一種電站電力部件松動定位系統(tǒng)及定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電站電力部件監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電站電力部件松動定位系 統(tǒng)及定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電站一回路系統(tǒng)作為電站整個系統(tǒng)中的重要組成部分，在其內(nèi)部存在大量的螺 釘、螺帽等連接件，這些連接件在設(shè)計之初雖然做了相應(yīng)的防松動措施，但是由于一回路中 高速水流的不斷沖擊，有些連接件會慢慢的變得松動甚至跌落；另外在系統(tǒng)檢測、換料、大 修階段也可能導(dǎo)致一些意想不到的零部件從外界進入系統(tǒng)。由于松動件的存在，會影響反 應(yīng)堆的運行穩(wěn)定性和可靠性，甚至影響到整個電站的安全。松動件的危害主要有：（1)松動 件從其本體松動或脫落后，對本體的結(jié)構(gòu)完整性以及安全性都會產(chǎn)生大的影響；（2)松動 件在流體沖擊下，會不停地撞擊反應(yīng)堆一回路主要容器壁等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致這些內(nèi)部 結(jié)構(gòu)的磨損甚至破裂；（3)松動件在某些區(qū)域會出現(xiàn)局部滯留，這將導(dǎo)致燃料元件腐蝕敏 感性的增加，也有可能產(chǎn)生通道堵塞現(xiàn)象；（4)由于松動件的存在而產(chǎn)生的影響，很可能產(chǎn) 生級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致大規(guī)模的事故。
[0003] 準(zhǔn)確地定位松動件有利于在停堆檢修時快速找到松動件，并進行相應(yīng)的修補，盡 量減少維修人員暴露在輻射下的時間，保證維修人員的安全。除此之外，還可通過松動件的 位置判斷其具體情況是否會對一回路造成致命損害，為電站運行人員判斷是否停堆檢修提 供依據(jù)。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 波傳播理論指出跌落零件碰撞后所產(chǎn)生的應(yīng)力波主要以彎曲波的形式向周圍傳 播，其中還包含各種各樣其他形式的波，它們各自的傳播速度不同，其中彎曲波的波速除了 與傳播介質(zhì)的材質(zhì)和形狀有關(guān)外，還與碰撞產(chǎn)生的波頻率有關(guān)。在松動件撞擊下，一回路容 器壁上會產(chǎn)生不同振動模態(tài)的彎曲波，隨著傳播距離的增大，波的形狀會發(fā)生很大的變化。 當(dāng)傳感器與碰撞點相隔較遠(yuǎn)的時候，進行松動件定位時要注意不同振動模態(tài)帶來的影響。
[0006] 電廠主系統(tǒng)中的蒸汽發(fā)生器與反應(yīng)堆壓力容器的邊界是一個封閉的表面，一旦發(fā) 生碰撞，應(yīng)力波可以通過多種途徑到達傳感器。這些先后到達的波疊加在一起，加大了時差 測量的難度。
[0007] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種電站電力部件松動定 位系統(tǒng)及定位方法。
[0008] 技術(shù)方案為：一種電站電力部件松動定位系統(tǒng)，包括 壓力容器，設(shè)置在壓力容器頂部的第一加速度傳感器、第二加速度傳感器以及第三加 速度傳感器，所述第一加速度傳感器連接第一前置放大器，所述第二加速度傳感器連接第 二前置放大器，所述第三加速度傳感器連接第三前置放大器，其中，第一前置放大器、第二 前置放大器以及第三前置放大器分別連接至信號調(diào)理器，信號調(diào)理器通過IN數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)連接至工控機。
[0009] 所述第一加速度傳感器、第二加速度傳感器以及第三加速度傳感器呈等邊三角形 安裝，安裝方式為膠粘。
[0010] -種電站電力部件松動定位方法，包括如下步驟： 1) 檢測脫落部件的松動信號：按照等邊三角形將第一加速度傳感器、第二加速度傳感 器以及第三加速度傳感器采用膠粘至壓力容器的頂部，開啟電站電力部件松動定位系統(tǒng)， 監(jiān)測小球沖擊到松動部件的沖擊信號； 2) 濾波：采用前置放大器將步驟1)收集到的松動部件的沖擊信號濾波放大； 3) 信號分析及信號收集：通過信號調(diào)理器將步驟2)經(jīng)濾波放大的沖擊信號進行處理， 計算沖擊信號從碰撞點傳播到各個傳感器之間的時間差，并將得到的數(shù)據(jù)信息收集； 4) 工控機運算處理得到結(jié)果：將步驟3)中得到的數(shù)據(jù)信息進行方程計算，得到結(jié)果。
[0011]4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電站電力部件松動定位方法，其特征在于：所述步 驟4)采用如下方程進行計算：
式中：_分別為信號到第一加速度傳感器、第二加速度傳感器以及第三加速 度傳感器的傳播時間； 假設(shè)任意一點P點坐標(biāo)為(七.：^)， 第一加速度傳感器坐標(biāo)為A點，A點坐標(biāo)為， 第二加速度傳感器坐標(biāo)為B點，B點坐標(biāo)為 第三加速度傳感器坐標(biāo)為C點，C點坐標(biāo)為 波傳播速度為c，可以得到
跌落位置P點位于以A點、B點為焦點的半邊雙曲線和以A點、C點為焦點的半邊雙曲 線的交點上。
[0012] 本定位方法是限定掃描點的速度范圍來排除干擾點，選取最佳的掃描結(jié)果作為最 終的顯示結(jié)果，有利的對松動部件的定位提供了可靠的坐標(biāo)。
[0013]
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的各傳感器的安裝方式示意圖； 圖3是本發(fā)明的時差定位法原理圖； 圖4是本發(fā)明定位方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
[0016] 參照圖1至圖4， 一種電站電力部件松動定位系統(tǒng)，包括壓力容器1，設(shè)置在壓力容器1頂部的第一加速 度傳感器2、第二加速度傳感器3以及第三加速度傳感器4,所述第一加速度傳感器2連接 第一前置放大器2-1，所述第二加速度傳感器3連接第二前置放大器3-1，所述第三加速度 傳感器4連接第三前置放大器4-1，其中，第一前置放大器2-1、第二前置放大器3-1以及第 三前置放大器4-1分別連接至信號調(diào)理器3,信號調(diào)理器3通過IN數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6連接至 工控機7。
[0017]所述第一加速度傳感器2、第二加速度傳感器3以及第三加速度傳感器4呈等邊三 角形安裝，安裝方式為膠粘。
[0018]本發(fā)明提供了一種電站電力部件松動定位方法，包括如下步驟： 1) 檢測脫落部件的松動信號：按照等邊三角形將第一加速度傳感器2、第二加速度傳 感器3以及第三加速度傳感器4采用膠粘至壓力容器1的頂部，開啟電站電力部件松動定 位系統(tǒng)，監(jiān)測小球沖擊到松動部件的沖擊信號； 2) 濾波：采用前置放大器將步驟1)收集到的松動部件的沖擊信號濾波放大； 3) 信號分析及信號收集：通過信號調(diào)理器將步驟2)經(jīng)濾波放大的沖擊信號進行處理， 計算沖擊信號從碰撞點傳播到各個傳感器之間的時間差，并將得到的數(shù)據(jù)信息收集； 4) 工控機運算處理得到結(jié)果：將步驟3)中得到的數(shù)據(jù)信息進行方程計算，得到結(jié)果。
[0019] 所述步驟4)采用如下方程進行計算：
式中： :?% f:分別為信號到第一加速度傳感器2、第二加速度傳感器3以及第三 加速度傳感器4的傳播時間； 假設(shè)任意一點P點坐標(biāo)為 第一加速度傳感器2的坐標(biāo)為A點，A點坐標(biāo)為 第二加速度傳感器3坐標(biāo)為B點，B點坐標(biāo)為 第三加速度傳感器4坐標(biāo)為C點，C點坐標(biāo)為 波傳播速度為c，可以得到
跌落位置P點位于以A點、B點為焦點的半邊雙曲線和以A點、C點為焦點的半邊雙曲 線的交點上。
[0020] 表1容器試驗鋼球敲擊點位置坐標(biāo)的設(shè)定
表2各鋼球定位點與敲擊點距尚偏差占總樣本的百分比表
表2明顯的有效的測定松動部件的一個范圍值，可以有效的解決本發(fā)明中的技術(shù)難 題。
【主權(quán)項】
1. 一種電站電力部件松動定位系統(tǒng)，其特征在于：包括 壓力容器（1)，設(shè)置在壓力容器（1)頂部的第一加速度傳感器（2)、第二加速度傳感器 (3 )以及第三加速度傳感器（4 )，所述第一加速度傳感器（2 )連接第一前置放大器（2-1 )，所 述第二加速度傳感器（3 )連接第二前置放大器（3-1 )，所述第三加速度傳感器（4 )連接第三 前置放大器（4-1)，其中，第一前置放大器（2-1)、第二前置放大器（3-1)以及第三前置放大 器（4-1)分別連接至信號調(diào)理器（3)，信號調(diào)理器（3)通過IN數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（6)連接至工控 機（7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電站電力部件松動定位系統(tǒng)，其特征在于：所述第一加 速度傳感器（2)、第二加速度傳感器（3)以及第三加速度傳感器（4)呈等邊三角形安裝，安 裝方式為膠粘。3. -種電站電力部件松動定位方法，其特征在于：包括如下步驟： 1) 檢測脫落部件的松動信號：按照等邊三角形將第一加速度傳感器（2)、第二加速度 傳感器（3)以及第三加速度傳感器（4)采用膠粘至壓力容器（1)的頂部，開啟電站電力部件 松動定位系統(tǒng)，監(jiān)測小球沖擊到松動部件的沖擊信號； 2) 濾波：采用前置放大器將步驟1)收集到的松動部件的沖擊信號濾波放大； 3) 信號分析及信號收集：通過信號調(diào)理器將步驟2)經(jīng)濾波放大的沖擊信號進行處理， 計算沖擊信號從碰撞點傳播到各個傳感器之間的時間差，并將得到的數(shù)據(jù)信息收集； 4) 工控機運算處理得到結(jié)果：將步驟3)中得到的數(shù)據(jù)信息進行方程計算，得到結(jié)果。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電站電力部件松動定位方法，其特征在于：所述步驟4) 采用如下方程進行計算：式中feife分別為信號到第一加速度傳感器（2)、第二加速度傳感器（3)以及 第三加速度傳感器（4)的傳播時間； 假設(shè)任意一點P點坐標(biāo)為， 第一加速度傳感器（2)的坐標(biāo)為A點，A點坐標(biāo)為， 第二加速度傳感器（3)坐標(biāo)為B點，B點坐標(biāo)為 第三加速度傳感器（4)坐標(biāo)為C點，C點坐標(biāo)為 波傳播速度為c，可以得到跌落位置P點位于以A點、B點為焦點的半邊雙曲線和以A點、C點為焦點的半邊雙曲 線的交點上。
【專利摘要】一種電站電力部件松動定位系統(tǒng)，包括壓力容器，設(shè)置在壓力容器頂部的第一加速度傳感器、第二加速度傳感器以及第三加速度傳感器，所述第一加速度傳感器連接第一前置放大器，所述第二加速度傳感器連接第二前置放大器，所述第三加速度傳感器連接第三前置放大器，其中，第一前置放大器、第二前置放大器以及第三前置放大器分別連接至信號調(diào)理器，信號調(diào)理器通過IN數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接至工控機。一種電站電力部件松動定位方法，包括如下步驟：1）檢測脫落部件的松動信號，2）濾波，3）信號分析及信號收集，4）工控機運算處理得到結(jié)果。
【IPC分類】G01D21/00
【公開號】CN105387883
【申請?zhí)枴緾N201510707409
【發(fā)明人】張寶澤, 王偉, 左家強, 王靜, 王興雯, 宋占燕, 黃泓程, 陳紅衛(wèi), 劉樹美, 魏玉珍, 陳澤州
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司, 國網(wǎng)山東利津縣供電公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月28日