CN106052968A - 核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法 - Google Patents

核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法，其依次包括以下步骤：对二次侧进行干燥；对二次侧进行隔离；对二次侧通示踪氦气；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，通过改变抽速测得质谱仪示数的响应时间等数据，根据以下公式：测得漏点位置。本发明可以实现单根传热管上多个漏点的分别定位，定位精度达到≤±1m。

Description

核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法
技术领域
本发明涉及核电无损检测领域，特别涉及一种核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法。
背景技术
泄漏检查方法多种多样，比较常用的有气泡检漏、压力变化检漏、卤素检漏、氦质谱检漏、渗透和化学示踪物检漏等。针对某些部件，特别是常见的阀门、管道、焊缝等的泄漏检查方法在相关技术标准和专业资料都已有详细介绍。为了核电站的安全和经济运行，研究满足蒸汽发生器传热管泄漏检查要求的合适方法就十分迫切和必要。传热管氦检漏采用吸枪法，现有吸枪法是一种半定量的方法，只可用以检测泄漏，无法检测到漏点的位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够测定多个漏点的核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法，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。漏点定位方法包括以下步骤：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％；漏点定位方法还包括：步骤四、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。
优化的，所述二次侧在通氦气时，需要气体循环装置保证二次侧各处的氦气浓度一致。
优化的，所述抽气工具架设有多组吸枪，可一次检测多根传热管。
优化的，步骤一中，检漏状态下，二次侧压力是标准大气压的数倍，二次侧的干燥情况需要格外重视，保证其工作状态下的露点温度相较于环境温度保持充分的安全裕度。
优化的，为防止二次侧隔离存在漏点，导致氦气泄漏到反应堆厂房，影响查漏时的氦气本底，需在步骤二后先对二次侧充压缩空气至3bar(绝对压力)，稳定2h后再保压2h，当压降满足＜15mbar/h，才能继续步骤三。
本发明的有益效果在于：本发明可以实现单根传热管上多个漏点的分别定位，定位精度达到≤±1m。
附图说明
附图1为存在一个漏点的情况下改变抽速后氦气浓度的变化图；
附图2为存在两个漏点的情况下改变抽速后氦气浓度的变化图；
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：
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。本核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法包括以下步骤：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％；漏点定位方法还包括：步骤四、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。如图1所示，当有一个高度具有漏点时，从质谱仪测得的浓度变化台阶曲线可以判断同一高度漏点的数量，并且可以得到每个高度上的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。
当存在两个漏点时，改变抽速后氦气浓度的变化图如图2所示。
在检漏时需要注意以下几点：1.所述二次侧在通氦气时，需要气体循环装置保证二次侧各处的氦气浓度一致；2.所述抽气工具架设有多组吸枪，可一次检测多根传热管；3.步骤一中，检漏状态下，二次侧压力是标准大气压的数倍，二次侧的干燥情况需要格外重视，保证其工作状态下的露点温度相较于环境温度保持充分的安全裕度；4.为防止二次侧隔离存在漏点，导致氦气泄漏到反应堆厂房，影响查漏时的氦气本底，需在步骤二后先对二次侧充压缩空气至3bar(绝对压力)，稳定2h后再保压2h，当压降满足＜15mbar/h，才能继续步骤三。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法，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。漏点定位方法包括以下步骤：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％；其特征在于，漏点定位方法还包括：步骤四、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。
2.根据权利要求1所述的核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法，其特征在于：所述二次侧在通氦气时，需要气体循环装置保证二次侧各处的氦气浓度一致。
3.根据权利要求1所述的核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法，其特征在于：所述抽气工具架设有多组吸枪，可一次检测多根传热管。
4.根据权利要求1所述的核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法，其特征在于：步骤一中，检漏状态下，二次侧压力是标准大气压的数倍，二次侧的干燥情况需要格外重视，保证其工作状态下的露点温度相较于环境温度保持充分的安全裕度。
5.根据权利要求1所述的核蒸汽发生器传热管氦质谱检漏设备漏点定位方法，其特征在于：为防止二次侧隔离存在漏点，导致氦气泄漏到反应堆厂房，影响查漏时的氦气本底，需在步骤二后先对二次侧充压缩空气至3bar(绝对压力)，稳定2h后再保压2h，当压降满足＜15mbar/h，才能继续步骤三。
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