5中均未裝載燃料組件時，則確定偏置方向為右上，當(dāng)格架6、格架5及格架7中均未裝載燃料組件時，則確定偏置方向為右下，當(dāng)格架8、格架7及格架1中均未裝載燃料組件時，則確定偏置方向為左下，四種符合偏置條件情形的換料示意圖如圖16所示。從以上描述可以看出，在判斷是否需要進行偏置及確定偏置方向時，本發(fā)明采用了基于二維數(shù)組技術(shù)的方法替代傳統(tǒng)的指針輪詢方式，提高了效率，且優(yōu)化了架構(gòu)，滿足了實時性的要求，且不存在誤判的可能。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種壓水堆核電站的燃料組件卸載方法，如圖17所示，其具體包括以下步驟：S301，根據(jù)換料機的當(dāng)前位置判斷是否進行偏置，若是，則進行S302，反之，則進行S306；S302，控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運行至目標(biāo)位置正上方；S303，控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升上升至第一高度；如圖8所示的8700mm處；S304，控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置；如圖8所示的全偏置位置；S305，控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升上升至堆芯頂部，完成燃料組件的卸載；S306，控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運行至目標(biāo)位置正上方；S307，控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升上升至堆芯頂部，完成燃料組件的卸載。需要說明的是，步驟S301、S306及S307是在S301判斷出不需要進行偏置的情況下，采用直插方式完成的燃料組件的卸載。從以上描述及圖8可以看出，在燃料組件的卸載過程中，在保證燃料組件安全的前提下，僅采用了一次偏置方式（全偏置方式），相比傳統(tǒng)裝載過程中所采用的“全偏置+半偏置”的二次偏置方式，提高了換料機的換料效率，縮短了大修關(guān)鍵路徑時間，從而給核電站帶來了顯著的經(jīng)濟效益。需要說明的是，在燃料組件的卸載方法中，其“根據(jù)換料機的當(dāng)前位置判斷是否進行偏置”的具體判斷步驟與燃料組件的裝載方法中的判斷步驟相同，故在此不再贅述。以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進行的修改、等效組合。