[发明专利]一种基于峰峰值标准差的钠中气泡探测信号处理方法

说明书

本发明为一种基于峰峰值标准差的钠中气泡探测信号处理方法，用于检测蒸汽发生器是否发生了泄漏。该信号处理方法处理过程为：二次仪表采集一次仪表输出的信号，进行计算。以选定的时间长度T_s作为一个计算周期；从一个计算周期的信号中找出最大值和最小值，并计算出信号的峰峰值，则得到一个计算周期的一个峰峰值。对上一次所使用的一个计算周期的信号滑动更新；再计算出一个峰峰值。若计算出的峰峰值的个数小于N，则继续计算新的峰峰值；若计算的峰峰值的个数达到N个时，计算N个峰峰值的标准差，并作为最终结果输出；与设定的阈值进行比较，判断蒸汽发生器是否发生了泄漏事故。

技术领域

本发明涉及快堆中蒸汽发生器泄漏检测技术领域，特别是涉及一种使用电磁式涡街流量计检测流动的液态金属钠中是否含有蒸汽发生器泄漏而产生的氢气的方法。

背景技术

核电能源具有高效和清洁等优点，因此，被越来越多的国家重视和利用。快堆(快中子反应堆)是第四代核电技术产品，铀资源利用率高，核废料产出量小。液态金属钠是快堆中常用的冷却剂，具有中子吸收截面小、导热性好、常压下工作温度高、比热大、腐蚀性小和无毒等特点。液态金属钠流经快堆的堆芯，将核反应释放的热量带到堆芯外，加热水产生高温高压水蒸气，推动汽轮发电机组发电。液态金属钠与水在蒸汽发生器中进行热交换，所以，蒸汽发生器是快堆的重要设备之一。蒸汽发生器作为换热设备，主要由多个并排的金属传热管组成，传热管的厚度仅为几毫米。传热管内是温度很高的液态金属钠，压强为零点几兆帕斯卡。传热管外为高压水/水蒸汽，压强为十几兆帕斯卡。传热管由于长期工作在高温、高压的恶劣条件下，可能会产生裂纹或者损坏，这样传热管外的高压水/水蒸气就喷射向传热管内的高温液态金属钠，产生剧烈的钠水反应。钠水反应的生成物具有很强的腐蚀性，这将加速传热管的泄漏；钠水反应将导致温度和压力急剧上升，这又加剧了钠水反应。这样恶性循环，将造成严重的安全事故。所以，必须及时地检测蒸汽发生器内传热管的泄漏。

人们针对传热管泄漏所产生的各种现象，提出了若干种检测传热管是否泄漏的方法。其中，钠水反应在生成具有腐蚀性产物的同时，还产生大量的氢气。这些氢气会随着液态金属钠在钠流量管线中以气泡的形式流动。为此，人们提出采用电磁式涡街流量计检测流动的高温液态金属钠中有无气泡，来探测传热管是否发生了泄漏。

中国发明专利公布了一种探测液态金属钠中气体含量的装置及方法(张媛媛，杨建伟，崔国生等，一种探测液态金属钠中气体含量的装置及方法，申请号：201610048541.0，申请日：2016.01.25)。但是，该专利没有给出信号处理和二次仪表方面的关键技术细节。

中国发明专利公布了一种基于相关系数计算的钠中气泡噪声探测器(王刚,徐科军，邹明伟等，一种基于相关系数计算的钠中气泡噪声探测器，申请号：201710708821.4，申请日：2017.08.17)。该专利利用频谱变换的方法求出信号的频率，并根据频率计算出一个信号周期的数据长度，取最新的相邻两个长度等于一个信号周期长度的数据，计算相关系数，对多个计算出的相关系数进行滤波和平均，与阈值进行比较，判断蒸汽发生器是否发生了泄漏。

中国发明专利公布了一种基于信噪比计算的钠中气泡噪声探测器(徐科军，王刚，许伟等，一种基于信噪比计算的钠中气泡噪声探测器，申请号：201710708810.6，申请日：2017.08.17)。该专利利用频谱变换的方法分别提取出噪声信号和有效信号，并计算出信噪比，对多个信噪比的结果进行滤波和平均，与阈值进行比较，判断蒸汽发生器是否发生了泄漏。

发明内容

本发明仍然采用“一种基于相关系数计算的钠中气泡噪声探测器”和“一种基于信噪比计算的钠中气泡噪声探测器”专利中的电磁式涡街流量计一次仪表(主要由漩涡发生体、磁钢、金属管道和电极组成)，以及电磁式涡街流量计二次仪表(主要由信号调理采集模块和数字信号处理与控制模块组成)的硬件部分。但是，提出一种新的钠中气泡探测信号处理方法，有助于扩大钠中气泡噪声探测器可检测的钠流量范围。