核級(jí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)失效與微動(dòng)損傷有直接關(guān)系,在應(yīng)力集中部位,微動(dòng)又是許多核電設(shè)備提前失效的直接原因。本文以一回路核級(jí)設(shè)備為對(duì)象,研究其磨損失效的原理和特征,并針對(duì)不同的磨損失效情況建立監(jiān)測(cè)模型,針對(duì)難以避免的典型磨損,構(gòu)建監(jiān)測(cè)模型,在線監(jiān)測(cè)敏感部位的磨損,并提取信號(hào)進(jìn)行分析,確定磨損部位和磨損程度。監(jiān)測(cè)模型可以通過(guò)至少兩種監(jiān)測(cè)手段監(jiān)測(cè)易發(fā)生磨損的部位,同時(shí),通過(guò)不同的定位方法找到磨損發(fā)生的位置,并發(fā)出警報(bào),做到事故前預(yù)防。 

【文章來(lái)源】：核安全. 2020,19(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

控制棒組件磨損部位

現(xiàn)有的技術(shù)已允許超聲波探頭在堆芯內(nèi)部高溫高壓的水環(huán)境中工作，可以使用水下旋轉(zhuǎn)超聲聚焦探頭監(jiān)測(cè)從上端塞焊縫到下端塞焊縫之間的包殼管壁厚和直徑，以此判斷控制棒包殼的磨損程度及腐蝕程度[6]。超聲波探頭的數(shù)量可以根據(jù)控制棒數(shù)量以及使用頻率來(lái)確定，如圖3所示。在水下通過(guò)超聲波探頭獲取控制棒的振動(dòng)信號(hào)的實(shí)質(zhì)是液浸法的超聲波探測(cè)過(guò)程。由于探頭與控制棒不直接接觸，探頭發(fā)射的聲波需經(jīng)過(guò)冷卻劑射到控制棒，因此，聲波的發(fā)射和接受都比較穩(wěn)定。但水層的厚度會(huì)引起超聲波聲能的損失，因此，需要選用聚焦探頭以集中聲能。同時(shí)，在探頭的壓電晶片前覆蓋一層與水匹配的介質(zhì)，可以提高水浸探頭發(fā)射到水中的聲能。

通過(guò)超聲波探頭收集的信號(hào)可以判斷燃料棒包殼的厚度及直徑情況，并判斷棒微動(dòng)磨損和微動(dòng)磨蝕的程度。由于堆芯內(nèi)部下降的控制棒與燃料組件均在吊籃裝置中[6]，因此，監(jiān)測(cè)二者所用的超聲波系統(tǒng)可以合二為一，即水下超聲旋轉(zhuǎn)聚焦探頭既可以應(yīng)用于監(jiān)測(cè)控制棒的磨損情況，又可以應(yīng)用于監(jiān)測(cè)燃料棒的磨損情況（實(shí)際探頭的總數(shù)根據(jù)控制棒和燃料棒的情況而定，并合理分配各區(qū)域內(nèi)的探頭數(shù)）。需要注意的是，與控制棒一樣，在監(jiān)測(cè)燃料棒時(shí)也需要疊加燃料棒的信號(hào)和背景干擾信號(hào)來(lái)獲得最終的信號(hào)[7]，并與允許范圍比較（注意峰峰值），判斷信號(hào)異常與否，如圖4所示。因?yàn)槿剂习粼诜磻?yīng)堆正常工作時(shí)一直處在堆芯吊籃的內(nèi)部，不像控制棒會(huì)經(jīng)常被提起和下降，所以，應(yīng)對(duì)用于監(jiān)測(cè)控制棒的渦流系統(tǒng)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，即不在儀表導(dǎo)管或燃料棒導(dǎo)向管附近布置擁有穿過(guò)式線圈的探頭。此時(shí)，渦流探頭安排在反應(yīng)堆堆芯吊籃內(nèi)部，和超聲波探頭一同直接對(duì)在水中工作的燃料棒進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這與升降控制棒時(shí)對(duì)控制棒進(jìn)行渦流監(jiān)測(cè)的方法不同。此時(shí)，選用放置式線圈對(duì)燃料棒進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一是因?yàn)榇┻^(guò)式線圈無(wú)法在此處使用；二是因?yàn)榉胖檬骄�圈能提高探測(cè)的靈敏度。

【參考文獻(xiàn)】：
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