專利名稱：處理核電站的蒸汽發(fā)生器管道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及核電站，更具體地說(shuō)，涉及評(píng)估核電站的蒸汽發(fā)生器的管道的方法。
背景技術(shù)：
核電站已廣為所知。核電站通常包括含有一個(gè)或多個(gè)燃料電池的反應(yīng)堆、冷卻反應(yīng)堆的一次回路以及驅(qū)動(dòng)使發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)的二次回路。這樣的核電站一般還包括一次回路和二次回路之間的換熱器。換熱器一般為蒸汽發(fā)生器的形式，該蒸汽發(fā)生器包括承載一次冷卻劑的管道及承載二次冷卻劑的腔體，其中二次冷卻劑與上述管道(進(jìn)而與一次冷卻劑)之間存在熱交換關(guān)系。另外眾所共知，蒸汽發(fā)生器的管道會(huì)經(jīng)受因機(jī)械振動(dòng)、腐蝕及其它機(jī)械作用造成的磨損。因而有必要周期性地檢查蒸汽發(fā)生器的管道的磨損情況，以免出現(xiàn)管道故障，這有可能導(dǎo)致諸如二次回路的核污染等問(wèn)題。雖然已有大量方法被用于執(zhí)行這樣的檢查，但這些方法都難免受到諸多限制。一種檢查蒸汽發(fā)生器的管道的方法涉及向一個(gè)或多個(gè)管道中插入渦流傳感器，從該渦流傳感器接收信號(hào)，該信號(hào)一般為電壓及相角的形式。觀測(cè)該信號(hào)數(shù)據(jù)的分析人員一般必須具有豐富的專業(yè)技能，以便準(zhǔn)確地根據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)確定蒸汽發(fā)生器的管道的當(dāng)前條件。典型的蒸汽發(fā)生器可能具有例如三千至一萬(wàn)二千個(gè)管道，每個(gè)管道的長(zhǎng)度有幾百英寸。 因此，觀測(cè)渦流數(shù)據(jù)可能需要分析人員付出極其大量的時(shí)間。雖然某些測(cè)試規(guī)程取決于具體規(guī)程、運(yùn)行時(shí)間及其它因素，可能不需要測(cè)試蒸汽發(fā)生器的全部管道，但對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析仍需要大量的時(shí)間和金錢。在分析渦流數(shù)據(jù)時(shí)遇到的困難之一就是判斷信號(hào)是表明管道的一部分可能出現(xiàn)故障，還是未表明這樣的故障。蒸汽發(fā)生器的每個(gè)管道一般都有多處彎曲及多處機(jī)械支撐。 在使渦流傳感器穿過(guò)這樣的管道時(shí)，來(lái)自渦流傳感器的信號(hào)將隨著每處機(jī)械支撐及每處彎曲而發(fā)生變化，信號(hào)也會(huì)在管道有瑕疵(例如裂紋或缺口)處發(fā)生變化。這樣，分析中的困難就涉及以下能力，即判斷來(lái)自渦流傳感器的信號(hào)的變化是表明管道的已知幾何狀況(例如彎曲或支撐)還是表明裂紋或缺口，在前一種情況下一般不需要對(duì)信號(hào)做進(jìn)一步分析， 在后一種情況下一般需要對(duì)信號(hào)做進(jìn)一步分析。用于分析管道信號(hào)的現(xiàn)有方法涉及使用一個(gè)或多個(gè)預(yù)先建立的信號(hào)閾值。然而， 由于在一臺(tái)給定的蒸汽發(fā)生器內(nèi)管道幾何形狀的復(fù)雜多變性以及每個(gè)這樣的管道的相互不同的實(shí)際狀況，使用有限數(shù)量的固定信號(hào)閾值來(lái)解析來(lái)自管道的渦流信號(hào)數(shù)據(jù)仍將導(dǎo)致很多管道信號(hào)的很多部分超出這些有限數(shù)量的固定信號(hào)閾值，因而需要分析人員做進(jìn)一步的人工檢查。因此希望提供一種用于估計(jì)蒸汽發(fā)生器的管道的氣流條件的改進(jìn)的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面可以包括提供一種改進(jìn)的為蒸汽發(fā)生器建模的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)注區(qū)(ROI)的基線參數(shù)，還包括基于管道的歷史分析的各個(gè)管道的各個(gè)ROI的異常數(shù)據(jù)。管道的歷史分析可能已在蒸汽發(fā)生器的制造期間或者在先前的運(yùn)行檢查期間進(jìn)行。在這樣的歷史數(shù)據(jù)收集期間，蒸汽發(fā)生器的每個(gè)管道的渦流數(shù)據(jù)可被收集和評(píng)估以確保質(zhì)量。關(guān)于特定管道的特定ROI的數(shù)據(jù)若超過(guò)了 ROI的基線性能的值，則將被存儲(chǔ)為異常數(shù)據(jù)。這樣的異常數(shù)據(jù)關(guān)系到已被確定為產(chǎn)生會(huì)超過(guò)對(duì)應(yīng)的基線信號(hào)參數(shù)值， 但仍可接受的信號(hào)數(shù)據(jù)的特定R0I，因?yàn)檫@樣的信號(hào)數(shù)據(jù)代表了 ROI的歷史方面，而不代表 ROI中的缺陷。一旦已收集管道數(shù)據(jù)，則可以建立蒸汽發(fā)生器的模型，其包括多種ROI的基線性能參數(shù)，還可以包括上述異常數(shù)據(jù)。在蒸汽發(fā)生器的測(cè)試期間，來(lái)自渦流傳感器的信號(hào)被輸入到定位算法中，以識(shí)別分析中的管道的實(shí)際R0I，還識(shí)別蒸汽發(fā)生器的模型中的代表性R0I。如果關(guān)于實(shí)際ROI的來(lái)自渦流傳感器的信號(hào)超過(guò)了相應(yīng)的代表性ROI的基線參數(shù)，則觸發(fā)額外分析的需求。一開(kāi)始，額外分析涉及訪問(wèn)異常數(shù)據(jù)，以利用渦流傳感器判斷對(duì)于分析中的特定管道的特定實(shí)際ROI是否存在異常數(shù)據(jù)。如果存在這樣的異常數(shù)據(jù)，則將歷史異常數(shù)據(jù)與來(lái)自渦流傳感器的實(shí)際ROI的當(dāng)前信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，只有在當(dāng)前信號(hào)超過(guò)歷史異常數(shù)據(jù)達(dá)預(yù)定閾值的情況下，才觸發(fā)對(duì)進(jìn)一步分析的需求。另外，如果對(duì)于當(dāng)前實(shí)際ROI不存在相應(yīng)的異常數(shù)據(jù)， 則同樣觸發(fā)進(jìn)一步分析的需求。然而，如果給定ROI的渦流傳感器數(shù)據(jù)沒(méi)有超過(guò)模型中的相應(yīng)代表性ROI的基線參數(shù)，或者如果來(lái)自給定實(shí)際ROI的信號(hào)沒(méi)有超過(guò)該ROI的異常數(shù)據(jù)達(dá)預(yù)定閾值，則對(duì)該特定ROI不采取任何行動(dòng)，意味著該ROI被認(rèn)為合格(PASS)，不需要分析人員的進(jìn)一步分析。數(shù)據(jù)收集還可以包括每個(gè)管道在其與管板之間的穿越處(在管道的熱腿和冷腿兩者處)的數(shù)據(jù)收集和存儲(chǔ)。由于管板的厚度相對(duì)于管道自身及其它支撐結(jié)構(gòu)的厚度的關(guān)系，對(duì)于所有管板穿越不能可靠地確立基線信號(hào)。因此，在制造時(shí)或在運(yùn)行檢查期間對(duì)蒸汽發(fā)生器的每個(gè)管道的每條腿都要收集和存儲(chǔ)管板穿越渦流數(shù)據(jù)。在蒸汽發(fā)生器管道的后續(xù)測(cè)試期間，來(lái)自給定的管板穿越的歷史信號(hào)可以與來(lái)自同一管板穿越的當(dāng)前信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，并有效地從當(dāng)前信號(hào)鎮(zhèn)南關(guān)減去，以便生成一個(gè)新信號(hào)，該新信號(hào)代表了該管板穿越中的變化，通常沒(méi)有歷史信號(hào)偽像。所得到的信號(hào)然后可被放大，以便凸顯管道的條件變化， 以簡(jiǎn)化分析人員的評(píng)估或其它用途。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種或多種改進(jìn)的方法，它們減少了分析核電站的蒸汽發(fā)生器的管道所需的工作。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)由于需要更少的分析人員的人工評(píng)估，從而避免了分析人員的疲勞，并改進(jìn)了針對(duì)真正需要分析人員評(píng)估的ROI的總體結(jié)果， 所以提高了評(píng)估核電站的蒸汽發(fā)生器的管道的當(dāng)前條件的精度。本發(fā)明的這些和其它方面可被總體描述為涉及非破壞性地估計(jì)核電站的蒸汽發(fā)生器的多個(gè)管道的當(dāng)前條件的改進(jìn)方法，該方法的總體特性可被描述為包括在第一時(shí)間對(duì)于多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，收集歷史數(shù)據(jù)集；在第二時(shí)間對(duì)于多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，收集當(dāng)前數(shù)據(jù)集；以及利用歷史數(shù)據(jù)集的至少一部分以及當(dāng)前數(shù)據(jù)集的相應(yīng)至少一部分來(lái)生成另一數(shù)據(jù)集，該另一數(shù)據(jù)集代表了多個(gè)管道中的管道在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的條件變化。


結(jié)合附圖閱讀以下“具體實(shí)施方式
”部分可以進(jìn)一步理解本發(fā)明，在附圖中圖1是描繪本發(fā)明的某些方面的流程圖；圖2是描繪本發(fā)明的某些其它方面的流程圖；以及圖3是描繪本發(fā)明的某些其它方面的另一個(gè)流程圖。在整個(gè)說(shuō)明書中類似的標(biāo)號(hào)代表類似的部件。
具體實(shí)施例方式在圖1-3中一般性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的方法。這些方法通常全部涉及核電站，更具體地說(shuō)，涉及核電站的蒸汽發(fā)生器的管道的檢查。在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，這里記載的多種方法可以整體上采用，也可以部分地任意組合。這里采用的多種方法的某些方面涉及使用渦流傳感器收集數(shù)據(jù)，該渦流傳感器被裝入蒸汽發(fā)生器的延伸管道的內(nèi)部并且沿管道縱向穿過(guò)管道的內(nèi)部。可以人工實(shí)現(xiàn)傳感器的縱向移動(dòng)，但也可以借助于機(jī)器人控制的前進(jìn)機(jī)械裝置來(lái)有利地實(shí)現(xiàn)，該前進(jìn)機(jī)械裝置使渦流傳感器以受控的速度前進(jìn)，并能夠在任意給定時(shí)間提供代表渦流傳感器沿管道的縱向距離的數(shù)據(jù)流分量。來(lái)自渦流傳感器的其它數(shù)據(jù)流一般包括表征幅度的電壓分量以及表征相角的另一分量。有多種方法可用于存儲(chǔ)和分析這樣的數(shù)據(jù)流，其中一種方法涉及存儲(chǔ)在沿管道的縱向長(zhǎng)度方向上的任意點(diǎn)的電壓和相位數(shù)據(jù)。一般情況下，每英寸收集并存儲(chǔ) 30個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，但在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的情況下可以采用其它數(shù)據(jù)分布和密度。通?？梢岳斫猓湫偷恼羝l(fā)生器包括封有大約四千到一萬(wàn)二千個(gè)獨(dú)立管道的腔體，每個(gè)管道包括穿過(guò)管板的熱腿和冷腿，管板本身是厚度一般為20英寸以上的金屬厚板。每個(gè)管道可以有幾百英寸長(zhǎng)，有一個(gè)U形彎曲或者一對(duì)肘狀彎曲，但在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的情況下可以采用其他幾何形狀。每個(gè)這樣的管道一般還包括不同幾何形狀的20至30 個(gè)物理支撐。在初始制造期間，通過(guò)在鉆穿管板的一對(duì)孔中收納管道的兩端并且借助液壓使管道的兩端膨脹與所鉆出的孔的圓柱壁嚙合，將每個(gè)管道的熱腿和冷腿組裝到管板。雖然蒸汽發(fā)生器的每個(gè)管道的幾何形狀一般都與蒸汽發(fā)生器的幾乎所有其它管道不同，但是蒸汽發(fā)生器的總體構(gòu)造使得各管道的幾何形狀合成為一個(gè)整體。即，每個(gè)管道可以說(shuō)在其端部都包含一對(duì)管板穿越，一般用30. 0伏特量級(jí)的渦流傳感器電壓來(lái)表征。在兩個(gè)管板穿越之間是各種直道、支撐和彎曲。管道的直段的典型渦流電壓為0.05伏特，管道的彎曲部的典型電壓為0. 1伏特。支撐部的典型電壓可以是0. 2伏特，但在給定的蒸汽發(fā)生器內(nèi)可能存在多種類型的支撐，它們可能產(chǎn)生不同的特征電壓。然而，有利的是，直段、支撐和彎曲根據(jù)沿管道的距離的各種布局在任意給定的蒸汽發(fā)生器內(nèi)為有限數(shù)量的排列。這樣，根據(jù)蒸汽發(fā)生器的的已知幾何結(jié)構(gòu)以及可從蒸汽發(fā)生器收集的歷史數(shù)據(jù)，有利地建立定位算法，其中將一系列電壓和距離值輸入到算法中可以識(shí)別分析中的管道的特定關(guān)注區(qū)(ROI)。也就是說(shuō)，通常在管板穿越處、在管道附接到機(jī)械支撐的位置處、在管道的直段和彎曲之間的過(guò)渡部分、或者在其它容易想到的位置處發(fā)生管道經(jīng)受的磨損。給定管道的各個(gè)段可被劃分成各種關(guān)注區(qū)(ROI)，在數(shù)據(jù)收集期間可以基于合并到定位算法中的蒸汽發(fā)生器幾何結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息來(lái)非常準(zhǔn)確地識(shí)別這些關(guān)注區(qū)。 因而，通過(guò)將電壓、相位和距離數(shù)據(jù)輸入到定位算法中，定位算法可以識(shí)別正被分析的管道的特定段，因而實(shí)際ROI。本發(fā)明也可以說(shuō)是包括為蒸汽發(fā)生器建立模型，其包括存在于特定蒸汽發(fā)生器內(nèi)的多個(gè)代表性ROI中的每一個(gè)的基線參數(shù)，例如電壓和相位。有利地，下面也將更詳細(xì)地描述，模型還包括關(guān)于特定管道的特定ROI的異常數(shù)據(jù)，這些ROI具有超過(guò)模型的相應(yīng)ROI的基線參數(shù)的電壓和/或相角參數(shù)，不過(guò)這些參數(shù)也是可接受的，即，來(lái)自這些ROI的信號(hào)自身并不代表需要分析人員進(jìn)一步評(píng)估的缺陷。可以按照多種方式中的任一種來(lái)建立模型的各種代表性ROI的基線參數(shù)。在這里描述的示例性實(shí)施方式中，基于各管道及它們的ROI的理論估計(jì)以及根據(jù)實(shí)際管道及其實(shí)際ROI的渦流分析得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)建立模型的各種代表性ROI的各種基線參數(shù)。對(duì)管道的直接物理分析，例如通過(guò)收集蒸汽發(fā)生器的各個(gè)管道的渦流數(shù)據(jù)，有利地實(shí)現(xiàn)了對(duì)于在建立模型的代表性ROI的基線參數(shù)時(shí)可采用的典型ROI的數(shù)據(jù)收集。這樣的對(duì)管道的直接物理分析還可以用來(lái)收集隨后被存儲(chǔ)為特定管道的特定ROI的異常數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。另外，有利地，在蒸汽發(fā)生器的初始制造期間對(duì)渦流數(shù)據(jù)的這種直接收集可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)管道的初始評(píng)估，以評(píng)定該管道是否應(yīng)被舍棄，或者數(shù)據(jù)是否看起來(lái)不可靠而應(yīng)該重新收集。如果數(shù)據(jù)表明一個(gè)管道在制造期間是有缺陷的，那么可以舍棄該管道。另一方面，如果數(shù)據(jù)看起來(lái)表明渦流傳感器工作不正常，或者其它數(shù)據(jù)收集方面看起來(lái)是錯(cuò)誤的或不可靠的，那么可能需要重新收集數(shù)據(jù)。圖1總體描繪了用于收集管道數(shù)據(jù)的一種示例性方法，這些管道數(shù)據(jù)使得建立蒸汽發(fā)生器的模型以及建立基于蒸汽發(fā)生器的幾何結(jié)構(gòu)的定位算法成為可能。處理開(kāi)始于 104，此處針對(duì)蒸汽發(fā)生器的一個(gè)給定管道來(lái)收集渦流數(shù)據(jù)。如本文其它地方所述，數(shù)據(jù)流一般包括電壓、相位和距離分量，它們都可以被檢測(cè)為沿管道的長(zhǎng)度方向的連續(xù)信號(hào)或者離散數(shù)據(jù)點(diǎn)集合?？梢允謩?dòng)地或者有利地通過(guò)專門建造的機(jī)器人，將渦流傳感器插入管道中并且沿管道的縱向長(zhǎng)度方向使渦流傳感器縱向前進(jìn)。處理接著前進(jìn)到108，此處判斷從渦流傳感器信號(hào)中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)是否潛在不可靠。 例如，如果數(shù)據(jù)表明可能的數(shù)據(jù)收集錯(cuò)誤，處理前進(jìn)到112，此處管道數(shù)據(jù)被舍棄，管道被重新測(cè)試。此后處理將繼續(xù)到104。然而，如果在108處未確定數(shù)據(jù)是不可靠的，則處理前進(jìn)到116，此處判斷從渦流信號(hào)導(dǎo)出的管道數(shù)據(jù)是否超過(guò)接受閾值，如果這樣將表明管道自身有機(jī)械損傷或其它原因的損傷。一旦數(shù)據(jù)超過(guò)接受閾值，則在120處舍棄該管道。如果在116處管道數(shù)據(jù)沒(méi)有超過(guò)接受閾值，則處理前進(jìn)到124，此處判斷管道數(shù)據(jù)是否有任何部分超過(guò)理論上應(yīng)當(dāng)為管道的該部分的基線參數(shù)的值，即，蒸汽發(fā)生器的模型的相應(yīng)代表性ROI的基線參數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，可能判定分析中的管道的實(shí)際ROI包括物理支撐，渦流傳感器正在指示0. 4伏的電壓。雖然分析人員可能判定對(duì)于這樣的ROI —般預(yù)期電壓為0. 2伏，但分析人員仍然可能判定該特定的實(shí)際ROI是可接受的，0. 4伏的電壓屬于可接受的異常值。在這種情況下，在132處關(guān)于該特定管道的特定ROI的數(shù)據(jù)將被保存為異常數(shù)據(jù)集合的一部分。就此重申，如果關(guān)于上述ROI的數(shù)據(jù)表明該ROI是不可接受的，那么該管道及其數(shù)據(jù)已分別在112或120處被舍棄了。處理從IM和132 二處都前進(jìn)到128，此處管道數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)集中。然后在 136處判斷是否還有其它管道需要上述渦流分析。如果有其它管道等待測(cè)試，則處理在104 處從一個(gè)新管道開(kāi)始繼續(xù)進(jìn)行。否則，處理在140處繼續(xù)進(jìn)行，此處利用關(guān)于多個(gè)代表性 ROI的每一個(gè)的一組基線參數(shù)來(lái)建立蒸汽發(fā)生器的模型。模型還包括關(guān)于一個(gè)或多個(gè)特定管道的一個(gè)或多個(gè)特定ROI的上述異常數(shù)據(jù)?？梢岳斫猓⒄羝l(fā)生器模型在140處被包含在該示例性方法內(nèi)的該特定位置處，這只是可以建立蒸汽發(fā)生器的模型的點(diǎn)的一個(gè)例子。可以理解，利用多種分析方法，通過(guò)將從104至132實(shí)驗(yàn)收集的管道數(shù)據(jù)輸送至模型以提供模型細(xì)化并提供異常數(shù)據(jù)，可以建立蒸汽發(fā)生器的至少初始模型。因此可以理解，取決于可得到的數(shù)據(jù)及分析，可以隨時(shí)完整地或部分地建立蒸汽發(fā)生器的模型。處理前進(jìn)到144，此處可以基于蒸汽發(fā)生器的幾何結(jié)構(gòu)及其他因素來(lái)建立用于識(shí)別各種ROI的定位算法。如本文其它地方關(guān)于蒸汽發(fā)生器模型的建立所闡述的，在圖1所總體描繪的建立過(guò)程中，取決于可得到的分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以類似地隨時(shí)完整地或部分地建立定位算法。在完成后，定位算法有利地可以從位于蒸汽發(fā)生器的管道內(nèi)的渦流傳感器接收數(shù)據(jù)流，并且可以用電壓、相位和距離數(shù)據(jù)分量來(lái)識(shí)別被存儲(chǔ)在蒸汽發(fā)生器的模型內(nèi)的多種代表性ROI中的任一種。也就是說(shuō)，定位算法可以利用蒸汽發(fā)生器的管道內(nèi)的渦流信號(hào)來(lái)識(shí)別管道的特定段，因而可以識(shí)別管道的實(shí)際ROI，定位算法還可以根據(jù)蒸汽發(fā)生器的已建立的模型來(lái)識(shí)別對(duì)應(yīng)的代表性ROI及其基線參數(shù)，以便與正從實(shí)際ROI收集的渦流信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。在圖2中以示例性的方式描繪了蒸汽發(fā)生器的管道的測(cè)試?？梢岳斫?，在圖1中總體描繪的操作將先進(jìn)行，本質(zhì)上屬于歷史數(shù)據(jù)集。圖2中進(jìn)行的操作一般隨后發(fā)生，可能更像是對(duì)蒸汽發(fā)生器的目前或當(dāng)前測(cè)試。處理開(kāi)始于204，此處從蒸汽發(fā)生器的管道中提取信號(hào)。在208處利用上述定位算法來(lái)處理來(lái)自渦流傳感器的信號(hào)，以確定作為正從分析中的管道收集的信號(hào)的來(lái)源的實(shí)際ROI。然后在212處，定位算法利用來(lái)自渦流傳感器的信號(hào)從模型中檢索被確定為與定位算法已定位的實(shí)際ROI相對(duì)應(yīng)的代表性R0I。然后在216處判斷該實(shí)際ROI的信號(hào)數(shù)據(jù)是否超過(guò)了在212處從模型中識(shí)別并檢索出的代表性ROI的基線參數(shù)。如果在216處判定實(shí)際ROI的渦流信號(hào)沒(méi)有超過(guò)代表性ROI的基線參數(shù)，則處理前進(jìn)到220，此處對(duì)于該特定的實(shí)際ROI不采取任何進(jìn)一步的行動(dòng)。也就是說(shuō)，對(duì)于該特定的實(shí)際ROI不觸發(fā)任何額外的分析，從而不需要分析人員對(duì)該實(shí)際ROI執(zhí)行任何評(píng)估。然后在2M處判斷是否已到達(dá)分析中的管道的端部。如果是的，則在2 處結(jié)束對(duì)當(dāng)前管道的分析。然后可以分析另一個(gè)管道。然而，如果在2M處判定尚未到達(dá)管道的端部，則處理繼續(xù)至204處，繼續(xù)從分析中的管道提取渦流信號(hào)?？梢杂枚喾N方式來(lái)確立模型的各種代表性ROI的上述基線參數(shù)。最典型地，如上所述利用理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確立基線參數(shù)。例如，可能預(yù)計(jì)從管道的直段檢測(cè)到的典型渦流電壓為0. 05伏，在圖1中總體描繪的數(shù)據(jù)收集工作可能例如呈現(xiàn)出每個(gè)管道的每個(gè)直段的測(cè)試電壓值為0. 08伏或更低。這樣，對(duì)于與管道的直段相對(duì)應(yīng)的代表性ROI的基線電壓可被確定為0. 1伏。這將使得作為管道的直段的所有實(shí)際ROI在其初始條件下不超過(guò) 0. 1伏的基線參數(shù)，因而不會(huì)觸發(fā)進(jìn)一步分析的需求，如220所示。
類似地，可能預(yù)計(jì)從管道的彎曲部分得到的典型渦流傳感器電壓為0. 1伏，每個(gè)管道的彎曲段的實(shí)驗(yàn)ROI的基線參數(shù)可被確立為0.2伏。物理支撐一般產(chǎn)生0.2伏的渦流電壓，所以物理支撐ROI的基線參數(shù)可被確立為0. 3伏。這樣的基線參數(shù)一般將基于蒸汽發(fā)生器和核電站的各種規(guī)范以及關(guān)于蒸汽發(fā)生器的理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然而，可以理解， 基線參數(shù)的選擇一般將滿足超過(guò)基線參數(shù)的渦流傳感器信號(hào)值得分析人員的進(jìn)一步評(píng)估， 假定在模型中尚不存在可用于特定實(shí)際ROI的異常數(shù)據(jù)。即，希望選擇基線參數(shù)，使得當(dāng)渦流傳感器信號(hào)低于合理地應(yīng)當(dāng)觸發(fā)對(duì)特定實(shí)際ROI的進(jìn)一步分析的值時(shí)，不會(huì)觸發(fā)任何進(jìn)一步的行動(dòng)。然而，可以理解，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，可以采用多種方法來(lái)確立代表性ROI的基線參數(shù)。還要注意，基線參數(shù)可包括電壓、相角、模式數(shù)據(jù)以及任何其它類型的可能適當(dāng)?shù)膶?duì)代表性ROI的表征。基線參數(shù)的復(fù)雜度僅僅受限于收集和分析關(guān)于管道的數(shù)據(jù)的能力。 不受限地。如果某一信號(hào)超過(guò)了任意組合中的多種參數(shù)里的任何一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，那么可以確定超過(guò)了代表性ROI的基線參數(shù)。另外或者替代地，基線參數(shù)可能有更高的復(fù)雜度，其中舉例來(lái)說(shuō)，某些參數(shù)組合需要以某種方式被超過(guò)，以使系統(tǒng)觸發(fā)進(jìn)一步分析的需求。另一方面，如果在216判定實(shí)際ROI的信號(hào)以某種方式超過(guò)了所識(shí)別的相應(yīng)代表性ROI的基線參數(shù)，則處理前進(jìn)到230，此處判斷對(duì)于分析中的實(shí)際ROI是否存在異常數(shù)據(jù)。 如本文其它地方所述，異常數(shù)據(jù)有利地是蒸汽發(fā)生器的模型的一部分。如果在230判定存在這樣的異常數(shù)據(jù)，則處理前進(jìn)到234，此處判斷來(lái)自實(shí)際ROI的信號(hào)是否超過(guò)異常數(shù)據(jù)達(dá)預(yù)定閾值。即，預(yù)計(jì)作為異常數(shù)據(jù)主體的實(shí)際ROI在蒸汽發(fā)生器的生命期內(nèi)不會(huì)保持不變， 而是預(yù)計(jì)實(shí)際ROI將由于磨損、腐蝕等因素隨時(shí)間劣化。由于實(shí)際ROI在采集歷史數(shù)據(jù)集時(shí)已被確定為具有超過(guò)基線參數(shù)(這些基線參數(shù)是以其它方式從類似的ROI預(yù)期得到的) 的信號(hào)，所以已被內(nèi)置到基線參數(shù)中的閾值在評(píng)估作為檢索出的異常數(shù)據(jù)的主體的特定實(shí)際ROI時(shí)不太可能有用。這樣，基于各種因素來(lái)確立一個(gè)獨(dú)立的閾值，如果來(lái)自實(shí)際ROI的當(dāng)前信號(hào)超過(guò)該閾值，則將在238處觸發(fā)對(duì)該特定實(shí)際ROI的進(jìn)一步分析。這樣的進(jìn)一步分析有可能是分析人員的人工評(píng)估。另一方面，如果在234處確定來(lái)自實(shí)際ROI的信號(hào)沒(méi)有超過(guò)檢索出的異常數(shù)據(jù)達(dá)預(yù)定閾值，則處理前進(jìn)到220，此處對(duì)該特定的實(shí)際ROI不采取任何進(jìn)一步的行動(dòng)。如果在230處確定對(duì)該特定的實(shí)際ROI不存在異常數(shù)據(jù)，則在238處同樣觸發(fā)分析人員的進(jìn)一步評(píng)估。注意，例如，如果顯著超過(guò)代表性ROI的基線參數(shù)，或者顯著超過(guò)針對(duì)異常數(shù)據(jù)的預(yù)定閾值，則可以觸發(fā)額外的通知，以便警告分析人員應(yīng)對(duì)特定的實(shí)際ROI加以更高程度的關(guān)注。在本文記載的示例性實(shí)施方式中，例如，如果以任何方式超過(guò)了代表性ROI的基線參數(shù)或者異常數(shù)據(jù)的預(yù)定閾值，則觸發(fā)進(jìn)一步的分析。然而，如果信號(hào)超過(guò)基線參數(shù)或者異常數(shù)據(jù)的預(yù)定閾值達(dá)例如25%，則可以生成額外的通知?？梢岳斫?，可以采用任意類型的準(zhǔn)則來(lái)觸發(fā)這樣的提高門檻的進(jìn)一步分析。因此可以看出，利用模型來(lái)評(píng)估從分析中的管道收集的渦流數(shù)據(jù)，該模型包括具有基線性能參數(shù)的代表性ROI，還包括關(guān)于特定管道的ROI的異常數(shù)據(jù)，評(píng)估結(jié)果為觸發(fā)進(jìn)一步的分析，例如僅在特定的預(yù)先定義的情景下由分析人員進(jìn)行評(píng)估，例如在238中發(fā)生的。這樣，與已知的方法相比，使用這里描述的示例性方法大大減少了分析人員所需的人工評(píng)估工作。
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注意，在圖2中總體描繪的示例性方法提出了一種實(shí)時(shí)的自動(dòng)分析系統(tǒng)，其中從管道收集的信號(hào)被直接輸入到定位算法中，并在收集時(shí)被評(píng)估。然而，可以理解，可以采用不同的方法。例如，來(lái)自一個(gè)或多個(gè)管道的數(shù)據(jù)可被收集及存儲(chǔ)，然后作為一個(gè)整體被評(píng)估，而不是進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)還可以想到其它變型。如本文其它地方所述，由于管板的厚度，在管板穿越區(qū)中從管道收集的渦流數(shù)據(jù)表現(xiàn)出的電壓一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出任何代表性ROI的任何基線參數(shù)。此外，渦流電壓在不同管板穿越之間的變化也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出代表性ROI的任何基線參數(shù)。例如，如本文其它地方所述，某一管板穿越的渦流電壓可能為30. 0伏的量級(jí)。另一管板穿越的渦流電壓可能為25. 0伏，另一管道的對(duì)應(yīng)值可能為35.0伏。由于在管板穿越處的渦流電壓比在管道的其它部分(即， 除管板穿越以外的其它部分)產(chǎn)生的任何電壓都要高一個(gè)或多個(gè)數(shù)量級(jí)，所以在圖3中描繪了一種改進(jìn)的方法，對(duì)此進(jìn)行描述以便于分析從正在接受分析的蒸汽發(fā)生器的管板穿越處收集的信號(hào)?？傮w而言，可以理解，在蒸汽發(fā)生器的管板穿越區(qū)中從管道收集的渦流信號(hào)表現(xiàn)出足夠高的電壓，以至于渦流信號(hào)中可指示可能的缺陷的部分(S卩，關(guān)注的信號(hào)，它可能為 0.1伏的量級(jí))與總渦流信號(hào)相比太小了，很難被檢測(cè)出來(lái)或進(jìn)行評(píng)估。因此，本發(fā)明的另一方面為對(duì)于蒸汽發(fā)生器的每個(gè)管道收集歷史管板穿越信號(hào)數(shù)據(jù)，如304所示，利用該歷史管板穿越數(shù)據(jù)隨后與一段使用期之后的分析中的蒸汽發(fā)生器的管道進(jìn)行對(duì)比。有利地， 歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前收集的數(shù)據(jù)共有某些方面，該方法有利地從當(dāng)前信號(hào)中消除原先也存在于歷史管板穿越數(shù)據(jù)中的所有方面，以便生成改進(jìn)的更簡(jiǎn)單的信號(hào)，該信號(hào)指示分析中的管道的管板穿越區(qū)的條件變化。歷史管板穿越信號(hào)數(shù)據(jù)可以在蒸汽發(fā)生器制造期間采集，或者可以隨后采集，例如在蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行檢查期間。在蒸汽發(fā)生器的制造期間或者運(yùn)行檢查期間在304處收集的歷史管板穿越信號(hào)數(shù)據(jù)然后被存儲(chǔ)，以供將來(lái)檢索出來(lái)并與隨后在當(dāng)前測(cè)試操作期間收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。 即，對(duì)于蒸汽發(fā)生器的給定管道，在308處收集當(dāng)前管板穿越信號(hào)數(shù)據(jù)。檢索出同一管道的歷史管板穿越數(shù)據(jù)。通常情況下，將在312處對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行某種類型的調(diào)整， 以便進(jìn)行對(duì)比。舉例來(lái)說(shuō)，由于不同的渦流傳感器或其他儀器被用來(lái)采集歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù)集，或者由于被用來(lái)采集歷史和當(dāng)前管板穿越數(shù)據(jù)的渦流傳感器之間的不同工作參數(shù)，所以可能有必要減小或增大、或以其它方式處理當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)集的所有值。如果歷史管板穿越數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)與當(dāng)前管板穿越數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)不完全匹配，那么有可能需要進(jìn)行其它類型的調(diào)整。如本文其它地方所述，可以每英寸30個(gè)位置來(lái)采集數(shù)據(jù)，但同樣可采用每英寸 45個(gè)位置，可以有其它數(shù)據(jù)信號(hào)密度。如果渦流傳感器的移動(dòng)方向在歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)之間不同，那么可能需要另外的調(diào)整。例如，歷史數(shù)據(jù)可能原先基于渦流傳感器在從管板到管板穿越的方向上的縱向移動(dòng)，然而當(dāng)前數(shù)據(jù)可能涉及渦流傳感器在從管板穿越到管板的方向上的移動(dòng)。不管歷史和當(dāng)前管板穿越數(shù)據(jù)的性質(zhì)如何，都可以在312處執(zhí)行縮放或其它數(shù)學(xué)運(yùn)算，以便實(shí)現(xiàn)兩者之間的對(duì)比。在316處，可能在312處被調(diào)整的當(dāng)前管板穿越數(shù)據(jù)和歷史管板穿越數(shù)據(jù)然后被用于生成新信號(hào)。該新信號(hào)比歷史或當(dāng)前管板穿越數(shù)據(jù)信號(hào)都要簡(jiǎn)單，這是因?yàn)閺漠?dāng)前收集的數(shù)據(jù)信號(hào)中消除了歷史管板穿越數(shù)據(jù)所表示的數(shù)據(jù)的歷史方面。新信號(hào)代表了在歷史管板穿越數(shù)據(jù)被收集的時(shí)間(例如，在制造時(shí)或運(yùn)行檢查期間)和當(dāng)前管板穿越數(shù)據(jù)已被收集的時(shí)間之間、分析中的管板穿越的條件變化。此外，可能希望在320處放大在316處生成的新信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)部分。這樣的放大信號(hào)將凸顯新信號(hào)中代表歷史數(shù)據(jù)被收集的時(shí)間和當(dāng)前數(shù)據(jù)被收集的時(shí)間之間管板穿越的條件變化的那些方面。然后在3M處提交放大后的信號(hào)進(jìn)行分析。這樣的分析可能自動(dòng)執(zhí)行，或者可能由分析人員人工執(zhí)行。然后在3 處判斷蒸汽發(fā)生器是否還有其它管道需要針對(duì)管板穿越區(qū)進(jìn)行分析。如果還有管道需要分析，則處理前進(jìn)到308。否則，處理在330處結(jié)束。在此，可以理解，上述管板穿越分析可以作為圖2中總體描繪的分析過(guò)程的一部分，或者可以單獨(dú)執(zhí)行。在此，在304處收集的歷史管板穿越數(shù)據(jù)有可能被保存為蒸汽發(fā)生器的模型的一部分，特別是作為異常數(shù)據(jù)集的一個(gè)專門部分。因此，可以使用這里的教導(dǎo)， 從一個(gè)管板穿越開(kāi)始、穿過(guò)其縱向延伸、到達(dá)其相對(duì)的管板穿越，來(lái)完整地分析一條管道。 然而，如本文其它地方所述，可以按需要與管道的其它部分相獨(dú)立地分析管板穿越。還要注意，可以按累積的方式來(lái)施行這里采用的教導(dǎo)，以允許多個(gè)歷史數(shù)據(jù)集與當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。也就是說(shuō)，可以在第一時(shí)間采集歷史數(shù)據(jù)，例如在蒸汽發(fā)生器的制造時(shí)，或者在蒸汽發(fā)生器管道的運(yùn)行檢查期間，這樣的歷史數(shù)據(jù)可被用于蒸汽發(fā)生器管道的后續(xù)評(píng)估。在這樣的后續(xù)評(píng)估期間構(gòu)建的數(shù)據(jù)然后可被存儲(chǔ)為第二歷史數(shù)據(jù)集。然后，這兩個(gè)歷史數(shù)據(jù)集可以與在蒸汽發(fā)生器的進(jìn)一步檢查期間所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以便針對(duì)幾次不同時(shí)間上進(jìn)行的幾次檢查，能夠繪制各種管道隨時(shí)間的條件變化的圖表?？梢韵氲綄?duì)數(shù)據(jù)的其它使用?？梢岳斫?，可以在數(shù)字計(jì)算機(jī)或者公知類型的其它處理器上執(zhí)行這里描述的分析。例如，這樣的計(jì)算機(jī)可包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)可在處理器上運(yùn)行的例程。存儲(chǔ)器可以是多種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的任何一種，例如RAM、ROM、EPR0M、 EEPROM、FLASH等等，沒(méi)有限制。來(lái)自渦流傳感器的信號(hào)可由模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器向計(jì)算機(jī)提供數(shù)字輸入，以便進(jìn)行信號(hào)處理和存儲(chǔ)。歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在任何這樣的存儲(chǔ)介質(zhì)上，有可能被傳輸或發(fā)送，以便根據(jù)需要在其它計(jì)算機(jī)或處理器上使用。在不偏離本發(fā)明的精神及其本質(zhì)特征的情況下可以以其它具體形式來(lái)實(shí)施這里公開(kāi)的內(nèi)容。所描述的實(shí)施方式的所有方面都被認(rèn)為是示例性的，而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書來(lái)限定，而不受說(shuō)明書的限定。所有權(quán)利要求的等同含義和范圍內(nèi)的變化都包含在保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非破壞性地估計(jì)核電站的蒸汽發(fā)生器的多個(gè)管道的當(dāng)前條件的方法，該方法包括在第一時(shí)間對(duì)于所述多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，收集歷史數(shù)據(jù)集； 在第二時(shí)間對(duì)于所述多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，收集當(dāng)前數(shù)據(jù)集；以及利用所述歷史數(shù)據(jù)集的至少一部分以及所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集的相應(yīng)至少一部分來(lái)生成另一數(shù)據(jù)集，該另一數(shù)據(jù)集代表了所述多個(gè)管道中的管道在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的條件變化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述利用步驟還包括從所述歷史數(shù)據(jù)集的所述至少一部分和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集的所述相應(yīng)至少一部分中的一個(gè)減去所述歷史數(shù)據(jù)集的所述至少一部分和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集的所述相應(yīng)至少一部分中的另一個(gè)，從而形成所述另一數(shù)據(jù)集。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括放大所述另一數(shù)據(jù)集的至少一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定被用來(lái)收集所述歷史數(shù)據(jù)集的第一渦流傳感器和被用來(lái)收集所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集的第二渦流傳感器之間的工作參數(shù)之差；將所述工作參數(shù)之差的至少一部分應(yīng)用于所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集中的一個(gè)數(shù)據(jù)集，以縮放所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集中的該一個(gè)數(shù)據(jù)集；以及將所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集中的縮放后的一個(gè)數(shù)據(jù)集與所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集中的另一個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行對(duì)比，以生成所述另一數(shù)據(jù)集。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在第一時(shí)間收集歷史數(shù)據(jù)集的步驟包括在所述蒸汽發(fā)生器投入運(yùn)行之前收集所述歷史數(shù)據(jù)集。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在第一時(shí)間收集歷史數(shù)據(jù)集的步驟包括在所述蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行中檢查期間收集所述歷史數(shù)據(jù)集。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在另外的時(shí)間對(duì)于所述多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，收集額外的歷史數(shù)據(jù)集，該另外的時(shí)間位于所述第一時(shí)間和所述第二時(shí)間之間；以及將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集與所述歷史數(shù)據(jù)集及所述額外的歷史數(shù)據(jù)集兩者進(jìn)行對(duì)比，以生成所述另一數(shù)據(jù)集。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括對(duì)于所述多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，在管板穿越區(qū)中的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之中逐個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)地收集一組幅度和相位值作為所述歷史數(shù)據(jù)集；以及對(duì)于所述多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，在管板穿越區(qū)中的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之中逐個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)地收集一組幅度和相位值作為所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定被用來(lái)收集所述歷史數(shù)據(jù)集的第一組儀器和被用來(lái)收集所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集的第二組儀器之間的工作參數(shù)之差；以及將所述工作參數(shù)之差的至少一部分應(yīng)用于所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集中的一個(gè)數(shù)據(jù)集，以縮放所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集中的該一個(gè)數(shù)據(jù)集。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集之一的至少一部分求反，以便在沿管道的相反縱向方向上收集所述歷史數(shù)據(jù)集和當(dāng)前數(shù)據(jù)集的情況下，也能夠?qū)Ρ人鰵v史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集。
11.一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，在該介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令，當(dāng)在計(jì)算設(shè)備的處理器上執(zhí)行所述指令時(shí)，所述指令使該計(jì)算設(shè)備執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的操作。
12.—種表征核電站的蒸汽發(fā)生器的多個(gè)管道的初始條件的方法，該方法包括 在第一時(shí)間對(duì)于所述多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道，收集歷史數(shù)據(jù)集；以及存儲(chǔ)所述歷史數(shù)據(jù)集以供將來(lái)與當(dāng)前數(shù)據(jù)集進(jìn)行對(duì)比，從而生成另一數(shù)據(jù)集，所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集是在第二時(shí)間對(duì)于所述多個(gè)管道的至少一部分中的每個(gè)管道所收集的，所述另一數(shù)據(jù)集代表了所述多個(gè)管道中的管道在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的條件變化。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，在第一時(shí)間收集歷史數(shù)據(jù)集的步驟包括在所述蒸汽發(fā)生器投入運(yùn)行之前收集所述歷史數(shù)據(jù)集。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括將被用來(lái)收集所述歷史數(shù)據(jù)集的渦流傳感器的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)存儲(chǔ)為所述歷史數(shù)據(jù)集的一部分，以便能夠縮放所述歷史數(shù)據(jù)集和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)集中的一個(gè)數(shù)據(jù)集。
全文摘要
一種檢查核電站的蒸汽發(fā)生器的管道的改進(jìn)方法包括收集關(guān)于每個(gè)管道的管板穿越區(qū)的歷史數(shù)據(jù)，以便在后續(xù)分析中使用，創(chuàng)建新的更簡(jiǎn)單的信號(hào)，從該新信號(hào)中已消除了歷史偽像。
文檔編號(hào)G01F1/00GK102472647SQ201080033217
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
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