本發(fā)明涉及核電設(shè)備監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、核電站主泵是核電站介質(zhì)輸運(yùn)、熱量交換的重要?jiǎng)恿υ?，同時(shí)也是反應(yīng)堆能安全停堆的重要安全設(shè)施，其安全可靠性直接影響反應(yīng)堆的功能完整性和安全可靠性。

2、當(dāng)前對(duì)核電站主泵開展?fàn)顟B(tài)評(píng)估僅僅采用主泵振動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)主泵的異常情況進(jìn)行甄別，該方法能對(duì)軸承磨損、轉(zhuǎn)子偏心等部件振動(dòng)表征類故障進(jìn)行識(shí)別，但是對(duì)氣蝕、冷卻不足等故障，則束手無(wú)策。同時(shí)在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于故障類數(shù)據(jù)較難獲得，無(wú)法直接采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法進(jìn)行診斷模型建模。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，融合已有的數(shù)字儀控系統(tǒng)，結(jié)合專家知識(shí)，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的主泵故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，降低對(duì)故障數(shù)據(jù)的依賴，為主泵精確化維修提供途徑。

2、本發(fā)明提供了一種核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

3、步驟1：從數(shù)字儀控系統(tǒng)的備用口獲取數(shù)據(jù)；

4、步驟2：利用數(shù)字跟蹤濾波工具對(duì)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化；

5、步驟3：利用時(shí)頻分析工具和多元統(tǒng)計(jì)工具對(duì)平穩(wěn)轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征提?。?/p>

6、步驟4：根據(jù)專家知識(shí)建立特征描述-類別映射表；

7、步驟5：利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立特征數(shù)據(jù)至特征描述的映射關(guān)系；

8、步驟6：采集新的數(shù)據(jù)，針對(duì)采集的每條新數(shù)據(jù)計(jì)算得到的特征空間，獲取該數(shù)據(jù)符合每條特征描述的程度的度量向量a，利用距離度量法獲取狀態(tài)數(shù)據(jù)所屬于的故障類型。

9、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟1中，所述數(shù)字儀控系統(tǒng)包括主泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、主泵轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)和dcs系統(tǒng)，

10、通過(guò)網(wǎng)線和信號(hào)線從所述數(shù)字儀控系統(tǒng)的備用口獲取數(shù)據(jù)，

11、主泵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分別輸出主泵振動(dòng)位移信號(hào)和主泵振動(dòng)速度信號(hào)，信號(hào)類型是模擬信號(hào)，主泵轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)輸出主泵轉(zhuǎn)速信號(hào)，信號(hào)類型為模擬信號(hào)，dcs系統(tǒng)輸出為主泵運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，信號(hào)類型為數(shù)字信號(hào)，兩種模擬信號(hào)分別利用同步采集卡進(jìn)行同步采樣，得到主泵振動(dòng)位移、振動(dòng)速度和轉(zhuǎn)速的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)以及時(shí)間戳，并與dcs系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和時(shí)間戳進(jìn)行匹配對(duì)齊。

12、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：主泵進(jìn)口溫度、流量、壓力、軸承溫度、主油泵油流量。

13、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟2具體包括：

14、將同步采集獲取的泵振動(dòng)位移信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行對(duì)齊、截取，根據(jù)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)信號(hào)繪制轉(zhuǎn)速曲線，確定等角度重采樣時(shí)刻，利用數(shù)字跟蹤濾波在等角度重采樣時(shí)刻對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化。

15、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟3中，所述時(shí)頻分析工具為快速傅里葉變換分析工具、小波變換分析工具或者快速傅里葉變換。

16、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟3中，利用時(shí)頻分析工具對(duì)平穩(wěn)轉(zhuǎn)速下的時(shí)序信號(hào)進(jìn)行變換，并根據(jù)信號(hào)類型選擇合適的多元統(tǒng)計(jì)算法，提取敏感特征，同時(shí)融合dcs狀態(tài)數(shù)據(jù)作為特征，形成能表征主泵故障類型的特征空間；

17、所述時(shí)序信號(hào)為振動(dòng)位移信號(hào)和振動(dòng)速度信號(hào)。

18、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟4具體包括：

19、根據(jù)專家對(duì)主泵故障機(jī)理的認(rèn)識(shí)，建立特征描述對(duì)故障類別的映射矩陣a，矩陣中的1表示故障類別具有該特征描述，0表示故障類別不具有該描述。

20、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟5中，采用n個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)特征空間到特征描述對(duì)故障類別的映射矩陣a的映射關(guān)系進(jìn)行訓(xùn)練；

21、n與特征描述的數(shù)目一致。

22、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟5具體為：模型的輸入為每條數(shù)據(jù)的特征空間，輸出為是否具有該特征描述，并通過(guò)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立數(shù)據(jù)到特征描述之間的映射關(guān)系ga。

23、在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，所述步驟6中，將度量向量a與特征描述對(duì)故障類別的映射矩陣a進(jìn)行距離比較，取其中最接近的特征描述對(duì)應(yīng)的故障類型作為該條狀態(tài)數(shù)據(jù)的故障類型；

24、a＝ga(x)。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，基于現(xiàn)有的數(shù)字儀控系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)，結(jié)合專家知識(shí)，形成主泵故障數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)運(yùn)行過(guò)程中的主泵故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及與主泵故障數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)，精準(zhǔn)判定故障類型。本發(fā)明的方法降低了對(duì)故障數(shù)據(jù)的依賴，為主泵精確化維修提供途徑。

技術(shù)特征：

1.一種核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1中，所述數(shù)字儀控系統(tǒng)包括主泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、主泵轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)和dcs系統(tǒng)，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：主泵進(jìn)口溫度、流量、壓力、軸承溫度、主油泵油流量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3中，所述時(shí)頻分析工具為快速傅里葉變換分析工具、小波變換分析工具或者快速傅里葉變換。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3中，利用時(shí)頻分析工具對(duì)平穩(wěn)轉(zhuǎn)速下的時(shí)序信號(hào)進(jìn)行變換，并根據(jù)信號(hào)類型選擇合適的多元統(tǒng)計(jì)算法，提取敏感特征，同時(shí)融合dcs狀態(tài)數(shù)據(jù)作為特征，形成能表征主泵故障類型的特征空間；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟5中，采用n個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)特征空間到特征描述對(duì)故障類別的映射矩陣a的映射關(guān)系進(jìn)行訓(xùn)練；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟5具體為：模型的輸入為每條數(shù)據(jù)的特征空間，輸出為是否具有該特征描述，并通過(guò)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立數(shù)據(jù)到特征描述之間的映射關(guān)系ga。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟6中，將度量向量a與特征描述對(duì)故障類別的映射矩陣a進(jìn)行距離比較，取其中最接近的特征描述對(duì)應(yīng)的故障類型作為該條狀態(tài)數(shù)據(jù)的故障類型；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及核電設(shè)備監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站主泵故障監(jiān)測(cè)方法。所述方法為：步驟1：從數(shù)字儀控系統(tǒng)的備用口獲取數(shù)據(jù)；步驟2：利用數(shù)字跟蹤濾波工具對(duì)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化；步驟3：利用時(shí)頻分析工具和多元統(tǒng)計(jì)工具對(duì)平穩(wěn)轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征提?。徊襟E4：根據(jù)專家知識(shí)建立特征描述?類別映射表；步驟5：利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立特征數(shù)據(jù)至特征描述的映射關(guān)系；步驟6：采集新的數(shù)據(jù)，針對(duì)采集的每條新數(shù)據(jù)計(jì)算得到的特征空間，獲取該數(shù)據(jù)符合每條特征描述的程度的度量向量a，利用距離度量法獲取狀態(tài)數(shù)據(jù)所屬于的故障類型。本發(fā)明融合已有的數(shù)字儀控系統(tǒng)，結(jié)合專家知識(shí)，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的主泵故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，降低對(duì)故障數(shù)據(jù)的依賴，為主泵精確化維修提供途徑。

技術(shù)研發(fā)人員：劉文超,羅能,朱軍,張?zhí)忑?周正平,張弩,魏建軍,董保錄,相犇,蔡萍,荀蔚,何攀,王進(jìn),鄒博豪,尹龍,劉才學(xué)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇核電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14