[发明专利]基于混合模型的核电站主泵密封故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于混合模型的核电站主泵密封故障诊断方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、分析核电站主泵密封装置的故障影响因素及机理：核电站主泵的故障影响因素及机理包括腐蚀以及结垢；

S2、构建退化点检测模型并对退化点进行监测，将数据库划分为退化点前的数据和退化点后的数据；

S3、基于混合模型构建故障诊断模型并进行实时诊断分析：

S31、构建故障诊断模型，其包括如下子步骤：

S311、构建不考虑温度调节下的故障诊断模型：

根据伯努利方程：

式中，p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度；

根据上式，忽略流体的势能影响，得到：

根据流量等于流体速度乘截面积，得到：

Q＝v·S (5)

式中，Q为流体该点的流量，v为流体该点的流速，S为该点的横截面积；

根据稳定流动公式，得到：

式中，Q为流体该点的流量，μ为一个常数系数，S为流通面积，P₁为流体前端的压力值，P₂为流体后端的压力值，ρ为流体的密度；

S312、得到不考虑温度变化条件时的模型如下：

在核主泵输入端，得到：

式中，P_in为核主泵一级密封装置管道输入端的压强，ρ为核主泵一级密封装置管道中流体的密度，V_in为核主泵一级密封装置管道输入端的流体速度，C_in为一个常数；

在核主泵输出端，得到：

式中，P_out为核主泵一级密封装置管道输出端的压强，ρ为核主泵一级密封装置管道中流体的密度，v_out为核主泵一级密封装置管道输出端的流体速度，C_out为一个常数；

将式(5)、式(7)、式(8)带入式(6)，得到：

引入参数C₀，C₀₁，C₀₂，C₀₃，其中

式中，S_m为核主泵一级密封装置管道的横截面积，Q_m为流过管道的总流量，μ为一个常数系数，C_out为核主泵一级密封装置管道输出端常数，C_in为核主泵一级密封装置管道输入端常数，v_oin为核主泵一级密封装置管道输入端的流体速度，v_out为核主泵一级密封装置管道输出端的流体速度，Q_in为核主泵一级密封装置管道输入端的流量，Q_out为核主泵一级密封装置管道输出端的流量，S_in为核主泵一级密封装置管道输入端的横截面积，S_out为核主泵一级密封装置管道输出端的横截面积；

其中，为了简化表达，用C₀,C₀₁,C₀₂,C₀₃对应的参数，则最终不考虑温度变化条件下的故障诊断模型为：

S313、构建考虑温度变化条件的故障诊断模型：

由Peng－Robinson方程得到压力与温度成正比，即：

P＝kT (11)

式中，P为流体的压强，k为一常数系数，T为流体的温度；

对于核主泵输入端，用p_ins代表一标准压力值，用T_ins代表一标准温度值，对等式两边进行去量纲处理，有：

式中，p_in为输入端的压强，p_ins为一标准压力值，k为一常数系数，T_in为输入端的温度，T_ins为一标准温度值；

对于核主泵输出端，用p_outs代表一标准压力值，用T_outs代表一标准温度值，对等式两边进行去量纲处理，得到：

式中，p_out为核主泵输出端的压强，p_outs为一标准压力值，k为一常数系数，T_out为输出端的温度，T_outs为一标准温度值，

在不考虑温度变化条件的故障诊断模型中，输入端压强p_in看作模型中的标准量p_ins,将式(7)带入式(12),得到：

变形后可得：

对于核主泵输出端有：

将式(15)、式(16)带入式(9)得到：

为简化计算，引入参数：

得到最终的考虑温度变化条件的故障诊断模型为：

S32、计算参数量级；

S33、对参数进行优化；

S34、计算健康指标S_m随时间变化的序列；

S35、对得到的健康指标S_m的曲线变化趋势上升或下降做出判断；

S36、对步骤S35计算得到的健康指标S_m进行实时诊断分析，得到最早发生故障的时间点。