CN102420021A - 一种核电站安全壳泄漏率监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站安全壳泄漏率监测方法，包括以下步骤：S1、定期测量温度、湿度和壳内气压，发送至中央控制器；S2、定期测量空气注入量并发送至中央控制器，中央控制器计算湿空气标准体积变化值；中央控制器根据不同时刻的湿空气标准体积变化值绘制当天湿空气标准体积变化曲线，并计算斜率Q_ld；S3、中央控制器计算并显示壳内外气压差并利用多个Q_ld与其相对的ΔP，绘制泄漏率曲线；本发明还公开了一种用于实施该方法的核电站安全壳泄漏率监测系统。本发明的系统及方法依据气体质量守恒原理计算安全壳内的泄漏率，数据精确可靠。

Description

一种核电站安全壳泄漏率监测方法及系统

技术领域

本发明核电技术领域，尤其涉及一种核电站安全壳泄漏率监测方法及系统。

背景技术

目前，为了防止安全壳内的放射性物质逸出壳外，核电站安全壳内需要保持负压运行。安全壳泄漏率在线监测系统对机组运行期间的安全壳泄漏率进行在线监测，监视安全壳密封性的变化，在泄漏率达到运行限值时及时通知操纵员采取必要的行动。安全壳泄露率的计算主要是采用绝对气体质量法，而目前各种算法不同，计算安全壳泄漏率的计算效果并不理想。

此外由于各种因素可能导致计算出的泄漏率不够准确，这些因素可能是：在一天里存在的时有时没有的泄漏；与控制动作相关的热力学影响(P，T，H)；气动阀动作；传感器问题；ETY排放。现有技术未能对这些特殊情况进行很好的处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中等缺陷，提供一种依据气体质量守恒原理来计算安全壳的泄露率的核电站安全壳泄漏率监测方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站安全壳泄漏率监测方法，包括以下步骤：

S1、设置在安全壳内的温度传感器、湿度传感器和压力传感器分别定期测量温度、湿度和壳内气压，并发送至中央控制器并显示；

S2、所述安全壳内的安全壳内大气监测系统定期测量空气注入量并发送至中央控制器，所述中央控制器根据温度、湿度、壳内气压以及空气注入量计算湿空气标准体积变化值；所述中央控制器根据不同时刻的湿空气标准体积变化值绘制湿空气标准体积变化曲线，所述湿空气标准体积变化曲线是一条以泄漏率Q_ld为斜率的直线；

S3、所述中央控制器计算壳内外气压差ΔP并利用多个Q_ld与其相对的ΔP，绘制泄漏率曲线。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测方法中，步骤S2具体包括：

S21、所述安全壳内大气监测系统定期测量空气注入量，并发送至中央控制器，所述中央控制器计算并显示平均空气注入量；

S22、所述中央控制器利用温度、湿度、壳内气压和平均空气注入量分别计算干燥空气标准体积和湿空气标准体积的比值，并计算湿空气标准体积变化值；

S23、所述中央控制器利用不同时刻的湿空气标准体积变化值绘制当天湿空气标准体积变化曲线；所述湿空气标准体积变化曲线是一条以当天泄漏率Q_ld为斜率的直线。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测方法中，当部分泄漏消除，湿空气标准体积变化曲线的斜率即泄漏率发生变化，中央控制器剔除该时刻的数据点，并做出新的湿空气标准体积变化曲线，并得到两个Q_ld，中央控制器以不确定度小的Q_ld值作为当天的泄漏率数据并显示。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测方法中，当泄漏率不变，湿空气标准体积变化曲线在某点发生跳跃时，所述中央控制器将当天的湿空气标准体积变化曲线分成两段处理，每段的泄漏率相近，取任意一段的泄漏率作为当天的泄漏率数据并显示。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测方法中，当安全壳经过安全壳内大气监测系统排气即ETY排气，所述中央控制器将当天的湿空气标准体积变化曲线分成排放前阶段、排放过程和排放后阶段，做出新的曲线；所述中央控制器2清除排放过程中的各个测量点测得的数据。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测方法中，中央控制器实时存储所有测量或计算得到的数据或曲线以用于查阅或管理。

本发明还提供一种核电站安全壳泄漏率监测系统，包括安全壳和中央控制器；

所述安全壳设置有安全壳内大气监测系统，用于ETY排气与空气注入，测量空气注入量并发送至中央控制器；所述安全壳内设置有多个温度传感器、多个湿度传感器和多个压力传感器，用于分别定期测量温度、湿度和壳内气压并发送至中央控制器；

所述中央控制器，用于接收所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器测量的数据和安全壳内大气监测系统发送的空气注入量，并定期计算壳内外气压差、湿空气标准体积变化值及湿空气标准体积变化曲线、泄漏率及泄漏率曲线；

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测系统中，所述中央控制器设置有显示装置，用于显示平均温度、平均湿度、壳内外气压差、湿空气标准体积变化值及湿空气标准体积变化曲线、泄漏率及泄漏率曲线；所述中央控制器还设置有存储装置，用于存储所有中央控制器接收或计算得到的数据和曲线。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测系统中，所述安全壳内设置多个温度测量点，每个温度测量点设置一个温度传感器，当温度传感器失效时，由于温度测量点标高与温度成线性关系，中央控制器根据测得其他温度测量点测得的温度计算得出该温度测量点的温度。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测系统中，所述安全壳内设置有多个湿度测量点，每个湿度测量点设置多个互为备用的湿度传感器。

本发明所述的核电站安全壳泄漏率监测方法及系统具有以下有益效果：本发明的方法及系统依据气体质量守恒原理计算安全壳内的泄漏率，数据精确可靠。

此外，本发明的方法及系统对安全壳泄露率过程中的数据进行采集并运算处理、并根据测得的数据绘出图形，能够实时显示，也可以存储以用于历史显示，用户可以对数据进行查阅管理，同时还设置有用于系统自诊断及传感器性能监测的降级模式。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是根据本发明核电站安全壳泄漏率监测系统一个实施例的结构示意图；

图2是根据本发明核电站安全壳泄漏率监测方法一个实施例的流程图；

图3a是部分泄漏消除后未经降级模式处理的湿空气标准体积变化曲线图；

图3b是部分泄漏消除后经降级模式处理的湿空气标准体积变化曲线图；

图4是在曲线某点发生跳跃时经降级模式处理后的湿空气标准体积变化曲线图；

图5是ETY排气过程经降级模式处理后的湿空气标准体积变化曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种核电站安全壳泄漏率监测系统，包括安全壳1和中央控制器2；

核电站中机组正常运行时安全壳1内形成压力循环，由缓慢的升压过程和快速的降压过程组成，每个循环大概至少15天。安全壳内外大气压差ΔP(ΔP＝安全壳内大气压P_con-安全壳1外大气压P_atm)从负40hPa变化到正60hPa，然后通过安全壳1内大气监测系统(简称ETY系统)运行再急剧降到负40hPa，如此循环反复；安全壳1设置有安全壳内大气监测系统100(简称ETY)，用于ETY排气与空气注入，测量空气注入量并发送至中央控制器2。

安全壳1内设置有多个温度传感器101、多个湿度传感器102和多个压力传感器103，分别用于定期测量温度、湿度和壳内气压并发送至中央控制器2。

本实施例中安全壳1中设置有两个互为备用的压力传感器103，用于测量壳内气压。

中央控制器2，用于接收所述温度传感器101、湿度传感器102、压力传感器103测量的数据和安全壳内大气监测系统100发送的空气注入量，并定期计算平均温度、平均湿度、壳内外气压差、湿空气标准体积变化值及湿空气标准体积变化曲线、每天的泄漏率、泄漏率曲线、Q_l60及Q_l0，其中Q_l60是指ΔP＝60hPa时的泄漏率，Q_l0是指ΔP＝0hPa时的泄漏率。

中央控制器2设置有显示装置201，能够实时显示温度、湿度、壳内外气压差、湿空气标准体积变化值及湿空气标准体积变化曲线、每天的泄漏率、泄漏率曲线、Q_l60及Q_l0；可以理解的是，显示装置201可以个性化设置其显示模式，并进行不同显示模式之间的切换，不同的显示模式可以根据用户的需求特定地显示不同数据或曲线。

中央控制器2还设置有存储装置202，用于存储所有中央控制器2接收或计算得到的所有数据和曲线。存储装置202可以用于历史回顾，以便于用户对数据和曲线的查询和管理，如果拥有一定的权限，还可以进行删除和修改。

如图2所示，一种核电站安全壳1泄漏率监测方法，包括以下步骤：

步骤S1、设置在安全壳1内的温度传感器101、湿度传感器102和压力传感器103分别定期测量温度、湿度和壳内气压，并发送至中央控制器2并显示；

步骤S2、安全壳1定期测量空气注入量并发送至中央控制器2，中央控制器2根据温度、湿度、壳内气压以及空气注入量利用气体质量守恒原理计算并显示湿空气标准体积变化值；所述中央控制器2根据不同时刻的湿空气标准体积变化值做出当天湿空气标准体积变化曲线并显示，所述湿空气标准体积变化曲线是一条以当日的泄漏率为斜率的直线，计算并显示当日的泄漏率；

步骤S3、所述中央控制器2计算并显示壳内外气压差ΔP并利用多日的泄漏率与其相对的ΔP，绘制泄漏率曲线，并计算并显示ΔP＝60hPa时的泄漏率Q_l60和ΔP＝0hPa时的泄漏率Q_l0，其中壳外气压即为常压。

本实施例中安全壳1内设置十个温度测量点，温度测量点设置在不同的标高位置，每个温度测量点设置一个温度传感器101；安全壳1内设置有两个湿度测量点，每个湿度测量点设置两个互为备用的湿度传感器102；安全壳1中设置有两个互为备用的压力传感器103。本实施例的步骤S1中温度、湿度和压力均为每半小时测量一次，并发送至中央控制器2计算平均温度、平均湿度以及壳内外气压差。

本实施例中十个温度测量点设置在不同的标高位置，每个温度测量点设置一个温度传感器101。标高表示建筑物某一部位相对于基准面(标高的零点)的竖向高度，是竖向定位的依据。温度测量点标高与该位置的温度呈线性关系。在系统初始化时，通过使用系统缺省值或用户输入的方法，对每个温度传感器101赋予它所能反映的安全壳1内空间的体积值，即某一个温度测量点的温度T_i对应该测量点气体的体积值V_i的质量为m_i，i＝1...10，且

其中本实施例中V_L＝49400m³，为安全壳1的自由容积。由m＝∑m_i及理想气体的状态方程可以推导得到

所以安全壳1平均温度为

$T_{\mathrm{avg}}=V_L/\underset{i=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}\frac{V_i}{T_i}.$

当温度传感器101失效时，中央控制器2根据测得其他温度测量点测得的温度计算得出该温度测量点的温度；中央控制器2将十个测量点的温度取平均值，计算平均温度并用作之后的运算。

本实施例中安全壳1内设置有两个湿度测量点，每个湿度测量点设置两个互为备用的湿度传感器102，可任取其中一个湿度传感器102的湿度值作为该湿度测量点的湿度值，中央控制器2将两个湿度测量点的湿度值取平均值，计算平均湿度并用于之后的计算。在本系统初始化时，可以通过使用系统缺省值或用户输入的方法，对每个湿度传感器102赋予它所能反映的安全壳1内空间的体积值，即某一个湿度测量点的湿度H_i对应该测量点气体的体积值V_i的水蒸汽质量为m_moisi，i＝1...2，且

其中V_L＝49400m³为安全壳1的自由容积。由m_mois＝∑m_moisi及理想气体的状态方程有

所以安全壳1平均湿度 $\mathrm{Havg}=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{H}_i\mathrm{Vi}/V_L.$

当一个湿度测量点的湿度传感器102失效时，以另一个湿度传感器102的测量值作为该点的湿度值；当一个湿度测量点的两个湿度传感器102均失效时，用另一个测量点的测量值作为安全壳1内的湿度值；当湿度传感器102全部失效，则假设平均湿度等于10hPa时的水蒸气分压对应的一个平均湿度，该值为一个定值。

步骤S2中当日的泄漏率为该日的平均泄漏率。安全壳是带有钢衬里的预应力钢筋混凝土结构。在机组正常运行期间，影响安全壳1压力的主要因素有：

安全壳1内水蒸气的凝结和蒸发；

控制安全壳1内气动调节阀所用的核岛仪表压缩空气系统(SAR)的压缩空气因调节阀的动作而空气注入率Q_sar；

安全壳1内其他承压设备的异常泄漏(称为寄生泄漏)，主要是核岛氮气分配系统(RAZ)管路的泄漏率Q_p；

安全壳1的泄漏率为Q_leak，主要是贯穿件的泄漏。

泄漏率计算的物理模型采用简化模型，即用理想气体的状态方程(PV＝mrT，其中r＝R/m₀，R为理想气体常数，m₀是所求气体的摩尔质量，m₀为常数)来计算整个安全壳内总的气体质量的变化率Δm/Δt：

由于，安全壳1内气体变化率等于注入率和泄漏率的差值，则有

$\frac{\mathrm{\Δm}}{\mathrm{\Δt}}=Q_{\mathrm{leak}}+Q_p+Q_{\mathrm{sar}}.$

令当日的平均泄漏率为Q_ld，则有Q_ld＝Q_leak+Q_p，于是

上式中，Q_sar可以由ETY系统直接测得，本实施例中使用XSAR001MD流量计测取Q_sar，而对Δm/Δt的计算可转化为湿空气标准体积变化DV_h求解，Q_ld就是DV_h＝f(t)曲线的斜率。

步骤S2具体包括：

步骤S21、安全壳1定期测量空气注入量，并发送至中央控制器2，中央控制器2计算并显示平均空气注入量；Qsar因流量变化幅度大，对安全壳1内质量变化影响也最大，所以需要每2秒采集一次，每半小时计算一次平均注入量Qsaravg用于后续计算。

步骤S22、所述中央控制器2利用温度、湿度、壳内气压和平均空气注入量并根据道尔顿分压原理分别计算干燥空气标准体积和湿空气标准体积的比值，并根据气体质量守恒原理计算湿空气标准体积变化值，并显示所述湿空气标准体积变化值；本实施例中的温度、湿度均采用平均值计算，前述中已经提到平均温度、平均湿度及平均注入量均为每半个小时一次，则中央控制器2利用这些数据每半个小时计算一次湿空气标准体积变化值。

标准体积是在标准状态(即温度TN＝273.15K，压力PN＝1.01315×105Pa)下气体的体积。质量为m的理想气体所占的标准体积VN可由如下方程给出：PNVN＝mrTN，其中r＝R/m0，R为理想气体常数，m0是所求气体的摩尔质量(m0为常数)。

则标准体积为：

(单位为Nm³，即标准立方米)。

由于r，T_N，P_N都是常数，所以标准体积反映的就是气体的质量。因此质量泄漏率Q_l可由下面的标准体积泄漏率来表示：

其中，V_NS表示干空气的标准体积，Q_l的单位为Nm³/h。

$\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{SXT}}\left(t\right)={\∫}_{t_0}^t{Q}_l\mathrm{dt}={\∫}_{t_0}^{t}d{V}_{\mathrm{NS}}-{\∫}_{t_0}^t{Q}_{\mathrm{sar}}\mathrm{dt}=V_{\mathrm{NS}}\left(t\right)-V_{\mathrm{NS}}\left(t_0\right)-\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{sar}}(t_0,t)$

ΔV_SXT(t)代表任一时刻RX厂房的干空气质量在剔除SAR流量后相对t₀时刻的变化量，其物理意义是在t时刻通过贯穿件泄漏或寄生泄漏进入或溢出RX厂房的干空气质量，而实际的泄漏不可能完全是干空气，要对ΔV_SXT(t)进行湿度修正。

安全壳1内的气体可以看成是由空气和水蒸汽两种理想气体组成的混合气体，由道尔顿气体分压原理有：P_con＝P_s+P_v，其中P_s、P_v表示干空气和饱和水蒸汽分别单独充满安全壳1时形成的分压。设安全壳1内的气体总质量为m_tot，摩尔质量为m_0tot，则有

P_con V_L＝m_totr_0totT_avg，其中r_0tot＝R/m_0tot；

安全壳1内湿空气的标准体积V_NH为：

$V_{\mathrm{NH}}=\frac{r_{\mathrm{tot}}{T}_N}{P_N}\·m_{\mathrm{tot}}=\frac{r_{\mathrm{tot}}{T}_N}{P_N}\·\frac{P_{\mathrm{con}}{V}_L}{r_{\mathrm{tot}}{T}_{\mathrm{avg}}}=\frac{T_N{V}_L}{P_N}\·\frac{P_{\mathrm{con}}}{T_{\mathrm{avg}}};$

安全壳1内干空气的的标准体积V_NS为：

$V_{\mathrm{NS}}=\frac{T_N{V}_L}{P_N}\·\frac{P_s}{T_{\mathrm{avg}}};$

上面两式相除并代入P_con＝P_s+P_v可得干/湿空气标准体积转换公式：

$V_{\mathrm{NH}}=V_{\mathrm{NS}}\·\frac{P_{\mathrm{con}}}{P_{\mathrm{con}}-P_v}.$

假定在任一时刻t通过泄漏交换的湿空气总量等于经过湿度修正的交换干空气总量，根据干/湿空气标准体积转换公式可得到任一时刻t由泄漏引起的湿空气变化ΔV_H(t)为：

$\mathrm{\Δ}{V}_H\left(t\right)=\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{SXT}}\left(t\right)\·\frac{P_{\mathrm{con}}\left(t\right)}{P_{\mathrm{con}}\left(t\right)-P_v\left(t\right)}=(V_{\mathrm{NS}}\left(t\right)-V_{\mathrm{NS}}\left(t_0\right)-\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{sar}}(t_0,t))\·\frac{P_{\mathrm{con}}\left(t\right)}{P_{\mathrm{con}}\left(t\right)-P_v\left(t\right)}.$

S23、所述中央控制器2利用不同时刻的湿空气标准体积变化值根据线性回归法做出当天湿空气标准体积变化曲线，并显示所述湿空气标准体积变化曲线；所述湿空气标准体积变化曲线是一条以当天泄漏率Q_ld为斜率的直线，计算并显示Q_ld。

由于每半小时计算一次DV_H，则一天内得到48个DV_H坐标点，通过线性回归得到当天的湿空气标准体积变化曲线，曲线的斜率即为当天的泄漏率Q_ld。

假设某天得到的半小时数据量为N，用Yi表示在Xi时刻得到的DV_h，即Y_i＝DVH(X_i)，令：

$A_0=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_i,$ $A_1=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_i,$ $A_2=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_i{Y}_i,$ $A_3=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_i^2,$ $A_4=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_i^2,$ $A_5=\frac{A_1\·A_3-A_0\·A_2}{N\·A_3-A_0\·A_0}$ $A_6=\frac{A_4-A_5\·A_1-A_7\·A_2}{N-2},$ $A_7=(A_2-\frac{A_1{A}_0}{N})/(A_3-\frac{A_0{A}_0}{N});$

则泄漏率Q_ld(单位为Nm³/h)＝A₇，其不确定度dQ_ld为：

其中I_ins为仪表误差，参照机组的参数值，此处取I_ins值为0.5。此外机组的型号为EDF900MW。

dQ_ld可分为两项，一项是测量仪表的平均漂移，与安全壳1的自由容积无关；另一项代表DV_h点的分散度，它也评估了安全壳1内温度或压力的急剧变化引起的测量误差。

A₈计算时要求半小时数据量N最少为12(即6小时测量时间)。当N为12个数据点时计算出的Q_ld即为Q_l6hr，计算出的dQ_ld即为dQ_l6hr。

步骤S3中随着机组连续运行，安全壳1内外压差ΔP将在-40～+60hPa之间变化，通过计算不同ΔP下的Q_ld，可以绘制Q_ld和ΔP的散点图，然后利用线性回归法确定Q_ld和ΔP的关系，得到一条泄漏率曲线。

曲线在Y轴上的截距即ΔP＝0时的泄漏率Q_l0，代表寄生泄漏率，它总位于Y轴上方，其物理意义是安全壳1内其他承压设备的异常泄漏率Q_p，如核岛氮气分配系统(RAZ)管路等的泄漏率。由于安全壳1泄漏率Q_l与ΔP有关，泄漏率的比较只有跟压力对应起来才有意义，另外还应该消除寄生泄漏率Q_p的影响，所以将泄漏率换算成ΔP＝60hPa下的泄漏率Q_l60，并在核电站的《运行技术规格书》中规定了其运行限值。曲线的斜率为α，则Q_l60＝60·α，Q_l60揭示的是安全壳1的泄漏即安全壳贯穿件的泄漏。斜率α的物理意义是泄漏截面的大小，它比绝对泄漏率更形象直观地反映了泄漏情况。

绘制泄漏率曲线计算第一个Q_l60至少需要五个连续有效的Q_ld，而且ΔP的范围应大于15hPa。所用的(Q_ld，ΔP)的点数越多，ΔP的范围越大，Q_l60的不确定度就越低，Q_l60的代表性也就越好。

基于已获得的几个(n≥5)(Q_ldi，ΔP_i)，Q_ld作为ΔP的相关函数，求取Q_l60和Q_l0的方法如下：

令： $A_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{P}_i,$ $A_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{ldi}},$ $A_2=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{P}_i\·Q_{\mathrm{ldi}},$ $A_3=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{P}_i^2,$ $A_4=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{ldi}}^2$

$A_5=\frac{A_1{A}_3-A_0{A}_2}{n{A}_3-{A_0}^2},$ $A_7=\frac{A_2-A_0{A}_1/n}{A_3-A_0{A}_0/n},$ $A_8=2\sqrt{\frac{A_4-A_5{A}_1-A_7{A}_2}{n-2}},$ $A_6=\frac{60A_8}{\sqrt{A_3-A_0{A}_0/n}}$

则Q_l0＝A₅，其不确定度为dQ_l0＝A₈；Q_l60＝60·A₇，其不确定度为dQ_l60＝A₆。影响测量和计算精度的因素与机组运行有关操作、仪表和设备标定情况及采样频率等。

上述温度传感器101和湿度传感器102失效时采用的算法为系统降级模式运行下采用的算法，此外由于各种因素可能导致湿空气标准体积变化曲线不平滑，进而导致计算出没有代表性的斜率，也会触发降级模式的运行。这些因素可能是：

-在一天里存在的时有时没有的泄漏；

-和控制动作相关的热力学影响(P，T，H)；

-气动阀动作；

-传感器问题；

-ETY排放。

如图3a、3b所示，一天内存在的时有时无的泄漏，当该部分泄漏消除，湿空气标准体积变化曲线的斜率即泄漏率发生变化，系统会算出一个与正常值相比偏差较大的值，该值的不确定度比正常值要大出很多，系统运行降级模式，中央控制器2剔除这个数据点，并做出新的湿空气标准体积变化曲线，新的湿空气标准体积变化曲线应该是分别以两条不同的Q_ld为斜率的直线，为了数据更加精确，中央控制器2以不确定度小的Q_ld值作为当天的泄漏率数据并显示，同时，系统还会存储Q_ld变化的时刻存储并显示，为操作员查找引起该变化的操作提供参考。此外，由于Q_l60的计算一天只选一个Q_ld值，同样选择不确定度小的Q_ld值。

如图4所示，当一天中没有任何泄漏发生，但由于某些原因，例如在一个运行瞬态或温度瞬态期间，湿空气标准体积变化曲线也会在某点发生跳跃，此时湿空气标准变化值会突然变化到与理论值相差很大的值。如果全天用一个Q_ld来计算，其结果会得到一个不确定度很大的值，此时系统运行降级模式，中央控制器2将当天的湿空气标准体积变化曲线分成两段处理，每段的泄漏率相近，取任意一段的泄漏率作为当天的泄漏率数据并显示。同时，可以记录跳跃点的时刻并存储和显示。

如图5所示，当安全壳1经过安全壳内大气监测系统100排气即ETY排气，ETY排气是对安全壳1压力快速的降压(一般在2到3小时内从正60hPa降到负30hPa)，系统运行降级模式。中央控制器2将当天的湿空气标准体积变化曲线分成排放前阶段、排放过程和排放后阶段，做出新的曲线；

(1)排放前阶段：由于过压，安全壳1空气向外泄漏，曲线具有负的斜率；

(2)排放过程：伴随排放有明显的质量减少；排放过程中每半个小时测量点测量的数据及相应的计算数据不在计算中考虑；

(3)排放后阶段：由于负压，空气从外界返回安全壳1，曲线具有正的斜率。

此外，一般系统判断ETY排放的准则为：如果4小时内压力降低30hPa，即可认为是ETY排放。

排放前阶段与排放后阶段的两组数据(除了泄漏率外包括泄漏率的不确定度及相应的安全壳1内外压差)都是有意义的，排放前阶段位于安全壳1内前一压力循环周期的末端，排放后周期位于后一压力循环周期的起始端。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种核电站安全壳泄漏率监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设置在安全壳（1）内的温度传感器（101）、湿度传感器（102）和压力传感器（103）分别定期测量温度、湿度和壳内气压，并发送至中央控制器（2）并显示； 

S2、所述安全壳（1）内的安全壳内大气监测系统（100）定期测量空气注入量并发送至中央控制器（2），所述中央控制器（2）根据温度、湿度、壳内气压以及空气注入量计算湿空气标准体积变化值；所述中央控制器（2）根据不同时刻的湿空气标准体积变化值绘制湿空气标准体积变化曲线，所述湿空气标准体积变化曲线是一条以泄漏率Q_ld为斜率的直线；

S3、所述中央控制器（2）计算壳内外气压差ΔP并利用多个Q_ld与其相对的ΔP，绘制泄漏率曲线。

2.根据权利要求1所述的核电站安全壳泄漏率监测方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S21、所述安全壳内大气监测系统（100）定期测量空气注入量，并发送至中央控制器（2），所述中央控制器（2）计算并显示平均空气注入量；

S22、所述中央控制器（2）利用温度、湿度、壳内气压和平均空气注入量分别计算干燥空气标准体积和湿空气标准体积的比值，并计算湿空气标准体积变化值；

S23、所述中央控制器（2）利用不同时刻的湿空气标准体积变化值绘制当天湿空气标准体积变化曲线；所述湿空气标准体积变化曲线是一条以当天泄漏率Q_ld为斜率的直线。

3.根据权利要求2所述的核电站安全壳泄漏率监测方法，其特征在于，当部分泄漏消除，湿空气标准体积变化曲线的斜率即泄漏率发生变化，中央控制器（2）剔除该时刻的数据点，并做出新的湿空气标准体积变化曲线，并得到两个Q_ld，中央控制器（2）以不确定度小的Q_ld值作为当天的泄漏率数据并显示。

4.根据权利要求2所述的核电站安全壳泄漏率监测方法，其特征在于，当泄漏率不变，湿空气标准体积变化曲线在某点发生跳跃时，所述中央控制器（2）将当天的湿空气标准体积变化曲线分成两段处理，每段的泄漏率相近，取任意一段的泄漏率作为当天的泄漏率数据并显示。

5.根据权利要求2所述的核电站安全壳泄漏率监测方法，其特征在于，当安全壳（1）经过安全壳内大气监测系统（100）排气即ETY排气，所述中央控制器（2）将当天的湿空气标准体积变化曲线分成排放前阶段、排放过程和排放后阶段，做出新的曲线；所述中央控制器（2）清除排放过程中的各个测量点测得的数据。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的核电站安全壳泄漏率监测方法，其特征在于，中央控制器（2）实时存储所有测量或计算得到的数据或曲线以用于查阅或管理。

7.一种核电站安全壳泄漏率监测系统，其特征在于，包括安全壳（1）和中央控制器（2）；

所述安全壳（1）设置有安全壳（1）内大气监测系统，用于ETY排气与空气注入，测量空气注入量并发送至中央控制器（2）；所述安全壳（1）内设置有多个温度传感器（101）、多个湿度传感器（102）和多个压力传感器（103），用于分别定期测量温度、湿度和壳内气压并发送至中央控制器（2）；

所述中央控制器（2），用于接收所述温度传感器（101）、湿度传感器（102）、压力传感器（103）测量的数据和安全壳内大气监测系统（100）发送的空气注入量，并定期计算壳内外气压差、湿空气标准体积变化值及湿空气标准体积变化曲线、泄漏率及泄漏率曲线。

8.根据权利要求7所述的核电站安全壳泄漏率监测系统，其特征在于，所述中央控制器（2）还设置有显示装置（201），用于显示平均温度、平均湿度、壳内外气压差、湿空气标准体积变化值及湿空气标准体积变化曲线、泄漏率及泄漏率曲线；所述中央控制器（2）还设置有存储装置（202），用于存储所有中央控制器（2）接收或计算得到的数据和曲线。

9.根据权利要求7所述的核电站安全壳泄漏率监测系统，其特征在于，所述安全壳（1）内设置多个温度测量点，每个温度测量点设置一个温度传感器（101），当温度传感器（101）失效时，由于温度测量点标高与温度成线性关系，中央控制器（2）根据测得其他温度测量点测得的温度计算得出该温度测量点的温度。

10.根据权利要求7所述的核电站安全壳泄漏率监测系统，其特征在于，所述安全壳（1）内设置有多个湿度测量点，每个湿度测量点设置多个互为备用的湿度传感器（102）。

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