本公開屬于核電，具體涉及一種基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、主蒸汽隔離閥作為核電站蒸汽系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，在核電站啟動(dòng)、平穩(wěn)運(yùn)行及事故等條件下，起到十分重要的控制作用。若主蒸汽隔離閥在運(yùn)行過(guò)程中存在振動(dòng)異常、噪音大等問(wèn)題，將會(huì)對(duì)閥門本身造成損壞并降低其使用壽命，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致蒸汽泄露事故?，F(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方法是基于人工檢測(cè)的方式，該方式會(huì)花費(fèi)大量的人力成本、效率低下且難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2、針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者開展了一些研究工作，提出了基于潤(rùn)滑油分析、溫度監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段對(duì)主蒸汽隔離閥運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但是這些方法存在檢測(cè)范圍有限、難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)等缺點(diǎn)，此外這些方法對(duì)運(yùn)維人員要求較高，難以運(yùn)用到工程現(xiàn)場(chǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。通過(guò)采集主蒸汽隔離閥運(yùn)行時(shí)的各種狀態(tài)信號(hào)，采用信號(hào)處理方法提取反映設(shè)備狀態(tài)的特征參數(shù)，進(jìn)而利用特定算法實(shí)現(xiàn)主蒸汽隔離閥的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估并對(duì)異常情況報(bào)警。從而實(shí)現(xiàn)在極大的節(jié)省人力成本的同時(shí)還有效地提升核電站的安全性。

2、根據(jù)本公開實(shí)施例的一方面，提供一種基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：主機(jī)及多個(gè)傳感器；

3、每個(gè)傳感器布局安裝在主蒸汽隔離閥的一個(gè)采樣點(diǎn)上；

4、所述主機(jī)包括調(diào)理模塊、采集模塊、控制模塊、顯示模塊、電源模塊；調(diào)理模塊的用于獲取各傳感器采集輸出的振動(dòng)信號(hào)，并將采集的振動(dòng)信息進(jìn)行信號(hào)分離和濾波放大處理；采集模塊用于對(duì)調(diào)理模塊處理后的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集并輸出至控制模塊；控制模塊根據(jù)接收的振動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)閥門振動(dòng)狀態(tài)評(píng)估、振動(dòng)噪聲在線監(jiān)聽、通訊傳輸、采樣控制及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；顯示模塊用于展示控制模塊輸出的監(jiān)測(cè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)、歷史數(shù)據(jù)以及閥門振動(dòng)異常報(bào)警；電源模塊用于對(duì)系統(tǒng)供電。

5、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在主蒸汽隔離閥的上部驅(qū)動(dòng)裝置平面處和中部支架處各安裝一個(gè)三軸振動(dòng)傳感器，在主蒸汽隔離閥的出口管道相互垂直的兩個(gè)方向上分別安裝一個(gè)高溫的單軸振動(dòng)傳感器。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，各傳感器適配安裝底座，并將底座焊接在采樣點(diǎn)表面或通過(guò)扎帶固定。

7、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，主機(jī)安裝在主蒸汽隔離閥運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，主機(jī)使用膨脹螺栓采用接口朝下的方式安裝在主蒸汽隔離閥工作房間的墻壁上，并通過(guò)軟電纜將傳感器與該主機(jī)相連。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述主機(jī)采用以下方法實(shí)現(xiàn)核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)：

9、步驟1，將各采樣點(diǎn)的傳感器采集到的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理模塊進(jìn)行濾波、放大后，經(jīng)過(guò)采集模塊進(jìn)行采集，得到用于反映閥門運(yùn)行狀態(tài)的振動(dòng)信號(hào)；

10、步驟2，從處理后的振動(dòng)信號(hào)中提取用于反映主蒸汽隔離閥振動(dòng)強(qiáng)烈程度的振動(dòng)烈度和加速度級(jí)；

11、步驟3，針對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)，將該采樣點(diǎn)當(dāng)前提取得到的振動(dòng)烈度與該采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的烈度閾值進(jìn)行比較，將該采樣點(diǎn)提取得到的加速度等級(jí)與該采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的等級(jí)閾值進(jìn)行比較；

12、步驟4，若采樣點(diǎn)當(dāng)前提取的振動(dòng)烈度超過(guò)對(duì)應(yīng)的烈度閾值，則記錄該采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)、當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前的振動(dòng)烈度；若采樣點(diǎn)當(dāng)前提取的加速度等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的等級(jí)閾值，則記錄該采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)、當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前的加速度等級(jí)；

13、步驟5，若采樣點(diǎn)振動(dòng)烈度超過(guò)對(duì)應(yīng)的烈度閾值的次數(shù)和/或加速度等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的等級(jí)閾值的次數(shù)超過(guò)次數(shù)閾值，則觸發(fā)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)用于提示該采樣點(diǎn)振動(dòng)異常。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述主機(jī)采用以下方法實(shí)現(xiàn)核電主蒸汽隔離閥噪音監(jiān)聽：

15、步驟6，將各采樣點(diǎn)提取得到的加速度等級(jí)轉(zhuǎn)換為噪音等級(jí)；

16、步驟7，若采樣點(diǎn)當(dāng)前確定的噪音等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的噪音閾值，則記錄該采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)、當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前的噪音等級(jí)；

17、步驟8，若采樣點(diǎn)噪音等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的噪音閾值的次數(shù)超過(guò)次數(shù)閾值，則觸發(fā)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)用于提示該采樣點(diǎn)存在振動(dòng)噪聲。

18、根據(jù)本公開實(shí)施例的一方面，提供一種基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，所述方法基于上述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

19、步驟1，將各采樣點(diǎn)的傳感器采集到的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理模塊進(jìn)行濾波、放大后，經(jīng)過(guò)采集模塊進(jìn)行采集，得到用于反映閥門運(yùn)行狀態(tài)的振動(dòng)信號(hào)；

20、步驟2，從處理后的振動(dòng)信號(hào)中提取用于反映主蒸汽隔離閥振動(dòng)強(qiáng)烈程度的振動(dòng)烈度和加速度級(jí)；

21、步驟3，針對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)，將該采樣點(diǎn)當(dāng)前提取得到的振動(dòng)烈度與該采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的烈度閾值進(jìn)行比較，將該采樣點(diǎn)提取得到的加速度等級(jí)與該采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的等級(jí)閾值進(jìn)行比較；

22、步驟4，若采樣點(diǎn)當(dāng)前提取的振動(dòng)烈度超過(guò)對(duì)應(yīng)的烈度閾值，則記錄該采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)、當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前的振動(dòng)烈度；若采樣點(diǎn)當(dāng)前提取的加速度等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的等級(jí)閾值，則記錄該采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)、當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前的加速度等級(jí)；

23、步驟5，若采樣點(diǎn)振動(dòng)烈度超過(guò)對(duì)應(yīng)的烈度閾值的次數(shù)和/或加速度等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的等級(jí)閾值的次數(shù)超過(guò)次數(shù)閾值，則觸發(fā)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)用于提示該采樣點(diǎn)振動(dòng)異常。

24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括：

25、步驟6，將各采樣點(diǎn)提取得到的加速度等級(jí)轉(zhuǎn)換為噪音等級(jí)；

26、步驟7，若采樣點(diǎn)當(dāng)前確定的噪音等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的噪音閾值，則記錄該采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)、當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前的噪音等級(jí)；

27、步驟8，若采樣點(diǎn)噪音等級(jí)超過(guò)對(duì)應(yīng)的噪音閾值的次數(shù)超過(guò)次數(shù)閾值，則觸發(fā)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)用于提示該采樣點(diǎn)存在振動(dòng)噪聲。

28、本公開的有益效果在于：本公開提供的基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)建了能夠反映設(shè)備振動(dòng)強(qiáng)烈的特征指標(biāo)以及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)有效地對(duì)異常振動(dòng)的報(bào)警，提高了事故應(yīng)急響應(yīng)速度；提供了一種振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)音頻信號(hào)算法，實(shí)現(xiàn)了在不額外添加傳感器的基礎(chǔ)上，利用采集到的振動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)噪聲的在線監(jiān)聽，節(jié)約了成本；研發(fā)了核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主機(jī)，對(duì)上述功能進(jìn)行了集成化，使得現(xiàn)場(chǎng)檢修人員能夠迅速上手，并滿足對(duì)主蒸汽隔離閥振動(dòng)噪音的持續(xù)監(jiān)測(cè)，減少了人工檢測(cè)需求，節(jié)約了人力成本，并提高了核電站安全性。

技術(shù)特征：

1.一種基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：主機(jī)及多個(gè)傳感器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在主蒸汽隔離閥的上部驅(qū)動(dòng)裝置平面處和中部支架處各安裝一個(gè)三軸振動(dòng)傳感器，在主蒸汽隔離閥的出口管道相互垂直的兩個(gè)方向上分別安裝一個(gè)高溫的單軸振動(dòng)傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，各傳感器適配安裝底座，并將底座焊接在采樣點(diǎn)表面或通過(guò)扎帶固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，主機(jī)安裝在主蒸汽隔離閥運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，主機(jī)使用膨脹螺栓采用接口朝下的方式安裝在主蒸汽隔離閥工作房間的墻壁上，并通過(guò)軟電纜將傳感器與該主機(jī)相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)采用以下方法實(shí)現(xiàn)核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)采用以下方法實(shí)現(xiàn)核電主蒸汽隔離閥噪音監(jiān)聽：

7.一種基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法基于權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。本公開提供的基于多傳感器的核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)建了能夠反映設(shè)備振動(dòng)強(qiáng)烈的特征指標(biāo)以及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)有效地對(duì)異常振動(dòng)的報(bào)警，提高了事故應(yīng)急響應(yīng)速度；提供了一種振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)音頻信號(hào)算法，實(shí)現(xiàn)了在不額外添加傳感器的基礎(chǔ)上，利用采集到的振動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)噪聲的在線監(jiān)聽，節(jié)約了成本；研發(fā)了核電主蒸汽隔離閥振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主機(jī)，對(duì)上述功能進(jìn)行了集成化，使得現(xiàn)場(chǎng)檢修人員能夠迅速上手，并滿足對(duì)主蒸汽隔離閥振動(dòng)噪音的持續(xù)監(jiān)測(cè)，減少了人工檢測(cè)需求，節(jié)約了人力成本，并提高了核電站安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：傅仁浦,鐘彥杰,汪達(dá),者娜,謝月豐,馬少亮,孫國(guó)忠,孫永信,劉德軍,楊泰波,王玉彬,朱昌榮,李開盈
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中核核電運(yùn)行管理有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10