一回路核級設(shè)備磨損的監(jiān)測模型
發(fā)布時(shí)間:2021-07-04 16:54
核級設(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。本文以一回路核級設(shè)備為對象,研究其磨損失效的原理和特征,并針對不同的磨損失效情況建立監(jiān)測模型,針對難以避免的典型磨損,構(gòu)建監(jiān)測模型,在線監(jiān)測敏感部位的磨損,并提取信號進(jìn)行分析,確定磨損部位和磨損程度。監(jiān)測模型可以通過至少兩種監(jiān)測手段監(jiān)測易發(fā)生磨損的部位,同時(shí),通過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。
【文章來源】:核安全. 2020,19(01)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【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)量以及使用頻率來確定,如圖3所示。在水下通過超聲波探頭獲取控制棒的振動(dòng)信號的實(shí)質(zhì)是液浸法的超聲波探測過程。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。
通過超聲波探頭收集的信號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)測控制棒的磨損情況,又可以應(yīng)用于監(jiān)測燃料棒的磨損情況(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)測燃料棒時(shí)也需要疊加燃料棒的信號和背景干擾信號來獲得最終的信號[7],并與允許范圍比較(注意峰峰值),判斷信號異常與否,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)對用于監(jiān)測控制棒的渦流系統(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在水中工作的燃料棒進(jìn)行監(jiān)測,這與升降控制棒時(shí)對控制棒進(jìn)行渦流監(jiān)測的方法不同。此時(shí),選用放置式線圈對燃料棒進(jìn)行監(jiān)測,一是因?yàn)榇┻^式線圈無法在此處使用;二是因?yàn)榉胖檬骄圈能提高探測的靈敏度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]壓水堆燃料元件包殼破損在線監(jiān)測系統(tǒng)研制[J]. 單陳瑜,賈運(yùn)倉,呂煒楓,熊軍,唐邵華,潘躍龍,楊林君. 核動(dòng)力工程. 2016(06)
[2]核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管的降質(zhì)及其無損檢測技術(shù)[J]. 丁訓(xùn)慎. 無損檢測. 2008(01)
[3]中子噪聲在核反應(yīng)堆吊籃振動(dòng)監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J]. 劉才學(xué),魏東,房成春,何紹群. 核動(dòng)力工程. 2006(01)
[4]核反應(yīng)堆故障早期檢測和在線狀態(tài)監(jiān)測方法[J]. 盛煥行,李紅霞. 核動(dòng)力工程. 2005(02)
[5]燃料組件控制棒包殼在役超聲渦流自動(dòng)檢測[J]. 張麗琴,鐘志民,李勁松,葉琛. 無損檢測. 2005(01)
[6]重型機(jī)械設(shè)備磨損故障識別研究[J]. 陳長征,勾軼,王楠. 重型機(jī)械. 2003(06)
[7]世界核電設(shè)備與結(jié)構(gòu)將長期面臨的一個(gè)問題——微動(dòng)損傷[J]. 唐輝. 核動(dòng)力工程. 2000(03)
[8]有界域軸向流動(dòng)中棒束流致振動(dòng)和穩(wěn)定性研究[J]. 蔣莉,王建立,沈孟育. 原子能科學(xué)技術(shù). 2000(01)
[9]壓水堆機(jī)械設(shè)備的磨損及其對策[J]. 趙建. 機(jī)械. 1999(06)
[10]國外蒸汽發(fā)生器更換的現(xiàn)狀及技術(shù)開發(fā)[J]. 汪勝國. 東方電氣評論. 1996(03)
本文編號:3265173
【文章來源】:核安全. 2020,19(01)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【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)量以及使用頻率來確定,如圖3所示。在水下通過超聲波探頭獲取控制棒的振動(dòng)信號的實(shí)質(zhì)是液浸法的超聲波探測過程。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。
通過超聲波探頭收集的信號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)測控制棒的磨損情況,又可以應(yīng)用于監(jiān)測燃料棒的磨損情況(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)測燃料棒時(shí)也需要疊加燃料棒的信號和背景干擾信號來獲得最終的信號[7],并與允許范圍比較(注意峰峰值),判斷信號異常與否,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)對用于監(jiān)測控制棒的渦流系統(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在水中工作的燃料棒進(jìn)行監(jiān)測,這與升降控制棒時(shí)對控制棒進(jìn)行渦流監(jiān)測的方法不同。此時(shí),選用放置式線圈對燃料棒進(jìn)行監(jiān)測,一是因?yàn)榇┻^式線圈無法在此處使用;二是因?yàn)榉胖檬骄圈能提高探測的靈敏度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]壓水堆燃料元件包殼破損在線監(jiān)測系統(tǒng)研制[J]. 單陳瑜,賈運(yùn)倉,呂煒楓,熊軍,唐邵華,潘躍龍,楊林君. 核動(dòng)力工程. 2016(06)
[2]核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管的降質(zhì)及其無損檢測技術(shù)[J]. 丁訓(xùn)慎. 無損檢測. 2008(01)
[3]中子噪聲在核反應(yīng)堆吊籃振動(dòng)監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J]. 劉才學(xué),魏東,房成春,何紹群. 核動(dòng)力工程. 2006(01)
[4]核反應(yīng)堆故障早期檢測和在線狀態(tài)監(jiān)測方法[J]. 盛煥行,李紅霞. 核動(dòng)力工程. 2005(02)
[5]燃料組件控制棒包殼在役超聲渦流自動(dòng)檢測[J]. 張麗琴,鐘志民,李勁松,葉琛. 無損檢測. 2005(01)
[6]重型機(jī)械設(shè)備磨損故障識別研究[J]. 陳長征,勾軼,王楠. 重型機(jī)械. 2003(06)
[7]世界核電設(shè)備與結(jié)構(gòu)將長期面臨的一個(gè)問題——微動(dòng)損傷[J]. 唐輝. 核動(dòng)力工程. 2000(03)
[8]有界域軸向流動(dòng)中棒束流致振動(dòng)和穩(wěn)定性研究[J]. 蔣莉,王建立,沈孟育. 原子能科學(xué)技術(shù). 2000(01)
[9]壓水堆機(jī)械設(shè)備的磨損及其對策[J]. 趙建. 機(jī)械. 1999(06)
[10]國外蒸汽發(fā)生器更換的現(xiàn)狀及技術(shù)開發(fā)[J]. 汪勝國. 東方電氣評論. 1996(03)
本文編號:3265173
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