DD214709A1 - PROCESS FOR MONITORING THE CONTROL UNITS OF CORE REACTORS - Google Patents

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DD214709A1
DD214709A1 DD83249982A DD24998283A DD214709A1 DD 214709 A1 DD214709 A1 DD 214709A1 DD 83249982 A DD83249982 A DD 83249982A DD 24998283 A DD24998283 A DD 24998283A DD 214709 A1 DD214709 A1 DD 214709A1
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DD
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control element
values
cepstrum
monitoring
element drive
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DD83249982A
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German (de)
Inventor
Dieter Lange
Manfred Streich
Ulrich Kunze
Original Assignee
Energiewerke Nord Gmbh
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ueberwachung der Regelelementantriebe von Kernreaktoren. Ziel und Aufgabe sind, ein Ueberwachungsverfahren fuer Regelelementantriebe von Kernreaktoren zu schaffen, mit dem eventuell auftretende Schaeden an den Regelelementantrieben rechtzeitig erkannt werden und do die Reaktorsicherheit erhoeht wird. Dieses wird dadurch erreicht, dass in an sich bekannter Weise mittels eines piezoelektrischen Aufnehmers die Beschleunigungswerte, die unter anderem die Fahrgeraeusche enthalten, des Regelelementantriebes gemessen, schmalbandgefiltert und daraus das Leistungsdichtespektrum sowie das Cepstrum ermittelt werden. Die Funktionswerte des Spektrums und/oder des Cepstrums bei typischen Frequenzen bzw. Quefrenzen des Regelelementantriebes werden dann mit Sollwerten, die durch Vorgaben aus statistischen Verteilungen bestimmt werden, verglichen und abhaengig vom Ausgang des Vergleiches in normales oder atypisches Verhalten des Zustandes des Regelelementantriebes klassifiziert, wobei beim Ueberschreiten der Sollwerte ausgesagt wird, welcher Art das atypische VerhaltenThe invention relates to a method for monitoring the control element drives of nuclear reactors. The aim and task are to create a monitoring process for control element drives of nuclear reactors, with which any damage to the control element drives can be detected in good time and the reactor safety is increased. This is achieved by measuring in a manner known per se by means of a piezoelectric pickup the acceleration values which contain, among other things, the driving noise of the control element drive, narrowband filtering and from this the power density spectrum and the cepstrum are determined. The functional values of the spectrum and / or of the cepstrum at typical frequencies or quentialities of the control element drive are then compared with set values, which are determined by specifications from statistical distributions and classified depending on the output of the comparison in normal or atypical behavior of the state of the control element drive, when the setpoints are exceeded, what kind of atypical behavior is predicated

Description

-Titel der Erfindung Verfahren zur Überwachung der Regeleleinentantriebe von Kernreaktoren- Title of the invention Method for monitoring the control drives of nuclear reactors

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfinduno: betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Regelelementantriebe von Kernreaktoren.The invention relates to a method for monitoring the control element drives of nuclear reactors.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Aus der Literatur ist nach Bruel und Kjaer, Vertragsreihe "Die Anwendung γοη Schwingungsmessungen und -analyseη bei der Wartung von Maschinen" 1976 bekannt, daß durch Messung eines Beschleunigungssignals und der sich anschließenden Berechnung des Spektrums und des Cepstrums des Beschleunigungssignals Getriebe analysiert werden können. Diese Verfahrensweise hat den liachteil, daS es nur ein allgemeines Analysenverfahren für Meßsignale darstellt. Es wird hierbei auf kein spezielles Getriebe Bezug genommen. Desweiteren liefert dieses Verfahren keine quantitativen Kriterien für den Zustand eines Getriebes. Darüberhinaus sind nach L. Sachs, statistische Aüswertmethcderi, Berlin, Heidelberg Hew York 1963 statistische Prüfverfahren und Tests von MeSda'temnaterial bekannt. Nachteilig ist jedoch, daß kein direkter Bezug zu der Art der Datengewinnung und Vorverarbeitung -möglich1 ist, sondern nur allgemeine mathematische Zusammenhänge dargestellt v/erden.Characteristic of the Known Technical Solutions According to Bruel and Kjaer, contract series "The Application of Vibration Measurement and Analysis in Maintenance of Machinery" 1976, it is known that by measuring an acceleration signal and then calculating the spectrum and cepstrum of the acceleration signal transmission can be analyzed. This procedure has the disadvantage that it represents only a general analysis method for measuring signals. It is hereby referred to any special gear. Furthermore, this method provides no quantitative criteria for the state of a transmission. In addition, according to L. Sachs, statistical Aüswertmethcderi, Berlin, Heidelberg Hew York 1963 statistical test methods and tests of MeSda'temnaterial known. The disadvantage, however, is that no direct relation to the type of data acquisition and preprocessing -may be 1 , but only general mathematical relationships are shown.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, durch ein empfindliches. Überwachungsverfahren für Regelelementantriebe eventuell auftretende Schaden an den Regelelementantrieben von Kern- reaktoren rechtzeitig zu erkennen, um so die Reaktorsicherheit zu erhöhen,The aim of the invention is, by a sensitive. Monitoring procedures for control element drives to detect possible damage to the control elements of nuclear reactors in good time so as to increase reactor safety,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur überwachung der Regelelementantriebe von Kernreaktoren zu schaffen, das eine Klassifizierung des Zustandes der Regelelementantriebe ohne öffnen der Regeielementantriebe ermöglicht,The invention has for its object to provide a method for monitoring the control element drives of nuclear reactors, which allows a classification of the state of the control element drives without opening the regeielementantriebe,

ErfindungsgemäS wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise mittels eines piezo-elektrischen Aufnehmers die Beschleunigungswerte,die unter anderem die Fahrgeräusche enthalten»des Regelelementantriebes gemessen, schmalbandgefiltert und daraus das Leistungsdichtespektrum sowie das Cepstrum ermittelt werden. Danach werden die Punktionswerte vom Leistungsdichtespektrum und vom Cepstrum bei den typischen Arbeitsfrequenzen, wie Drehfrequenzen der Zahnräder, Zahneingriffsfrequenzen und/oder harmonische Frequenzen mit Sollwerten, die durch Vorgaben aus statistischen Verteilungen bestimmt werden, verglichen. Durch diesen Vergleich wird der Zustand des Regelelementantriebes in normales oder atypisches Verhalten klassifiziert, wobei beim überschreiten der Sollwerte ausgesagt wird, welcher Art das atypische Ver- · halten ist.According to the invention, the object is achieved by measuring in a manner known per se by means of a piezoelectric pickup the acceleration values which, inter alia, include the driving noise »of the control element drive, narrow band filtered and from this the power density spectrum and the cepstrum are determined. Thereafter, the puncture values from the power density spectrum and cepstrum are compared at typical operating frequencies, such as toothed wheel speeds, tooth engagement frequencies, and / or harmonic frequencies with setpoints determined by constraints from statistical distributions. By means of this comparison, the state of the control element drive is classified into normal or atypical behavior, wherein when the desired values are exceeded it is stated which type is the atypical behavior.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Zur Überwachung der Regelelementantriebe in einem Kernreaktor wird ein piezo-elektrischer Aufnehmer am Standrohr des Regelelementantriebes installiert. Dieser Aufnehmer liefert eine der Beschleunigung des Regelelementantriebes proportionale ' elektrische Größe (Spannung), Das durch eine Hoch- und TiefpaSfilterung aufbereitete Spannungssignal wird einem Kleinrechner zugeführt, der das Leistungsdichtespektrum und das Cepstrum des Beschleunigungssignals berechnet. Vom Leistungsdichtespektrum und/oder vom Cepstrum werden die Punktionswerte, deren zugehörige Frequenzen mit typischen Frequenzen des Regelelementantriebes, z.B. den Zahneingriffsfrequenzen und den Drehfrequenzen von Zahnrädern, übereinstimmen, extrahiert. Unter Verwendung der Verteilungsfunktionen der extrahierten Funktionswerte und den daraus abgeleiteten Sollwerten werden die Funktionswerte mit den Sollwerten verglichen. Durch diesen Vergleich wird der Zustand des Regelelementantriebes in normales oder atypisches Verhalten klassifiziert, wobei beim überschreiten der Sollwerte ausgesagt wird, welcher Art das atypische Verhalten ist. Zur Konkretisierung des atypischen Verhaltens bestimmen bei Überschreiten der vorgegebenen Sollwerte die zu den Funktionswerten zugehörigen Frequenzen oder Quefrenzen eindeutig das Zahnrad, das einen bereits fixierten oder sich erst entwickelnden Schaden aufweist. Überschreiten die Funktionswerte des Leistungsdichte-Spektrum und des Cepstrum die Sollwerte-nicht, ist mit einer vorgegebenen Irrtumswahrscheinlichkeit ein Schaden am Regel- ' elementantrieb auszuschließen, . To monitor the control element drives in a nuclear reactor, a piezoelectric transducer is installed on the standpipe of the control element drive. This transducer provides an electrical variable (voltage) proportional to the acceleration of the control element drive. The voltage signal conditioned by high and low pass filtering is supplied to a miniature calculator which calculates the power density spectrum and the cepstrum of the acceleration signal. From the power density spectrum and / or from the cepstrum, the puncture values, their associated frequencies with typical frequencies of the control element drive, e.g. the meshing frequencies and the rotational frequencies of gears, match, extracted. Using the distribution functions of the extracted function values and the derived setpoints, the function values are compared with the setpoints. By this comparison, the state of the control element drive is classified into normal or atypical behavior, which is said when exceeding the setpoints, which type is the atypical behavior. In order to concretize the atypical behavior, when the predefined setpoint values are exceeded, the frequencies or queferences associated with the function values uniquely determine the gearwheel which has an already fixed or only initially developing damage. If the function values of the power density spectrum and the cepstrum do not exceed the setpoint values, damage to the control element drive shall be ruled out with a given probability of error.

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim Verfahren zur Überwachung der Regelelementantriebe von Kernreaktoren bei dem mittels piezo-elektrischer Aufnehmer die Beschleunigungswerte des Regelelementantriebes gemessen, schmalbandgefiltert und daraus das Leistungsdichtespektrum sowie das Cepstrum ermittelt werden, gekennzeichnet dadurch, da3 man aus dem Leistungsdichtespektrum und dem Cepstrum, die aus den Beschleunigungswerten, die unter anderem die Fahrgeräusche enthalten, berechnet werden, Punktionswerte bei typischen Arbeitsfrequenzen, wie Drehfrequenzen der Zahnräder, Zahneingriffsfrequenzen und/oder harmonische Frequenzen, ermittelt, diese Funktionswerte des Leistungsdichtespektrums und Cepstrums mit Sollwerten, die man durch Vorgaben aus statistischen Verteilungen bestimmt, vergleicht und daS aus dem Vergleich der Zustand des Regelelementantriebes in normales oder atypisches Verhalten klassifiziert wird, wobei beim Überschreiten der Sollwerte zusätzlich ausgesagt wird, welcher Art das atypische Verhalten ist.Method for monitoring the control element drives of nuclear reactors in which the acceleration values of the control element drive are measured by means of piezoelectric transducers, narrowband filtered and the power density spectrum and the cepstrum are determined therefrom, characterized by the power density spectrum and the cepstrum obtained from the acceleration values under the driving sounds are calculated, puncture values at typical operating frequencies, such as rotational frequencies of the gears, meshing frequencies and / or harmonic frequencies determined, comparing these performance values of the power density spectrum and Cepstrums with set values, which are determined by specifications of statistical distributions, and daS from the Comparison of the state of the control element drive is classified in normal or atypical behavior, which is also predicated on exceeding the setpoints, which type is the atypical behavior.
DD83249982A 1983-04-19 1983-04-19 PROCESS FOR MONITORING THE CONTROL UNITS OF CORE REACTORS DD214709A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003023721A2 (en) * 2001-09-07 2003-03-20 Daimlerchrysler Ag Device and method for the early recognition and prediction of unit damage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003023721A2 (en) * 2001-09-07 2003-03-20 Daimlerchrysler Ag Device and method for the early recognition and prediction of unit damage
WO2003023721A3 (en) * 2001-09-07 2003-10-09 Daimler Chrysler Ag Device and method for the early recognition and prediction of unit damage

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