[發(fā)明專(zhuān)利]用于核電站高能管道介質(zhì)泄漏的溫濕度監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210540327.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103016958A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵拓;閆桂銀;張瑞萍;呂冬寶;肖代云;張雷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)核電工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F17D5/02
• 分類(lèi)號(hào): F17D5/02
• 代理公司: 北京天悅專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核工業(yè)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于核電站高能管道介質(zhì)泄漏的溫濕度監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

破前泄漏技術(shù)是保證反應(yīng)堆運(yùn)行安全性和可靠性的一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)。其基本思想是當(dāng)管道發(fā)生泄漏，泄漏量達(dá)到一定程度時(shí)，可以通過(guò)專(zhuān)設(shè)泄漏監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量出來(lái)并告知運(yùn)行人員，因此，在管道裂紋擴(kuò)展到臨界裂紋尺寸而突然斷裂之前，可以有充裕時(shí)間實(shí)現(xiàn)安全停堆，對(duì)泄漏管道進(jìn)行修補(bǔ)或更換等處理，以避免管道雙端斷裂的發(fā)生。

在以往已建核電站的設(shè)計(jì)中，對(duì)高能管道介質(zhì)泄漏監(jiān)測(cè)都是采用地坑液位、水裝量平衡等常規(guī)手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這些監(jiān)測(cè)手段總體監(jiān)測(cè)相應(yīng)時(shí)間漫長(zhǎng)，并且無(wú)法對(duì)不可識(shí)別泄漏進(jìn)行定位、定量。對(duì)于主管道、主蒸汽管道這樣的高能管道為避免管道在極端情況下發(fā)生雙端斷裂，通常可在管道上加裝防甩件等限制管道潛在的破裂位移。此種方法成本不菲，且只能在極端工況發(fā)生的情況下，被動(dòng)對(duì)事故進(jìn)行限制，失去了主動(dòng)監(jiān)視、預(yù)防高能管道脆性斷裂的能力。

隨著核電技術(shù)的發(fā)展，如何將破前泄漏技術(shù)在核電廠的改造、設(shè)計(jì)和建造中進(jìn)行有效應(yīng)用，具有重要意義，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于溫濕度原理的核電站高能管道專(zhuān)設(shè)局部泄漏監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)生介質(zhì)（水/蒸汽）泄漏的管道進(jìn)行泄漏位置的定位、泄漏源的尺寸評(píng)估、以及泄漏量的監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用于核電站高能管道介質(zhì)泄漏的溫濕度監(jiān)測(cè)方法，該方法在沿高能管壁與保溫層之間的傳播通道上加裝若干個(gè)溫濕度探頭，濕度探頭測(cè)量介質(zhì)泄漏后通道內(nèi)的絕對(duì)濕度變化，利用不同探頭接收到濕度增加信號(hào)的不同時(shí)間的相對(duì)關(guān)系，辨識(shí)出泄漏位置；濕度探頭記錄下濕度增加后，換算出整個(gè)通道內(nèi)總體介質(zhì)增量，并除以累計(jì)所用時(shí)間得到泄漏率；然后通過(guò)熱工計(jì)算，將實(shí)際泄漏處的體積泄漏率除以泄漏速率，從而估算出泄漏源的尺寸；溫度探頭通過(guò)溫度升高對(duì)管道泄漏情況和泄漏位置進(jìn)行輔助性判斷。

進(jìn)一步，如上所述的用于核電站高能管道介質(zhì)泄漏的溫濕度監(jiān)測(cè)方法，其中，對(duì)泄漏位置的計(jì)算通過(guò)以下公式實(shí)現(xiàn)：

xL=x1-x1-x3-v12(t3-t1)2]]>

v₁₂=Δx₁₂/(t₂-t₁)

公式中，

x_L為泄漏點(diǎn)的位置；

x₁、x₂、x₃為三個(gè)溫濕度探頭1、2、3布置的位置，取探頭1、2在泄漏點(diǎn)處管道介質(zhì)流向的下游，探頭3在泄漏點(diǎn)處管道介質(zhì)流向的上游；

t₁，t₂，t₃為三個(gè)探頭接受到相應(yīng)濕度信號(hào)的時(shí)間；

v₁₂為兩探頭間泄漏蒸汽的平均流速；

Δx₁₂為探頭1、2的間距。

進(jìn)一步，如上所述的用于核電站高能管道介質(zhì)泄漏的溫濕度監(jiān)測(cè)方法，其中，對(duì)泄漏率的計(jì)算可通過(guò)以下公式實(shí)現(xiàn)：

G_mL=2π(D+l)lv₁₂Δφ

當(dāng)D>>1時(shí)，G_mL=2πDlv₁₂Δφ

公式中，

G_mL為泄漏質(zhì)量流量；

D為管道外徑；

l為管道與保溫層之間的縫隙；

v₁₂為兩探頭間泄漏蒸汽的平均流速；