[發明專利]適用于核電站一回路振動噪聲監測系統的信號分析方法

在審

• 申請號: 201811068063.5
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109192346A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 劉才學;李蕓;楊泰波;李朋洲;何攀;卓文彬
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了適用于核電站一回路振動噪聲監測系統的信號分析方法，將絕對位移傳感器、相對位移傳感器和壓力脈動傳感器安裝在壓力容器和一回路的特定位置上實時探測壓力容器和一回路主設備各部分的振動情況。通過計算分析各傳感器信號的典型自、互功率譜、相關和相位，獲得壓力容器和一回路主設備的模態。運用監測計算軟件實時監測、顯示振動情況并計算、分析、管理振動信息。本發明適用于核電站一回路振動噪聲監測系統的信號分析方法，用于盡早發現堆內構件支撐劣化和壓緊彈簧松弛，盡早發現一回路設備由于固定狀況、嚴密性能改變或在冷卻劑側液壓動態負荷的增加引起的異常狀況。

技術領域

本發明涉及核電站監測領域，具體涉及適用于核電站一回路振動噪聲監測系統的信號分析方法。

背景技術

反應堆堆內構件在高溫、高壓和高輻射的環境條件下運行，長期受冷卻劑的高速沖擊，一旦發生事故會影響壓水堆機組的正常運轉，甚至發生更高級別的核事故。主系統的動力源是主泵轉動。壓力容器的振動是主系統激勵力作用的受迫振動。當壓力容器出現異常振動或故障時，將引起回路冷卻劑壓力波動等一系列問題。

由于田灣核電站、臺山核電站及目前正在發展的三代核電系統均配置了振動噪聲監測系統，振動早生信號分析計算方法研究有著廣闊的應用前景和發展完善空間。作為振動噪聲監測系統研制中的關鍵步驟，對振動噪聲信號分析計算方法的研究能幫助系統正確解讀測量信號，掌握設備振動狀態并判斷振動源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術缺乏對振動噪聲信號分析計算方法的研究，無法正確解讀測量信號、掌握設備振動狀態并判斷振動源，目的在于提供適用于核電站一回路振動噪聲監測系統的信號分析方法，解決上述問題。

本發明通過下述技術方案實現：

適用于核電站一回路振動噪聲監測系統的信號分析方法，包括以下步驟：S1：在反應堆一回路上設置絕對位移傳感器、相對位移傳感器和壓力脈動傳感器；所述絕對位移傳感器監測絕對位移信號，所述相對位移傳感器監測相對位移信號，所述壓力脈動傳感器監測壓力脈動信號；S2：根據絕對位移信號、相對位移信號和壓力脈動信號進行振幅超限判斷，當出現振幅超限時發出報警并將超限值保持至故障數據庫；S3：根據絕對位移信號、相對位移信號和壓力脈動信號得出絕對位移信號、相對位移信號和壓力脈動信號的自功率譜，并對絕對位移信號、相對位移信號和壓力脈動信號進行關聯計算得出一回路振動狀況。

現有技術中缺乏對振動噪聲信號分析計算方法的研究，無法正確解讀測量信號、掌握設備振動狀態并判斷振動源，而由于田灣核電站、臺山核電站及目前正在發展的三代核電系統均配置了振動噪聲監測系統，振動早生信號分析計算方法研究有著廣闊的應用前景和發展完善空間。

本發明應用時，選用絕對位移傳感器探測壓力容器的強迫振動，相對位移傳感器測量主泵的相對位移和主管道熱段的熱位移，壓力脈動傳感器測量主回路中的冷卻劑壓力波動。對前端測量獲取的三種傳感器信號進行分析處理和關聯計算可判斷一回路各部位振動狀況和振動原因。根據歷史運行經驗確定反應堆一回路各部分的振動幅度運行限值，實時監測一回路各部分振動情況時，判斷振幅是否超限。若幅值超過設定閾值，監測系統產生報警信號并將超限值保存至故障數據庫。通過安裝在壓力容器、主管道、主泵及冷卻劑泵上的三類傳感器測得絕對位移信號，相對位移信號和壓力脈動信號，計算各類信號的自功率譜和各信號間的關聯計算，評估一回路各部分的振動狀況并判斷振動原因。本發明用于盡早發現堆內構件支撐劣化和壓緊彈簧松弛，盡早發現一回路設備由于固定狀況、嚴密性能改變或在冷卻劑側液壓動態負荷的增加引起的異常狀況。作為振動噪聲監測系統研制中的關鍵步驟，對振動噪聲信號分析計算方法的研究能幫助系統正確解讀測量信號，掌握設備振動狀態并判斷振動源。

進一步的，還包括以下步驟：S4：對監測數據進行保存和分類管理，并對監測數據進行幅頻趨勢分析，根據幅頻趨勢分析結果對幅頻走勢進行預判。