[发明专利]利用核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备定量定位检漏方法

摘要

本发明公开了一种利用核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备定量定位检漏方法，设备由上游至下游依次包括空气、氦气源、空气分配器、注射器、气体分配器，还包括用于吹扫的扩散器、用于抽气采集气体的采样工具架和质谱仪、对质谱仪数据进行分析/对环境进行控制的控制柜、实现人机互动的电脑，本设备可安全准确采集分析气体含量及含量变化，根据检漏方法能够计算出漏点个数与位置，可以极大的减少漏检时间，节约成本。

主权项

1.一种利用核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备定量定位检漏方法，所述核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备,其包括一次侧系统和二次侧系统、人机交互系统；蒸汽发生器管板、传热管及其两者的连接焊缝将蒸汽发生器分为一次侧和二次侧，其特征在于，漏点定位定量方法包括以下步骤：步骤一、对二次侧进行干燥；步骤二、对二次侧进行隔离；步骤三、对二次侧充含示踪氦气的混合气体至一定压力，氦气浓度高于10％；步骤四、定位：利用搭载有质谱仪吸枪且与传热管一端密封连接的抽气工具架对传热管进行抽气，当二次侧压力和氦气浓度确定的情况下，漏点的漏率是确定的，当传热管存在一个漏点时，漏点上风向的气流中的氦气浓度为纯净空气中的氦本底，漏点下风向至管口的气流中由于混合了二次侧漏进的氦气，氦气浓度就会升高，当传热管存在n个不同高度的漏点时，n个漏点将传热管分成n+1段，每段气流中的氦气浓度都不一样，气流每流经一个漏点就将该漏点漏到一次侧得氦气带走，传热管气流中的氦气浓度就产生一次跃升，在传热管口处以恒定的抽速Q0吸走管内的气体，当恒定抽速由Q0变为Q1时，传热管口的氦气浓度也会随之变化，抽速由小变大，氦气浓度降低，抽速由大变小，氦气浓度升高，抽速改变引起的氦气浓度变化不是立即产生的，期间会有一个变化过程，当存在一个漏点时，会有一个浓度变化台阶；当存在n个漏点时，就会存在n个浓度变化台阶，从质谱仪测得的浓度变化台阶曲线可以判断漏点的数量，并且可以得到每个漏点从抽速改变到该漏点引起浓度变化台阶之间的时间，已知传热管的横截面积S，通过改变两次抽速Q0→Q1和Q1→Q2，分别得到每个漏点对应两次抽速改变对应的浓度变化台阶响应时间t1和t2针对每个漏点，均可根据公式②：以上公式①为检测系统的响应时间，即从吸枪口氦气浓度变化到引起质谱仪示数变化所需的时间，算得漏点的近似高度H，漏点位置不同时改变抽速Q,测得的响应时间t就不同，其中：Q为工具架吸枪的抽速，Q1为抽速1，Q2为抽速2；t1为抽速1时泄漏信号的响应时间；t2为抽速2时泄漏信号的响应时间；S为传热管的截面积；T为传热管中气体的温度；步骤五、定量：利用搭载有质谱仪吸枪且与传热管一端密封连接的抽气工具架对传热管进行抽气，当传热管不存在漏点时，抽气工具架抽出的气体为纯净空气，质谱仪示数Sair为纯净空气中的氦气本底；当传热管存在漏点时，在一、二次侧压差稳定情况下，漏点处从二次泄漏到一次侧的总气体量QLeak是个定值，其中二次侧氦气浓度为C，以已知的恒定抽速Qsuction从传热管一端管口将管内气体源源不断的抽出，此时置于传热管口的吸枪测得的示数为Ssuction，通过一下公式即可算得漏率， S s u c t i o n S a i r = [ Q l e a k × C + ( Q s u c t i o n - Q l e a k ) × 5.2 × 10 - 6 ] / Q s u c t i o n 5.2 × 10 - 6 ]]>纯净空气中的氦气体积浓度为5.2ppm，公式中，Sair和Ssuction是质谱仪的读数，二次侧氦气浓度C和传热管口抽速Qsuction是需要根据验收标准进行设定，假设单管总漏率验收标准为＜3cm3/h