[发明专利]一种核动力装置关重部件质量性能的监测与故障诊断方法有效

专利信息
申请号: 201710964695.9 申请日: 2017-10-17
公开(公告)号: CN107767975B 公开(公告)日: 2020-01-21
发明(设计)人: 潘宏侠;许昕;潘铭志;付志敏;赵雄鹏;安邦;张玉学 申请(专利权)人: 中北大学
主分类号: G21C17/14 分类号: G21C17/14
代理公司: 14109 太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙) 代理人: 冷锦超
地址: 030051 山*** 国省代码: 山西;14
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摘要:
搜索关键词: 一种 核动力 装置 部件 质量 性能 监测 故障诊断 方法
【说明书】:

发明公开一种利用确定激励下结构振动响应信号分析来确定核动力装置关重部件质量性能问题和故障的方法,根据对核动力装置不同类型关重部件的常见故障或可能的潜在质量性能问题的分析,初步确定激励和响应点位置,要求所形成的运行态跨点频响函数能够覆盖可能的质量问题与故障,对实时采集的核动力装置关重部件运行态的激励信号和振动响应信号,做出核动力装置关重部件的多个运行态跨点频响函数曲线,分析不同类型关重部件各运行态跨点频响函数中的峰值‑频率、损耗因子及其变化规律,提取各运行态频响特性曲线的特征参数,定量描述腐蚀、裂纹、磨损、松动、泄露与卡涩故障特性,试验确定各故障及其程度对各阶特征参数的影响。

技术领域

本发明一种核动力装置关重部件质量性能的监测与故障诊断方法,属于核动力系统故障诊断技术领域。

背景技术

故障诊断技术是核动力装置运行支持技术的重要组成部分之一,故障诊断技术的研究对核动力装置的安全性和经济性有着重要的意义,能够增强核动力装置的安全性能,减少操作人员误操作的概率。

目前,故障诊断方法大致可以分为两类:基于数据驱动的经验模型法和基于数学方程的物理模型法,这两种方法各有优缺点。前者只需要被诊断对象的历史数据和在线数据,后者可提供更显著的信息,逐渐修正监测模型以提高精度。

舰船用核动力装置一回路系统中,安全注射系统、硼和水补给系统、控制棒和燃料包壳为风险较大的关键因素,二回路系统中的蒸汽流量控制系统、汽动给水泵系统、电动给水泵系统和高压给水加热器系统为风险较大的关键因素,以碰撞、搁浅和多自由度大幅摇摆为外激励对核动力装置进行研究可应对潜在的风险。

核动力装置是以核能作为推进动力的动力装置,目前主要应用于核动力舰船或潜艇。由于压水堆的安全性和可靠性较高,目前在世界范围内,压水堆是动力堆中应用最为广泛的堆型。压水堆核动力装置(PWRNPP)中很多设备运行环境十分恶劣,要经受高温、高压、高辐射的考验。PWRNPP中哪怕是一个元件出现故障而得不到及时处理,也有可能引发连锁反应,甚至造成重大事故。PWRNPP维修保障十分繁琐,而且十分耗时耗力耗财。传统的事后维修或定期维修不能满足现在使用者对PWRNPP安全性、可靠性和经济性的要求。故障预测与健康管理(PHM)技术能实现PWRNPP视情维修,可以促成PWRNPP维修保障方法的转变。

随着我国国防和经济发展,能源安全以及海洋战略的发展提出更高需求。在陆上核电复苏和规模建设的同时,船用核动力装置技术也在不断前进,其可以适用于舰船动力、岛屿供电、海水淡化、海洋资源开发等。海上浮动核电站、核动力商船等动力装置的发展越来越受到各国的重视,包括国际原子能机构、英国、俄罗斯在内发达国家都开展了海上浮动平台的研制。而我国多家核能开发单位,包括中广核、中核、中船重工等都正在全力推进海上浮动平台的研发与建设。

核动力系统是核动力舰船的心脏和主动脉,其运行安全可靠影响到核动力舰船远洋工作、项目完成甚至舰船与船员的生存,是核动力舰船安全的重心,要满足舰船动力、供电等负荷变化,适应海洋环境所带来腐蚀、摇摆的影响,还要考虑空间要求、运行性能、可靠性和可维护性等多项性能指标。

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