[發明專利]核電廠管道熱疲勞監測系統

有效

• 申請號: 201911065122.8
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110828011B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 朱斌;趙巖;顧政;陳志林;陳忻;安英輝;薛飛;李曉蔚;王春輝;張彥召;余偉煒
• 申請（專利權）人: 廣東核電合營有限公司;蘇州熱工研究院有限公司;大亞灣核電運營管理有限責任公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21C17/017
• 分類號: G21C17/017;G21C17/112
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 汪青

本發明公開了一種核電廠管道熱疲勞監測系統，包括安裝于安全殼內一回路管道上的疲勞監測傳感器組件、安裝于安全殼內的數據采集單元、安裝于安全殼外的光電轉換單元和監視與分析評估單元；所述疲勞監測傳感器組件包括熱電偶、套設在部分所述熱電偶上的金屬編織軟管、將所述熱電偶安裝在管道上的安裝支架以及將熱電偶固定在所述安裝支架上的滑塊；所述數據采集單元包括環境傳感器，所述數據采集單元用于接收疲勞監測傳感器組件及環境傳感器所測得的模擬信號，并將其轉換為數字信號后輸出；所述光電轉換單元用于接收所述數字信號并將其轉化為光信號，輸送給監視與分析評估單元；所述監視與分析評估單元用于接收所述光信號并進行熱疲勞的監視和分析評估。

技術領域

本發明核電廠管道熱疲勞監測技術領域，具體涉及一種適用于在役核電廠一回路輔助管道的熱疲勞監測系統。

背景技術

熱疲勞是導致核電廠一回路管道裂紋的重要機理，且該機理未在最初設計基準瞬態中予以完全考慮，這給核電廠長期安全運行帶來了較大的隱患。隨著一回路管道熱疲勞事件的不斷發生，國外核電監管機構在此方面給予了足夠的重視：德國等歐洲國家已將熱疲勞監測和評估寫入核安全法規，美國NRC要求各核電廠安裝監測儀表對熱疲勞損傷進行監測與評價，中國國家核安全局也提出必須關注一回路管道的熱疲勞問題，并要求核電廠進行有效管理。因此，針對核電廠管道進行熱疲勞監測技術研究與開發，對預測和預防熱疲勞事件的發生具有重要意義。

現有方式通常利用核電廠原設計傳感器監測一回路管道中發生的瞬態，并結合最大允許瞬態發生次數，來計算疲勞累積使用因子，以此來評估一回路管道的疲勞狀態。由于這些傳感器設計之初并非為了監測管道的熱疲勞現象，因此，這種方式存在一些較為明顯的弊端：(1)測點位置少，且不具有針對性，不能覆蓋熱疲勞敏感管段和位置；(2)傳感器為單點式，無法監測熱分層、熱沖擊等熱疲勞現象；(3)采集數據量少，難以支撐對疲勞的詳細分析與評估。

發明內容

有鑒于此，為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種能應用于在役核電廠一回路輔助管道上的熱疲勞監測系統。

為了達到上述目的，本發明采用以下的技術方案：

一種核電廠管道熱疲勞監測系統，包括安裝于安全殼內一回路管道上的疲勞監測傳感器組件、安裝于安全殼內的數據采集單元、安裝于安全殼外的光電轉換單元和監視與分析評估單元，所述疲勞監測傳感器組件和數據采集單元之間通過補償電纜連接，所述數據采集單元與光電轉換單元之間通過電氣貫穿件連接，所述光電轉換單元的發射端和接收端之間通過光纜連接，所述光電轉換單元與監視與評估單元之間通過網線連接；所述疲勞監測傳感器組件包括熱電偶、套設在部分所述熱電偶上的金屬編織軟管、將所述熱電偶安裝在管道上的安裝支架以及將熱電偶固定在所述安裝支架上的滑塊；所述數據采集單元包括環境傳感器，所述數據采集單元用于接收疲勞監測傳感器組件及環境傳感器所測得的模擬信號，并將其轉換為數字信號后輸出；所述光電轉換單元用于接收所述數字信號并將其轉化為光信號，輸送給監視與分析評估單元；所述監視與分析評估單元用于接收所述光信號并進行熱疲勞的監視和分析評估。

優選地，所述安裝支架包括與金屬編織軟管的一端相連接的連接短管、與所述連接短管連接的鋼帶以及連接所述鋼帶兩端的連接扣，所述鋼帶上開設有容納所述熱電偶的通槽，所述通槽的延伸方向與所述鋼帶的延伸方向相同。

更加優選地，所述鋼帶的熱膨脹系數與待測管道的熱膨脹系數相同。

更加優選地，所述滑塊包括下滑塊和蓋板，所述下滑塊和蓋板之間形成有供所述熱電偶穿過的弧形槽，所述下滑塊上開設有用于供所述鋼帶貫穿的矩形通孔以及供所述熱電偶的探頭貫穿的圓形通孔，所述圓形通孔沿所述下滑塊的高度方向貫穿，所述圓形通孔的延伸方向與矩形通孔的延伸方向垂直。

進一步優選地，所述下滑塊和蓋板上均對應開設有螺紋孔，所述螺紋孔向下延伸至所述矩形通孔。