CN110993132B - 一种核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于公开一种核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法，通过核电厂仪控系统原有仪表的实时测量数据自动识别发生在监测对象上的瞬态开始与结束，并归纳已识别瞬态的特征参数；同时依据数据库实现：①通过特征参数的比对，判别已识别瞬态属于该监测对象或其所属工艺系统预期的瞬态类别，记录瞬态类别、发生次数与发生时间，通过已记录的瞬态类别直接从数据库中获得相对应的监测对象的应力变化时程；②若已识别瞬态不属于数据库中任何已有类别的瞬态，则根据已识别瞬态的特征参数在数据库中建立新瞬态类别，通过分析计算获得该瞬态类别作用下的监测对象应力变化时程，并存入数据库的新瞬态类别中，支持后续完成对监测对象的疲劳损伤评估。

Description

一种核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法
技术领域
本发明涉及一种瞬态监测方法，特别涉及一种核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法。这种瞬态监测方法不仅可以支持应用于监测对象的疲劳损伤分析评估，而且还可以用于、但不限于监测对象的疲劳裂纹扩展分析评估等方面。
背景技术
疲劳是一种结构损伤，它是由于载荷与温度的变动引起的重复循环应力/应变造成的。在反复循环加载且积累大量的局部微观结构损伤之后，初始裂纹在影响最严重的部位产生。后续的循环载荷和/或热应力将使裂纹扩展。最终裂纹可观的几何尺寸从严重影响结构的承载能力到使结构完全丧失承载能力，导致危害安全的严重后果。
对于承受一定程度交变载荷的金属部件，疲劳是其主要的老化机理之一，为了保证此类关键金属部件在其设计寿期内安全可靠地执行其预期的功能，一般采取定期的在役检查与分析评估相结合的手段以管控其疲劳老化机理。随着计算机的普及与性能的不断强大，以及分析方法的持续提升，现今采用针对金属部件的疲劳监测与分析系统进行金属部件实际运行的疲劳损伤评估，并在评估结果的基础上结合金属部件运维的标准规范要求实施对其的在役检查，进而更合理高效的对疲劳老化机理进行管控。
疲劳监测与分析评估系统已成为当今颇欢迎也具有一定市场的产品。
瞬态监测的方法是开发疲劳监测与分析评估系统的重要基础。因此，特别需要一种核电厂疲劳监测系统的瞬态监测方法，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电厂疲劳监测系统的瞬态监测方法，针对现有技术的不足，通过测量仪表，如温度计、压力表等，对适当的工艺参数进行测量获得其变化。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、建立数据库，该数据库保存了与监测对象及其关联系统匹配的预期瞬态类别所对应的瞬态工况特征参数、各瞬态类别在监测对象上导致的应力变化过程(或时程)等数据；
S2、识别电厂监测对象(受疲劳不利影响风险较大的管道部件)所承受的电厂运行工况(或运行条件)所致的瞬态开始、以及瞬态结束，得到合理的疲劳分析所依据的瞬态变化；并分析归纳出已识别瞬态的瞬态工况特征参数；
S3、将S2中获得的瞬态工况特征参数与S1中的数据库内的瞬态特征参数进行分析比对，如果判别S2的已识别发生的瞬态属于S1数据库中的某一瞬态类别，记录瞬态类别、发生次数与发生的时间；进而直接从数据库中获得相对应瞬态类别导致的监测对象发生的应力变化时程，无需分析计算即可支持后续完成对监测对象的疲劳损伤评估；
S4、将S2中获得的瞬态工况特征参数与S1中的数据库内的瞬态特征参数进行分析比对，如果判别S2的已识别发生的瞬态不属于S1数据库中的任一瞬态类别，则在数据库中将S2识别出的瞬态作为一个新瞬态类别，再通过执行分析计算获得监测对象的由S2识别出的瞬态导致的应力变化时程，并存入数据库中，同时支持后续完成对监测对象的疲劳损伤评估；
S5、重复上述S2至S3或S2至S4。
优选的，瞬态监测方法步骤S1中所述数据库保存了瞬态类别所对应的瞬态工况特征参数，这些特征参数包括但不限于：工艺参数如温度、压力、介质流量的起止值、变化范围以及变化速率；关键关联控制仪表的数据等；所述数据库中的瞬态类别是随着监测识别出新的、独立的瞬态类别而相应扩充更新的。
优选的，瞬态监测方法步骤S2包括以下子步骤：
S21、获取核电厂仪控系统原有仪表的实时测量数据；所述工艺系统仪表包括但不限于温度、压力、流量、液位、阀门和主泵转速等多种类型，以尽可能准确的表征监测对象的工艺参数；
S22、识别影响监测对象的瞬态的开始与结束；即依据S21获取的工艺系统仪表的数据，基于工艺参数的变化量、变化速率、变化时间等特征的绝对阈值和/或相对阈值，识别逻辑概念上的瞬态发生的开始和结束时刻；
S23、分析归纳出S22已识别瞬态的瞬态工况特征参数，这些特征参数包括但不限于：工艺参数如温度、压力、介质流量的起止值、变化范围以及变化速率；关键关联控制仪表的数据等。
本发明的核电厂疲劳监测系统的瞬态监测方法，与现有技术相比，通过参数的变化量、变化速率、变化时间等特征自动识别瞬态开始与瞬态结束，得到合理的疲劳分析所依据的瞬态变化，并分析获得该已识别瞬态的特征参数，进而为部件进行疲劳累积损伤分析评估提供输入。此外，通过分析归纳和梳理与监测对象及其关联系统相关的瞬态特征参数，并进行瞬态分类，再将每一类别的瞬态特征参数以及该类别瞬态导致监测对象承受的应力时程结果一并保存到数据库中；这样就可以通过瞬态特征参数分析比对的方法，依据上述数据库，无需计算即可获得已有瞬态类别所对应的应力时程结果；若数据库中无匹配的瞬态类别，则可通过执行分析计算获得该类别瞬态导致监测对象承受的应力变化时程结果，该结果不仅作为监测对象疲劳累积损伤分析评估的输入，而且和该识别瞬态分析得到的特征参数一并存入数据库中，作为对数据库中瞬态类别的扩充，支持后续对监测对象的持续监测与疲劳损伤评估。
本方法即大幅降低工艺参数的存储量，同时又可降低瞬态导致的监测对象应力变化的分析计算量，进而支持高效的完成监测对象的疲劳损伤评估。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的核电厂疲劳监测系统的瞬态监测方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
根据图1所示，本发明提供的核电厂疲劳监测系统的瞬态监测方法，包括如下步骤：
S1、建立数据库，该数据库保存了与监测对象及其关联系统匹配的预期瞬态类别所对应的瞬态工况特征参数、各瞬态类别在监测对象上导致的应力变化过程(或时程)等数据；
S2、识别电厂监测对象(受疲劳不利影响风险较大的管道部件)所承受的电厂运行工况(或运行条件)所致的瞬态开始、以及瞬态结束，得到合理的疲劳分析所依据的瞬态变化；并分析归纳出已识别瞬态的瞬态工况特征参数；
S3、将S2中获得的瞬态工况特征参数与S1中的数据库内的瞬态特征参数进行分析比对，如果判别S2的已识别发生的瞬态属于S1数据库中的某一瞬态类别，记录瞬态类别、发生次数与发生的时间；进而直接从数据库中获得相对应瞬态类别导致的监测对象发生的应力变化时程，无需分析计算即可支持后续完成对监测对象的疲劳损伤评估；
S4、将S2中获得的瞬态工况特征参数与S1中的数据库内的瞬态特征参数进行分析比对，如果判别S2的已识别发生的瞬态不属于S1数据库中的任一瞬态类别，则在数据库中将S2识别出的瞬态作为一个新瞬态类别，再通过执行分析计算获得监测对象的由S2识别出的瞬态导致的应力变化时程，并存入数据库中，同时支持后续完成对监测对象的疲劳损伤评估；
S5、重复上述S2至S3或S2至S4。
瞬态监测方法步骤S1中所述的数据库保存了瞬态类别所对应的瞬态工况特征参数，这些特征参数包括但不限于：工艺参数如温度、压力、介质流量的起止值、变化范围以及变化速率；关键关联控制仪表的数据等。该数据库中的瞬态类别是随着监测识别出新的、独立的瞬态类别而相应扩充更新的。
瞬态监测方法步骤S2包括以下子步骤：
S21、获取核电厂仪控系统原有仪表的实时测量数据；所述工艺系统仪表包括但不限于温度、压力、流量、液位、阀门和主泵转速等多种类型，以尽可能准确的表征监测对象的工艺参数。
S22、识别影响监测对象的瞬态的开始与结束；即依据S21获取的工艺系统仪表的数据，基于工艺参数的变化量、变化速率、变化时间等特征的绝对阈值和/或相对阈值，识别逻辑概念上的瞬态发生的开始和结束时刻；
S23、分析归纳出S22已识别瞬态的瞬态工况特征参数，这些特征参数包括但不限于：工艺参数如温度、压力、介质流量的起止值、变化范围以及变化速率；关键关联控制仪表的数据等。
本发明提供的核电厂疲劳监测系统的瞬态监测方法，具有以下特点与优势：
1、不需要加装额外的温度获取系统等硬件，完全基于核电厂仪控系统自有仪表的测量数据；这样不仅降低了额外测量元件与系统成本和安装测试的费用，而且还减少了额外测量系统装置增加核电厂内部布置拥挤度给运行维护带来的诸多不利干扰与影响，并减少了对穿安全壳贯穿件的占用。
2、基于监测得到的工艺参数变化量、变化速率、变化时间的绝对阈值和/或相对阈值，实现了瞬态起止识别、瞬态特征参数归纳；基于数据库中保存的各类别瞬态的特征参数，实现对识别瞬态的分类，从而可以从数据库中获得匹配瞬态类别的应力结果，或者对未匹配的新瞬态类别在数据库中进行更新和扩充。
3、本方法即大幅降低工艺参数的存储量，同时又可降低瞬态导致的监测对象应力变化的分析计算量，进而支持高效的完成监测对象的疲劳损伤评估。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、建立数据库，该数据库保存了与监测对象及其关联系统匹配的预期瞬态类别所对应的瞬态工况特征参数、各瞬态类别在监测对象上导致的应力变化过程或时程数据；
S2、识别电厂监测对象即受疲劳不利影响风险较大的管道部件所承受的电厂运行工况或运行条件所致的瞬态开始、以及瞬态结束，得到合理的疲劳分析所依据的瞬态变化；并分析归纳出已识别瞬态的瞬态工况特征参数；
S3、将S2中获得的瞬态工况特征参数与S1中的数据库内的瞬态特征参数进行分析比对，如果判别S2的已识别发生的瞬态属于S1数据库中的某一瞬态类别，记录瞬态类别、发生次数与发生的时间；进而直接从数据库中获得相对应瞬态类别导致的监测对象发生的应力变化时程，无需分析计算即可支持后续完成对监测对象的疲劳损伤评估；
S4、将S2中获得的瞬态工况特征参数与S1中的数据库内的瞬态特征参数进行分析比对，如果判别S2的已识别发生的瞬态不属于S1数据库中的任一瞬态类别，则在数据库中将S2识别出的瞬态作为一个新瞬态类别，再通过执行分析计算获得监测对象的由S2识别出的瞬态导致的应力变化时程，并存入数据库中，同时支持后续完成对监测对象的疲劳损伤评估；
S5、重复上述S2至S3或S2至S4。
2.如权利要求1所述的核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法，其特征在于，所述数据库保存了瞬态类别所对应的瞬态工况特征参数，这些特征参数包括但不限于：工艺参数如温度、压力、介质流量的起止值、变化范围以及变化速率；关键关联控制仪表的数据；所述数据库中的瞬态类别是随着监测识别出新的、独立的瞬态类别而相应扩充更新的。
3.如权利要求1所述的核电厂支持疲劳监测功能的瞬态监测方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：
S21、获取核电厂仪控系统原有仪表的实时测量数据；所述仪控系统原有仪表 包括但不限于温度、压力、流量、液位、阀门和主泵转速的多种类型，以尽可能准确的表征监测对象的工艺参数；
S22、识别影响监测对象的瞬态的开始与结束；即依据S21获取的仪控系统原有仪表 的数据，基于工艺参数的变化量、变化速率、变化时间特征的绝对阈值和/或相对阈值，识别逻辑概念上的瞬态发生的开始和结束时刻；
S23、分析归纳出S22已识别瞬态的瞬态工况特征参数，这些特征参数包括但不限于：工艺参数如温度、压力、介质流量的起止值、变化范围以及变化速率；关键关联控制仪表的数据。
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