一种电站电力部件松动定位系统及定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电站电力部件监测技术领域，特别涉及一种电站电力部件松动定位系 统及定位方法。
【背景技术】
[0002] 电站一回路系统作为电站整个系统中的重要组成部分，在其内部存在大量的螺 钉、螺帽等连接件，这些连接件在设计之初虽然做了相应的防松动措施，但是由于一回路中 高速水流的不断冲击，有些连接件会慢慢的变得松动甚至跌落；另外在系统检测、换料、大 修阶段也可能导致一些意想不到的零部件从外界进入系统。由于松动件的存在，会影响反 应堆的运行稳定性和可靠性，甚至影响到整个电站的安全。松动件的危害主要有：（1)松动 件从其本体松动或脱落后，对本体的结构完整性以及安全性都会产生大的影响；（2)松动 件在流体冲击下，会不停地撞击反应堆一回路主要容器壁等内部结构，最终导致这些内部 结构的磨损甚至破裂；（3)松动件在某些区域会出现局部滞留，这将导致燃料元件腐蚀敏 感性的增加，也有可能产生通道堵塞现象；（4)由于松动件的存在而产生的影响，很可能产 生级联反应，导致大规模的事故。
[0003] 准确地定位松动件有利于在停堆检修时快速找到松动件，并进行相应的修补，尽 量减少维修人员暴露在辐射下的时间，保证维修人员的安全。除此之外，还可通过松动件的 位置判断其具体情况是否会对一回路造成致命损害，为电站运行人员判断是否停堆检修提 供依据。
[0004]
【发明内容】
[0005] 波传播理论指出跌落零件碰撞后所产生的应力波主要以弯曲波的形式向周围传 播，其中还包含各种各样其他形式的波，它们各自的传播速度不同，其中弯曲波的波速除了 与传播介质的材质和形状有关外，还与碰撞产生的波频率有关。在松动件撞击下，一回路容 器壁上会产生不同振动模态的弯曲波，随着传播距离的增大，波的形状会发生很大的变化。 当传感器与碰撞点相隔较远的时候，进行松动件定位时要注意不同振动模态带来的影响。
[0006] 电厂主系统中的蒸汽发生器与反应堆压力容器的边界是一个封闭的表面，一旦发 生碰撞，应力波可以通过多种途径到达传感器。这些先后到达的波叠加在一起，加大了时差 测量的难度。
[0007] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电站电力部件松动定 位系统及定位方法。
[0008] 技术方案为：一种电站电力部件松动定位系统，包括 压力容器，设置在压力容器顶部的第一加速度传感器、第二加速度传感器以及第三加 速度传感器，所述第一加速度传感器连接第一前置放大器，所述第二加速度传感器连接第 二前置放大器，所述第三加速度传感器连接第三前置放大器，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别连接至信号调理器，信号调理器通过IN数据采集系 统连接至工控机。
[0009] 所述第一加速度传感器、第二加速度传感器以及第三加速度传感器呈等边三角形 安装，安装方式为胶粘。
[0010] -种电站电力部件松动定位方法，包括如下步骤： 1) 检测脱落部件的松动信号：按照等边三角形将第一加速度传感器、第二加速度传感 器以及第三加速度传感器采用胶粘至压力容器的顶部，开启电站电力部件松动定位系统， 监测小球冲击到松动部件的冲击信号； 2) 滤波：采用前置放大器将步骤1)收集到的松动部件的冲击信号滤波放大； 3) 信号分析及信号收集：通过信号调理器将步骤2)经滤波放大的冲击信号进行处理， 计算冲击信号从碰撞点传播到各个传感器之间的时间差，并将得到的数据信息收集； 4) 工控机运算处理得到结果：将步骤3)中得到的数据信息进行方程计算，得到结果。
[0011]4.根据权利要求3所述的一种电站电力部件松动定位方法，其特征在于：所述步 骤4)采用如下方程进行计算：
式中：_分别为信号到第一加速度传感器、第二加速度传感器以及第三加速 度传感器的传播时间； 假设任意一点P点坐标为(七.：^)， 第一加速度传感器坐标为A点，A点坐标为， 第二加速度传感器坐标为B点，B点坐标为 第三加速度传感器坐标为C点，C点坐标为 波传播速度为c，可以得到
跌落位置P点位于以A点、B点为焦点的半边双曲线和以A点、C点为焦点的半边双曲 线的交点上。
[0012] 本定位方法是限定扫描点的速度范围来排除干扰点，选取最佳的扫描结果作为最 终的显示结果，有利的对松动部件的定位提供了可靠的坐标。
[0013]
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的系统结构示意图； 图2是本发明的各传感器的安装方式示意图； 图3是本发明的时差定位法原理图； 图4是本发明定位方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0016] 参照图1至图4， 一种电站电力部件松动定位系统，包括压力容器1，设置在压力容器1顶部的第一加速 度传感器2、第二加速度传感器3以及第三加速度传感器4,所述第一加速度传感器2连接 第一前置放大器2-1，所述第二加速度传感器3连接第二前置放大器3-1，所述第三加速度 传感器4连接第三前置放大器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分别连接至信号调理器3,信号调理器3通过IN数据采集系统6连接至 工控机7。
[0017]所述第一加速度传感器2、第二加速度传感器3以及第三加速度传感器4呈等边三 角形安装，安装方式为胶粘。
[0018]本发明提供了一种电站电力部件松动定位方法，包括如下步骤： 1) 检测脱落部件的松动信号：按照等边三角形将第一加速度传感器2、第二加速度传 感器3以及第三加速度传感器4采用胶粘至压力容器1的顶部，开启电站电力部件松动定 位系统，监测小球冲击到松动部件的冲击信号； 2) 滤波：采用前置放大器将步骤1)收集到的松动部件的冲击信号滤波放大； 3) 信号分析及信号收集：通过信号调理器将步骤2)经滤波放大的冲击信号进行处理， 计算冲击信号从碰撞点传播到各个传感器之间的时间差，并将得到的数据信息收集； 4) 工控机运算处理得到结果：将步骤3)中得到的数据信息进行方程计算，得到结果。
[0019] 所述步骤4)采用如下方程进行计算：
式中： :?% f:分别为信号到第一加速度传感器2、第二加速度传感器3以及第三 加速度传感器4的传播时间； 假设任意一点P点坐标为 第一加速度传感器2的坐标为A点，A点坐标为 第二加速度传感器3坐标为B点，B点坐标为 第三加速度传感器4坐标为C点，C点坐标为 波传播速度为c，可以得到
跌落位置P点位于以A点、B点为焦点的半边双曲线和以A点、C点为焦点的半边双曲 线的交点上。
[0020] 表1容器试验钢球敲击点位置坐标的设定
表2各钢球定位点与敲击点距尚偏差占总样本的百分比表
表2明显的有效的测定松动部件的一个范围值，可以有效的解决本发明中的技术难 题。
【主权项】
1. 一种电站电力部件松动定位系统，其特征在于：包括 压力容器（1)，设置在压力容器（1)顶部的第一加速度传感器（2)、第二加速度传感器 (3 )以及第三加速度传感器（4 )，所述第一加速度传感器（2 )连接第一前置放大器（2-1 )，所 述第二加速度传感器（3 )连接第二前置放大器（3-1 )，所述第三加速度传感器（4 )连接第三 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)分别连接至信号调理器（3)，信号调理器（3)通过IN数据采集系统（6)连接至工控 机（7)。2. 根据权利要求1所述的一种电站电力部件松动定位系统，其特征在于：所述第一加 速度传感器（2)、第二加速度传感器（3)以及第三加速度传感器（4)呈等边三角形安装，安 装方式为胶粘。3. -种电站电力部件松动定位方法，其特征在于：包括如下步骤： 1) 检测脱落部件的松动信号：按照等边三角形将第一加速度传感器（2)、第二加速度 传感器（3)以及第三加速度传感器（4)采用胶粘至压力容器（1)的顶部，开启电站电力部件 松动定位系统，监测小球冲击到松动部件的冲击信号； 2) 滤波：采用前置放大器将步骤1)收集到的松动部件的冲击信号滤波放大； 3) 信号分析及信号收集：通过信号调理器将步骤2)经滤波放大的冲击信号进行处理， 计算冲击信号从碰撞点传播到各个传感器之间的时间差，并将得到的数据信息收集； 4) 工控机运算处理得到结果：将步骤3)中得到的数据信息进行方程计算，得到结果。4. 根据权利要求3所述的一种电站电力部件松动定位方法，其特征在于：所述步骤4) 采用如下方程进行计算：式中feife分别为信号到第一加速度传感器（2)、第二加速度传感器（3)以及 第三加速度传感器（4)的传播时间； 假设任意一点P点坐标为， 第一加速度传感器（2)的坐标为A点，A点坐标为， 第二加速度传感器（3)坐标为B点，B点坐标为 第三加速度传感器（4)坐标为C点，C点坐标为 波传播速度为c，可以得到跌落位置P点位于以A点、B点为焦点的半边双曲线和以A点、C点为焦点的半边双曲 线的交点上。
【专利摘要】一种电站电力部件松动定位系统，包括压力容器，设置在压力容器顶部的第一加速度传感器、第二加速度传感器以及第三加速度传感器，所述第一加速度传感器连接第一前置放大器，所述第二加速度传感器连接第二前置放大器，所述第三加速度传感器连接第三前置放大器，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别连接至信号调理器，信号调理器通过IN数据采集系统连接至工控机。一种电站电力部件松动定位方法，包括如下步骤：1）检测脱落部件的松动信号，2）滤波，3）信号分析及信号收集，4）工控机运算处理得到结果。
【IPC分类】G01D21/00
【公开号】CN105387883
【申请号】CN201510707409
【发明人】张宝泽, 王伟, 左家强, 王静, 王兴雯, 宋占燕, 黄泓程, 陈红卫, 刘树美, 魏玉珍, 陈泽州
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司东营供电公司, 国网山东利津县供电公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月28日