本发明属于流体漩涡探测的实现方法技术领域，具体涉及一种余热排出泵 漩涡探测的实现方法。
背景技术：
在反应堆停堆期间，必须降低反应堆冷却剂系统水位便于进行维修或检查。 但是在半管运行期间，反应堆冷却剂系统水位降低或余热排出系统流量过高会 导致余热排出泵供水不足：余热排出泵必须在出现严重损坏之前停运，这将导 致丧失堆芯冷却。余热排出泵吸入口出现涡流，其特点是吸入空气，这将损坏 余热排出泵。为了防止这种情况出现，采用了余热排出泵的漩涡探测系统，用 于探测余热排出泵吸入口的漩涡现象并且警告操纵员防止余热排出泵故障。该 系统通过DCS设备对余热排出泵出口压力传感器信号进行分析，以实现该功能。 如果探测到余热排出泵吸入口有涡流工况，在DCS人机界面产生报警并启动反 应堆厂房的喇叭报警。
目前核电站采用的漩涡探测方法为压力峰值计数的方法，即测量泵出口压 力波动值，当出现的波峰在幅值和持续时间上满足一定要求(如表1)时，记为 一个有效波峰，取120秒时间内有效波峰的次数，乘以不同幅值波峰对应的权 值，当结果大于阈值时，判定漩涡产生。
表1
现有核电站余热排出泵漩涡探测均依据上述方法，在实现方法上有所差别。 现有的实现方法主要存在两方面的缺陷，第一，对波峰的识别不准确；第二， 对120秒采样数据的处理未使用动态累计，而是120秒计算一次波峰数量，计 算周期过长。
对于第一种情况，一个波峰会被重复计数，即一个波峰同时出现在 0.415MPa<P<0.76MPa区间和0.76MPa<P区间，会出现同时计数A和B的情况； 一个波峰会被漏计数，即一个波峰同时出现在0.415MPa<P<0.76MPa区间和 0.76MPa<P区间，但在0.76MPa<P区间持续时间不满足要求，会出现A和B都 不计数的情况。这样会导致漩涡探测系统出现误报警或漏报警，影响操作员正 常操作。
对于第二种情况，现有方法收集120秒的压力值后，对这部分数据进行判 别和计数，判断是否产生报警。淘汰这组数据后，再取下一组120秒压力值进 行计算。这种计算方法计算量非常小，实现起来比较简单，但报警每隔120秒 才判断一次，报警产生不及时，极端情况下报警延迟会达到118秒以上，对设 备的安全造成影响，进而对核电站的正常运行造成影响。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提出一种余热排出泵漩涡探测的实现方法，能 够实时、准确的判断漩涡的产生，并发出报警，提示达到设备即将损坏的工况。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种余热排出泵漩涡探测的实现方法，应用于核电站DCS系统中，在每个 扫描周期重复以下步骤：
(1)获取压力测量值
测量余热排出泵出口压力，并对数据进行预处理以消除高频扰动，得到预 处理后的压力值Pf；
(2)对波动幅值所属区间进行判断
当步骤(1)中得到的余热排出泵出口压力属于0.415MPa<Pf<0.76MPa和 Pf>0.76MPa两个区间时，对采样点数进行累计；
(3)对峰值时间进行计算
判断以下5个条件，分别执行对应操作；
当出现Pf>0.415MPa上升沿，允许Td1计数；Td1是满足 0.415MPa<Pf<0.76MPa的持续时间；
当0.415MPa<Pf<0.76MPa，Td1计数，累加；
当Pf>0.76MPa，Td2计数，累加；Td2是满足Pf>0.76MPa的持续时间；
当出现Pf>0.76MPa下降沿，判断0.5s<Td2<30s，若满足条件，Td2结算， Td1清零，禁止Td1计数，然后Td2清零；若不满足条件，Td2清零；
当出现Pf>0.415MPa下降沿，判断0.5s<Td1<30s，若满足条件，Td1结算， Td1清零，禁止Td1计数；若不满足条件，Td1清零，禁止Td1计数；
(4)记录波峰结束时间
上一步骤结算时，分别在BOOL型变量数组A[i]和B[i]中标记为1；
A[i]为满足0.415MPa<Pf<0.76MPa并且持续时间满足0.5s<Td1<30s的结 算点；
B[i]为满足0.76MPa<Pf并且持续时间满足0.5s<Td2<30s的结算点；
上述一个结算点记为一个波峰；旋涡探测是通过压力值的波峰满足设定条 件来判断的；
数组内的元素A[i]或B[i]为1表示出现了波峰，统计数组A,B内为1的个数 即可得到一个采样周期内出现的波峰次数，作为波峰结束时间的标记；
当结算时波动幅值和持续时间不满足条件时，在A[i]和B[i]写入0；
i从1到n循环，每个采样周期i加1；
一个采样周期＝n秒；
(5)产生报警
算法的每个执行周期计算一次n秒内A、B波峰结束点的个数；
A、B分别乘以不同权值并相加，并与阈值比较；
若大于阈值，则表示产生旋涡，报警。
进一步的，如上所述的一种余热排出泵漩涡探测的实现方法，步骤(1)中， 对数据进行预处理包括：对相邻两次采样数据取平均值、一阶低通滤波。
进一步的，如上所述的一种余热排出泵漩涡探测的实现方法，步骤(4)中， 一个采样周期＝120秒。
进一步的，如上所述的一种余热排出泵漩涡探测的实现方法，步骤(5)中， A、B分别乘以不同权值，满足A条件的波峰次数乘以权值0.5，满足B条件的 波峰次数乘以权值1。
本发明技术方案的有益效果在于：该系统满足核电站DCS系统对余热排出 泵出口压力波动监视的功能，并判断冷却剂产生漩涡的危险工况。方案基于“压 力峰值计数”的成熟方法，对于幅值和持续时间上满足要求的压力波峰进行计 数，将不同的波峰乘以不同的权值，加权后的累计次数超过阈值，则判定产生 漩涡。
本发明所述的漩涡探测实现方法，能够满足核电站DCS系统余热排出泵漩 涡探测功能的需求，采用更加准确的波峰计算方法，实时计算一定时间内的波 峰次数，能够更加准确和及时的判断漩涡产生的危险工况，防止设备损坏，保 证电厂正常运行。通过仿真的漩涡压力数据，可以验证上述实现方法报警及时， 准确。从测量压力值到计算产生报警，根据DCS平台的不同，响应时间可达到 50ms。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
本发明一种余热排出泵漩涡探测的实现方法，应用于核电站DCS系统中， 在每个扫描周期重复以下步骤：
(1)获取压力测量值
测量余热排出泵出口压力，并对数据进行预处理以消除高频扰动，得到预 处理后的压力值Pf；
对数据进行预处理包括：对相邻两次采样数据取平均值、一阶低通滤波。
(2)对波动幅值所属区间进行判断
当步骤(1)中得到的余热排出泵出口压力属于0.415MPa<Pf<0.76MPa和 Pf>0.76MPa两个区间时，对采样点数进行累计；
(3)对峰值时间进行计算
判断以下5个条件，分别执行对应操作；
当出现Pf>0.415MPa上升沿，允许Td1计数；Td1是满足 0.415MPa<Pf<0.76MPa的持续时间；
当0.415MPa<Pf<0.76MPa，Td1计数，累加；
当Pf>0.76MPa，Td2计数，累加；Td2是满足Pf>0.76MPa的持续时间；
当出现Pf>0.76MPa下降沿，判断0.5s<Td2<30s，若满足条件，Td2结算， Td1清零，禁止Td1计数，然后Td2清零；若不满足条件，Td2清零；
当出现Pf>0.415MPa下降沿，判断0.5s<Td1<30s，若满足条件，Td1结算， Td1清零，禁止Td1计数；若不满足条件，Td1清零，禁止Td1计数；
(4)记录波峰结束时间
上一步骤结算时，分别在BOOL型变量数组A[i]和B[i]中标记为1；
A[i]为满足0.415MPa<Pf<0.76MPa并且持续时间满足0.5s<Td1<30s的结 算点；
B[i]为满足0.76MPa<Pf并且持续时间满足0.5s<Td2<30s的结算点；
上述一个结算点记为一个波峰；旋涡探测是通过压力值的波峰满足设定条 件来判断的；
数组内的元素A[i]或B[i]为1表示出现了波峰，统计数组A,B内为1的个数 即可得到一个采样周期内出现的波峰次数，作为波峰结束时间的标记；
当结算时波动幅值和持续时间不满足条件时，在A[i]和B[i]写入0；
i从1到n循环，每个采样周期i加1；
一个采样周期＝120秒；
(5)产生报警
算法的每个执行周期计算一次n秒内A、B波峰结束点的个数；
A、B分别乘以不同权值并相加并与阈值比较，满足A条件的波峰次数乘以 权值0.5，满足B条件的波峰次数乘以权值1；
若大于阈值，则表示产生旋涡，报警。
该方案的特征在于：
(1)所述余热排出泵漩涡探测的实现方法在DCS系统中使用。
(2)使用上升沿/下降沿和区间判断相结合的波峰幅值和持续时间计算方 法。
(3)使用两个BOOL量数组储存波峰结束时间点，便于计算120s内波峰 次数，节省存储空间。
(4)使用滑动平均数方法实时计算120s内波峰次数的方法。