一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏的方法和系统与流程

本发明涉及核电站凝汽器系统检测技术领域，尤其涉及一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏的方法和系统。

背景技术：

如图1所示，核电站凝汽器真空机构主要由凝汽器、汽轮机、循环水系统、水环式真空泵、凝结水泵以及排气管等部件组成，用于建立并维持真空、冷却汽轮机乏汽、收集凝结水以及抽取不凝结气体。研究人员发现核电站凝汽器处于负压状态时，外部空气、其它系统的富氧水等将不可避免地泄漏到凝汽器中，从而使得凝汽器中凝结水含有一定量的溶解氧，一旦凝结水溶解氧含量过高，则会对凝汽器碳钢本体及内部支撑架、二回路设备产生氧化腐蚀，给凝汽器和二回路系统设备带来设备腐蚀损坏风险。甚至于，一旦氧化腐蚀形成氧化物，则氧化物会随给水进入核电站蒸汽发生器，造成蒸汽发生器因淤泥量增加而影响传热，从而给传热管带来损坏风险。因此，核电站对凝结水溶氧量有严格的要求，在凝结水溶氧量大于一定限值量时需要对凝汽器进行查漏。

但是，核电站凝汽器真空机构非常庞大，导致查漏工作量大且繁琐，查找漏点的难度也非常大，因此目前对核电站凝汽器真空机构的查漏工作主要集中于凝汽器上。根据实践经验，通常将凝汽器真空侧分为汽侧和水侧两大部分，而水侧又包括凝汽器热井、凝结水泵入口管段等，汽侧又包括热井以上部分。由于目前无法定量评价汽侧和水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响水平，使得查漏时仍需要对凝汽器汽侧和水侧进行全面查漏，由此可见，如果可以快速判断出汽侧漏点和水侧漏点对凝结水溶氧量的影响大小，查漏时可以起到事半功倍的效果。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏的方法和系统，能够通过快速判断出凝汽器汽侧漏点和水侧漏点对凝结水溶氧量来确定凝汽器的查漏方向，省时省力。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏的方法，用于核电站凝汽器机构中的凝汽器上，且所述凝汽器通过预存的凝结水划分出水侧和汽侧，所述方法包括：

获取核电机组稳定运行状态下开启一台水环式真空泵稳定运行时所述凝汽器中的凝结水溶氧量，并待确定所述获取到的开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量大于预设阈值后，获取核电机组稳定运行状态下开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中的凝结水溶氧量；

根据所述获取到的核电机组稳定运行状态下分别对应开启一台水环式真空泵稳定运行时和开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中各自的凝结水溶氧量，计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值；

根据所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，对应选择从水侧或汽侧对所述凝汽器进行查漏。

其中，根据公式d1=d0-2*（d0-d0´），计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d1；其中，d0为所述获取到的开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量，d0´为所述获取到的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量。

其中，根据公式d2=d0-d0´，计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d2。

其中，所述方法进一步包括：

根据公式d3=2*（d0-d0´），计算出开启一台水环式真空泵稳定运行时所述凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d3。

其中，所述根据所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，对应选择从水侧或汽侧对所述凝汽器进行查漏的步骤具体包括：

当所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值大于所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，则选择从水侧对所述凝汽器进行查漏；

当所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值小于所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，则选择从汽侧对所述凝汽器进行查漏。

本发明实施例还提供了一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏系统，所述系统包括：

获取单元，用于获取核电机组稳定运行状态下开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量，并待确定所述获取到的开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量大于预设阈值后，获取核电机组稳定运行状态下开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中的凝结水溶氧量；

计算单元，用于根据所述获取到的核电机组稳定运行状态下分别对应开启一台水环式真空泵稳定运行时和开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中各自的凝结水溶氧量，计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值；

查漏选择单元，用于根据所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，对应选择从水侧或汽侧对所述凝汽器进行查漏。

其中，根据公式d1=d0-2*（d0-d0´），计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d1；其中，d0为所述获取到的开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量，d0´为所述获取到的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量。

其中，根据公式d2=d0-d0´，计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d2。

其中，根据公式d3=2*（d0-d0´），计算出开启一台水环式真空泵稳定运行时所述凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d3。

其中，所述查漏选择单元包括：

第一选择模块，用于当所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值大于所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，则选择从水侧对所述凝汽器进行查漏；

第二选择模块，用于当所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值小于所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，则选择从汽侧对所述凝汽器进行查漏。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例能够准确地得出凝汽器凝结水中溶氧量的分布情况，并定量得出了凝汽器汽侧和水侧泄漏对凝结水溶氧量的影响大小，为查漏工作明确了查找方向，可快速定位缺陷方向、节省查漏时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为现有技术中核电站凝汽器机构的系统结构连接示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图2所示，为本发明实施例中，提供的一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏的方法，用于核电站凝汽器机构中的凝汽器上，且凝汽器通过预存的凝结水划分出水侧和汽侧，该方法是每次通过开启数量不等的水环式真空泵抽取汽侧不凝结气体来改变凝汽器内部压力实现水侧凝结水溶氧量分布情况的变化，具体包括：

步骤s1、获取核电机组稳定运行状态下开启一台水环式真空泵稳定运行时所述凝汽器中的凝结水溶氧量，并待确定所述获取到的开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量大于预设阈值后，获取核电机组稳定运行状态下开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中的凝结水溶氧量；

具体过程为，核电站正常运行过程中，开启一台水环式真空泵运行抽取汽侧不凝结气体来调整凝汽器中空气分压的大小即可维持真空，从而保持凝汽器中凝结水溶氧量小于预设阈值（如3ppb）来避免设备腐蚀损坏和传热管损坏风险，但是一旦核电站临时停机后再次启动正常运行时，重新开启一台水环式真空泵运行抽取汽侧不凝结气体，凝汽器中凝结水溶氧量就不一定会小于预设阈值，因此需要增加一台即两台水环式真空泵同时运行来继续调整凝汽器中凝结水溶氧量，可是在两台水环式真空泵同时运行情况下，凝汽器中凝结水溶氧量还是不一定会小于预设阈值，这就需要对凝汽器进行查漏，并进一步对凝汽器进行整改，待整改完成后恢复核电站起初的一台水环式真空泵运行。

凝汽器中凝结水溶氧量主要由两部分组成，一是由于凝汽器存在空气分压，根据道尔顿分压定律以及亨利溶氧定律，凝结水中存在部分溶氧；二是凝汽器水侧存在漏点，空气直接与凝结水接触，导致凝结水溶解氧增加或凝结水泵轴封水等外部富氧水进入凝结水导致溶解氧增加。根据亨利溶氧定律，凝结水中溶氧量与空气分压成正比，即通过调整凝汽器空气分压的大小可以改变凝汽器溶解氧的大小。总所周知，调整凝汽器空气分压的大小由水环式真空泵实现，该水环式真空泵属于容积泵，在机组工况没有大幅改变的条件下，真空泵的吸气温度、工作水温以及水环厚度基本保持不变，由气体状态方程可知，吸气质量流量与吸气压力基本成正比，即：。

在核电机组稳定运行状态下，开启一台水环式真空泵稳定运行时，凝汽器中空气分压为ps，凝结水溶氧量为d0；此时就需要判断凝结水溶氧量d0是否大于预设阈值，如果是，则说明凝汽器有问题出现，否则说明凝汽器没问题。

在开启一台水环式真空泵凝结水溶氧量d0大于预设阈值的情况下（即凝汽器有问题出现），需增加开启一台水环式真空泵，并获取开启两台水环式真空泵同时稳定运行时，凝汽器中空气分压为ps´，凝结水溶氧量为d0´，以便基于计算凝汽器中凝结水溶氧量分布情况来对凝汽器进行查漏及整改。

步骤s2、根据所述获取到的核电机组稳定运行状态下分别对应开启一台水环式真空泵稳定运行时和开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中各自的凝结水溶氧量，计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值；

具体过程为，由一台水环式真空泵稳定运行时凝结水溶氧量为d0和开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝结水溶氧量为d0´，并根据启动第2台水环式真空泵后凝结水溶氧量的变化关系，得出水侧泄漏点对凝结水溶氧量影响关系式：d1=d0-2*（d0-d0´）；其中，d1为开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值。

同时，由一台水环式真空泵稳定运行时凝结水溶氧量为d0和开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝结水溶氧量为d0´，可以推导出增加一台水环式真空泵运行，则水侧凝结水溶氧量减量值为d0-d0´，也就是说开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d2=d0-d0´。

更进一步的，由上述参考气体状态方程可以看出，一台水环式真空泵运行时的空气分压为两台水环式真空泵运行时空气分压的两倍，即ps=2*ps´。因此开启一台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d3=2*（d0-d0´）。

步骤s3、根据所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，对应选择从水侧或汽侧对所述凝汽器进行查漏。

具体过程为，当开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值大于及对应的汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，则选择从水侧对凝汽器进行查漏；反之，则选择从汽侧对凝汽器进行查漏。

对本发明实施例中的一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏的方法的应用场景做进一步说明：

例如在一个实施例中，某核电站配备3台水环式真空泵，正常运行过程中1台水环式真空泵运行即可维持真空，且保持凝结水溶氧量小于3ppb；

该核电站临时停机后再次启动正常运行时，此时1台水环式真空泵运行，凝结水溶氧量约为19ppb（d0），超过核电站对凝结水溶氧量的限值要求（3ppb），需要对凝汽器进行查漏；启动第2台水环式真空泵，凝结水溶氧量下降至约13ppb（d0´）；

分别计算出水侧泄漏点对凝结水溶氧量影响约为d0-2*（d0-d0´）=19-2*（19-13）=7ppb；1台水环式真空泵运行时，汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响约为2*（d0-d0´）=2*（19-13）=12ppb；2台水环式真空泵运行时，汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响约为（d0-d0´）=19-13=6ppb；

根据上述计算结果可以看出，核电站维持2台水环式真空泵运行时，水侧与汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响分别为7ppb和6ppb；此时水侧影响值偏大，首先对凝汽器水侧查漏，发现凝汽器底部排水阀门内漏，空气漏入凝汽器，影响凝结水氧含量；对此阀门进行处理后，凝结水氧含量下降至约6ppb，即水侧此阀门泄漏对对凝结水溶氧量影响约13-6=7ppb；与以水侧泄漏点对凝结水溶氧量影响关系式的计算结果对比可以得出，水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响已经找到，剩余漏点为汽侧；即为后续查漏缩小了方向，仅查找汽侧泄漏点即可，节省了查漏时间。

例如在另一个实施例中，某核电站正常运行时，1台水环式真空泵运行，凝结水溶氧量约为9.5ppb（d0），超过核电站对凝结水溶氧量的限值要求（3ppb），需要对凝汽器进行查漏；启动第2台水环式真空泵，凝结水溶氧量下降至约7ppb（d0´）；

分别计算出水侧泄漏点对凝结水溶氧量影响约为d0-2*（d0-d0´）=9.5-2*（9.5-7）=4.5ppb；1台水环式真空泵运行时，汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响约为2*（d0-d0´）=2*（9.5-7）=5ppb；2台水环式真空泵运行时，汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响约为（d0-d0´）=9.5-7=2.5ppb；

根据上述计算结果可以看出，核电站维持2台水环式真空泵运行时，水侧与汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响分别为4.5ppb和2.5ppb；此时水侧泄漏点影响值偏大，首先对凝汽器水侧查漏，发现凝结水泵轴封水侧富氧水管线存在串水现象，关闭富氧水管线，凝结水氧含量下降至约3ppb，即水侧此管线泄漏对对凝结水溶氧量影响约7-3=4ppb；与以水侧泄漏点对凝结水溶氧量影响关系式的计算结果对比可以得出，水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响已经找到，剩余漏点为汽侧，快速定位了缺陷位置，及时解决了凝结水氧含量高的问题。

如图3所示，为本发明实施例中，提供的一种基于凝结水溶氧量对核电站凝汽器查漏系统，所述系统包括：

获取单元110，用于获取核电机组稳定运行状态下开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量，并待确定所述获取到的开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量大于预设阈值后，获取核电机组稳定运行状态下开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中的凝结水溶氧量；

计算单元120，用于根据所述获取到的核电机组稳定运行状态下分别对应开启一台水环式真空泵稳定运行时和开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中各自的凝结水溶氧量，计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值；

查漏选择单元130，用于根据所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值和汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，对应选择从水侧或汽侧对所述凝汽器进行查漏。

其中，根据公式d1=d0-2*（d0-d0´），计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d1；其中，d0为所述获取到的开启一台水环式真空泵稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量，d0´为所述获取到的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中的凝结水溶氧量。

其中，根据公式d2=d0-d0´，计算出开启两台水环式真空泵同时稳定运行时所述凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d2。

其中，根据公式d3=2*（d0-d0´），计算出开启一台水环式真空泵稳定运行时所述凝汽器中汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值d3。

其中，所述查漏选择单元130包括：

第一选择模块1301，用于当所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值大于所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，则选择从水侧对所述凝汽器进行查漏；

第二选择模块1302，用于当所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时凝汽器中水侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值小于所述计算出的开启两台水环式真空泵同时稳定运行时汽侧泄漏点对凝结水溶氧量的影响值，则选择从汽侧对所述凝汽器进行查漏。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例能够准确地得出凝汽器凝结水中溶氧量的分布情况，并定量得出了凝汽器汽侧和水侧泄漏对凝结水溶氧量的影响大小，为查漏工作明确了查找方向，可快速定位缺陷方向、节省查漏时间。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。