反应堆回路系统故障分区热信号谱定位系统及定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压水堆核动力装置和核电站，更具体地，涉及可能导致反应堆一回路系统发生失水事故的泄漏或破口故障的监测和预警，以及相关的部件和子系统，即反应堆回路系统故障分区热信号谱定位系统及定位方法。
【背景技术】
[0002]在压水堆核电站中，一回路内的轻水冷却剂通过位于压力容器内的燃料组件，带走热量，并在蒸汽发生器传递给二回路水，以生产蒸汽，蒸汽通过驱动汽轮发电机发电。
[0003]为保证反应堆的安全，必须防止反应堆冷却剂系统发生失水事故，必须对反应堆冷却剂系统的泄漏或破口进行监测。监测手段主要为稳压器水位监测、系统温度、放射性剂量监测。
[0004]目前压水堆核动力装置和核电站针对泄漏或破口故障监测的稳压器水位监测、系统温度、放射性剂量监测，存在发现时间较慢，不能及时发现的缺点。
[0005]目前稳压器水位监测、系统温度、放射性剂量等监测存在不能准确定位发生泄漏或破口故障的位置的缺点。
[0006]通过专利和文献检索，在国内外相关研究报道中，未发现堆舱或反应堆厂房分区热信号监测，也未见利用热信号监测判断反应堆冷却剂系统泄漏或破口的报道。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的是提供一种利用分区热信号谱定位的反应堆一回路系统故障快速定位装置，即提供一种反应堆回路系统故障分区热信号谱定位系统及定位方法。本发明的又一目的是快速发现和定位反应堆一回路系统泄漏或破口位置，提高压水堆核动力装置和核电站的安全性。
[0008]本发明的实现方案如下:
反应堆回路系统故障分区热信号谱定位系统，包括进行三维分区的堆舱或反应堆厂房，堆舱或反应堆厂房进行三维分区后，具备多个三维立体结构的堆舱或反应堆厂房分区块，在任意一个堆舱或反应堆厂房分区块的周围设置一个或多个热像仪，热像仪连接有数据计算分析处理中心，数据计算分析处理中心还连接有热信号谱数据库和系统设备位置数据库;热信号谱数据库是根据所有堆舱或反应堆厂房分区块在不同角度和不同运行状态下汇总形成的一个热信号谱数据库，系统设备位置数据库是记录有每一个堆舱或反应堆厂房分区块内的设备信息和设备位置信息的一个数据库。
[0009]本发明的设计原理为:
1、本发明采用利用三维分区和多角度监测的热信号对反应堆一回路系统泄漏或破口故障进行监测和定位。
[0010]2、本发明根据监测需求对堆舱或反应堆厂房进行了三维分区。
[0011]3、本发明针对不同的堆舱或反应堆厂房分区建立热信号谱数据库和系统设备位置数据库。
[0012]4、本发明针对不同的堆舱或反应堆厂房分区利用热信号监测仪在不同角度对该分区内的热信号进行实时监测。
[0013]5、本发明根据不同角度的热信号监测结果结合热信号谱数据库和系统设备位置数据库，实时分析区域内系统设备的运行状态，判断是否发生泄漏或破口，并定位具体位置。
[0014]6、本发明在监测到系统或设备发生泄漏或破口时，能根据泄漏或破口位置发出系统或设备的隔离需求，中止泄漏和破口故障向失水事故演化，并向操作员发出报警，提高反应堆安全性。
[0015]总的来说:堆舱或反应堆厂房根据监测需求被分为若干区块，这些被分割后的区块形成一个个堆舱或反应堆厂房分区块。针对每个堆舱或反应堆厂房分区块在不同角度设置一个热像仪或多个热像仪，用于扫描监测区块内的热信号，扫描结果与对应于该堆舱或反应堆厂房分区块的热信号谱数据库和系统设备位置数据库进行对比和综合分析，来判断该区块内系统和设备的运行状态。在发生泄漏或破口时，区块内热信号发生变化，并被不同角度热像仪迅速捕捉，然后，该信号数据被送至数据计算分析处理中心进行分析计算得出具体泄漏和故障位置，结合系统设备位置数据库确定具体的系统设备，然后根据系统设计发出针对具体故障位置的隔离信号，中止泄漏和破口故障向失水事故演化，并向操作员发出报警。
[0016]热像仪设置状态有3种，一种是在三维空间内建立坐标系，在三个不同的方向角度设置热像仪，这样可以防止设备的遮蔽，快速的找到故障点在三维空间的具体坐标，根据该坐标可以快速确定该故障设备，以最快的速度完成检测。第二种是在三维空间平面内建立坐标系，在两个不同方向角度设置热像仪，这样可以快速的找到故障点在三维平面的具体坐标，根据该坐标可以快速确定该故障设备，以最快的速度完成检测。第三种是在三维或二维空间平面内建立坐标系，在某一个方向角度设置热像仪，可以快速的找到故障点在的具体坐标，根据该坐标可以分别检查人员快速检查该故障点，以最快的速度完成检测。由于某些点位只需要两台热像仪或一台热像仪监测到预期到坐标点位，这样可以节省热像仪的投入。
[0017]热像仪设置状态的具体情形如下:
情形1:任意一个堆舱或反应堆厂房分区块周围的热像仪设置状态为:在该堆舱或反应堆厂房分区块内建立三维坐标系，在该三维坐标系内存在X轴方向和Y轴方向和Z轴方向，在X轴方向设置有热像仪，在Y轴方向设置有热像仪，在Z轴方向设置热像仪。
[0018]情形2:任意一个堆舱或反应堆厂房分区块周围的热像仪设置状态为:在该堆舱或反应堆厂房分区块内建立三维坐标系，在该三维坐标系内存在X轴方向和Y轴方向和Z轴方向，在其中两个轴方向或与轴方向成一定角度的方向设置有热像仪。
[0019]情形3:任意一个堆舱或反应堆厂房分区块周围的热像仪设置状态为:在该堆舱或反应堆厂房分区块内建立三维或二维坐标系，在该三维或二维坐标系内X轴方向或Y轴方向或Z轴方向或某一个角度方向设置有热像仪。
[0020]基于所述的反应堆回路系统故障分区热信号谱定位系统的定位方法，包括以下步骤， 步骤A、对堆舱或反应堆厂房进行分区处理:按照三维分区的方式将堆舱或反应堆厂房分割成若干个堆舱或反应堆厂房分区块，每一个堆舱或反应堆厂房分区块在三维空间内是一个矩形块或异形块；
步骤B、建立系统设备位置数据库:统计每一个堆舱或反应堆厂房分区块内的设备，然后建立这些设备一一对应堆舱或反应堆厂房分区块的数据库，
步骤C、建立热信号谱数据库:在无故障工作模式下，统计堆舱或反应堆厂房分区块在不同角度和不同运行状态下的热信号，从而汇总这些热信号形成一个热信号谱数据库，步骤D、系统设备位置数据库与热信号谱数据库建立一一映射关系；
步骤E、设置故障监控热像仪:在该堆舱或反应堆厂房分区块内建立三维坐标系或二维坐标系，在该三维或二维坐标系内一个、两个或三个轴方向或与轴方向成一定角度的方向设置热像仪；
步骤F、故障监控:三维坐标系或二维坐标系内的热像仪对堆舱或反应堆厂房分区块内的设备进行扫描，扫描到的热信号输出到数据计算分析处理中心，数据计算分析处理中心调用热信号谱数据库和系统设备位置数据库内的数据与该热信号进行比对和综合分析，数据计算分析处理中心判断该堆舱或反应