судовые энергетические установки
СУДОСТРОЕНИЕ
Моноблочная (интегральная) компоновка оборудования АЭУ (рис. 5):
в сочетании со страховочным корпусом гарантирует невозможность вытекания теплоносителя из первого контура даже при его разгерметизации, что исключает тяжелую аварию с потерей теплоносителя и появлением радиоактивных аэрозолей;
конструктивные особенности моноблока позволяют осуществить пассивное расхолаживание реактора через корпус к атмосферному воздуху за счет естественной конвекции по специально предусмотренным воздуховодам, что позволяет избежать перегрева активной зоны и ее расплавления;
Судовые энергетические установки (ЭУ) и составляющие их технические средства (ТС) на всех этапах эксплуатации характеризуются такими технико-эксплуатационными свойствами и показателями, как мощность, производительность, подача, экономичность, надежность, живучесть и др. От того, насколько оперативно, полно и достоверно будут оцениваться и реализовываться эти свойства, зависит качество выполнения задач, стоящих перед судном в целом. Особая роль здесь принадлежит системе контроля, предназначенной для сбора, преобразования, передачи и представления информации, необходимой для принятия решений о воздействии на контролируемый объект. Наличие в составе ЭУ десятков технических средств, имеющих самые разные принципы действия, обуславливает необходимость контроля сотен параметров. Совершенствование, повышение мощности установок, насыщение их автоматикой ведет к росту количества контрольно-измерительных приборов (КИП). Так, за последние 40 лет число КИП только по энергетическим установкам увеличилось примерно в 6 раз, количество приборов-сигнализаторов возросло более чем в 30 раз.
Анализ распределения блоков контроля ТС по видам сигнального раздражителя и способам представления информации показывает, что около 90% приборов предусматри-
позволяет обеспечить изготовление, сборку и наладку реакторного модуля полностью в заводских условиях с последующей доставкой крупных блоков к месту строительства АЭС, что, в конечном счете, повышает экономическую конкурентоспособность АЭС.
Концепция подземных АЭС на базе корабельных ядерных технологий с реактором на быстрых нейтронах, охлаждаемым ЖМТ (сплавом свинец—висмут), в моноблочном исполнении и размещение АЭУ в подземных тоннелях, защищенных стометровой толщей геологически устойчивых формаций, в наиболее полной мере отвечает требованиям к атомным энергоисточникам следующего столетия.
вают визуальную форму восприятия информации. Восприятие информации слуховым, тактильным и температурным анализаторами оператора составляет около 10% [1].
Традиционная система визуального контроля включает объект и зрительную систему оператора, взаимодействие которых происходит либо непосредственно, либо опосредованно, через оптический прибор.
Опытные операторы могут визуально достаточно надежно контролировать показания приборов, обнаруживать при внешнем осмотре многие поверхностные дефекты — трещины, окисные пленки, дефекты сварки, местные концентраторы напряжений в виде острых зазубрин, рисок и т. п. Однако результаты такого контроля в значительной степени субъективны, поскольку зависят от индивидуальных особенностей оператора (острота зрения, цветовосприятие, память) и его физического состояния (степень усталости, внимательности и т. п.).
Условно зрительную систему (ЗС) оператора можно разделить на две части: зрительный анализатор, который является своего рода датчиком видеоинформации, и центральную нервную систему. Зрительный анализатор имеет определенные ограничения по разрешающей способности в виде порогов световой, пространственной и временной чувствительности. Большое значение здесь имеют внешние условия (ос-
Литература
1. Долгов В. Н. Энергетическая установка с внутренне присущей безопасностью для подземной АЭС//Атомная энергия. 1994. Т. 76. Вып. 2.
2. Долгов В. Н. ПАТЭС экологически безопас-нее//Международный журнал «Сегодня». 1996. № 1/2.
3. Долгов В. Н. Концепция и перспективы создания экологически чистых, безопасных и социально приемлемых ядерных технологий// Атомная энергия. 1996. Т. 82. Вып. 5.
4. Атомные электростанции XXI века/В. Н. Долгов, Н.И. Кулагин, А.И. Салан, С.П. Щукин//Подзем-ное пространство мира. 1997. № 3.
вещенность, угол обзора, расстояние до объекта, вибрация, состояние промежуточной среды и др.), которые существенно влияют на разрешающую способность зрительного анализатора оператора.
Центральная нервная система выполняет роль управляющего звена ЗС, обеспечивая переработку информации, включая арифметические и логические операции, хранение и извлечение информации из памяти.
Анализ предельной информационно-пропускной способности (предельное число различимых градаций состояния объекта в единицу времени) центральной нервной системы показывает, что она составляет примерно 10—40 бит/с, в то время как пропускная способность зрительного анализатора более чем в миллион раз выше — примерно 45 Мбит/с [2].
Данное несоответствие резко снижает возможности переработки информации ЗС оператора в целом. В этом случае центральная нервная система работает как звено с чистым запаздыванием. Именно этим объясняется то, что при визуальном контроле практически отсутствует косвенная оценка обобщенных показателей ТС, ограничено число контролируемых КИП и существенна погрешность считывания при оперативном контроле, крайне низка надежность динамического контроля при решении задач управления, ограничены возможности запоминания и объективной количественной оценки изображений элементов оборудования по данным внешнего осмотра, эндоскопии и микроскопии в диагностических задачах.
Узкий световой диапазон спектра электромагнитного излучения, вос-
КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Ю. И. Плотников, докт. техн. наук (ВМИИ) УДК 681.518.5:007.52:629.5.03
СУДОСТРОЕНИЕ 5'1WV
СУДОВЫЕ 3HE^rETÈ4ECÊÈE УСТАНОВКИ
принимаемый зрительным анализатором оператора непосредственно, не позволяет получить в полном объеме информацию о состоянии теплоэнергетических и электроэнергетических объектов, так как они активно излучают энергию в инфракрасном (ИК) диапазоне спектра.
Перечисленные недостатки традиционных систем визуального контроля судовых ТС существенно снижают полноту, оперативность и достоверность контроля.
Одним из путей решения этой проблемы является автоматизация процесса сбора и обработки изображений с помощью компьютеризированных видео- и тепловизионных комплексов. Информационно-пропускная способность процессоров современных ЭВМ составляет сотни Мбит/с, что более чем в миллион раз превышает пропускную способность ЗС оператора. Возможности современных тепловизионных модулей позволяют визуализировать ИК-излучение объектов в диапазоне от 1 до 14 мкм и более, что расширяет диапазон спектра наблюдения более чем в 1000 раз.
В основу методологии создания компьютеризированного видеокомплекса положены принципы единого теоретико-информационного подхода к биологическим и техническим системам передачи и обработки изображений на основе диалектических противоречий, биотехнической аналогии и математического моделирования.
Центральное место в структуре формирования системы занимает ТС как объект визуального контроля, который непосредственно взаимодействует со зрительной системой оператора и аппаратно-программными модулями, частично восполняющими и дублирующими ЗС. Зрительная система оператора характеризуется психофизическими свойствами, такими как память, пропускная способность, разрешающая способность зрительного канала. Аппаратно-программные модули системы характеризуются информационно-техническими параметрами видеодатчиков, компонентами компьютера и интерфейсом.
Формализованное описание взаимодействия указанной триады с учетом внешних световых, механических и тепловых воздействий возможно при наличии математического описания объекта контроля.
( НАЧАЛО
I
Операционная среда Windows 3.1
Цель контроля Ввод исходных данных
Пакет программ Supervisor, Winstone 95
Модуль алгоритмов первичной обработки изображений ТС и тестирования аппаратных средств системы
Пакет Submarine, Borland Quattro Pro
Пакет программ Thermovision 8—14
Модуль обработки тепловизионных портретов ТС для диагностирования, обеспечения пожаробезопасности, обнаружения одиночных объектов
Пакет Paradox-video
Модуль формирования баз прогностических данных и архивации изображений элементов ТС
КОНЕЦ
Рис. 1. Блок-схема алгоритмических и программных мод/лей компьютеризированного многоцелевого визуального контроля судовых ТС
Математическая модель должна обладать достаточной общностью и работоспособностью в широком спектре длин волн излучения ТС, особенно в тепловом диапазоне, включающем световое и ИК-излучение. Учитывая специфику зрительного восприятия, в модели следует предусматривать дискретность и стоха-стичность изображений объекта. Кроме того, модель должна быть пригодной для формализации многоцелевого визуального контроля.
Важнейшим вопросом при обработке изображения объекта является сжатие объемов информации. Получение изображения в формате экрана монохромного монитора
1024 на 760 пикселов с разрешением 256 оттенков требует около 1 Мбайт памяти. Если к этому добавить, что объект необходимо сканировать во времени и представлять в полноцветном изображении, то судовой видеокомплекс должен иметь пространственно-временную фильтрацию изображений. Вместе с тем, искусственное снижение объема информации об объекте не должно приводить к значительной потере точности при воспроизведении изображений, поэтому необходима разработка критериев оценки качества обработки, сжатия и восстановления изображений и методов оптимизации перечисленных процедур. Полученное
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Рис. 2. Внешний вид микровидеоголовки ЭВК-103МС (слева для сравнения по габаритам показан аналоговый датчик давления ЭДД-100)
изображение объекта должно быть обработано и представлено в виде, позволяющем принять решение о применении тех или иных воздействий на ТС.
Основные направления, реализующие преи
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.