CN113409969B - 一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法 - Google Patents

一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法，该方法包括如下步骤：(1)将阀门分为五个部分，包括阀门上游阀面、截留段、阀门下游阀面、流体流向以及阀门外壁；(2)在截留段的一侧中心线上从左到右依次选取点A1和A2，接着选取点A3和A4，其中A4点分布在阀门下游阀面，A3点为A2点到A4点之间的中点；(3)最后测量各点的温度值tA，从而对阀门的泄露进行判断，阀门泄露判断标准为：tA2大于tA1，阀门不泄露；tA2等于tA1，阀门泄露。本发明通过测量阀门外表面温度，可以在不拆除保温层、不搭设脚手架的情况下对阀门的泄露情况做出诊断，并为阀门的维修提供指导意见，且该方法测量数据准确，操作方便，具有广泛应用的前景。

Description

一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法
技术领域
本发明属于核电站技术领域，具体涉及一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法。
背景技术
目前，在核电厂采集常规岛阀门温度测量主要使用红外测温仪和红外热成像仪，由于在机组运行期间大多数常规岛阀门都包有保温层，因此在测量时必须先将保温层拆除，然后使用红外测温仪或红外热层相依进行温度测量并记录数据，最后回装保温层，上述方法存在如下问题：
1.需要大量的人力和物力投入：以海南核电现场实施为例，一个阀门搭设脚手架，拆除保温层需要机械服务科两个班组共计6人才能完成。
2.红外热成像仪或红外测温仪无法对固定的某一个点进行测量，因此在后期数据对比分析时，会产生偏差。
3.常规岛阀门的附近涉及核电厂关键敏感设备多，拆除常规岛阀门的保温层工作审批流程繁琐，并且存在拆除过程中误动关键敏感设备而造成停机甚至停堆的风险。
4.机组运行期间，核电常规岛阀门表面温度最高可达280℃，并且有些阀门布置位置较高，因此存在高温烫伤和高处坠落风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法，解决现有技术中核电厂阀门温度测量检测是否泄露过程中存在耗费大量人力物力、测量数据不够准确、误动停机停堆、容易高温烫伤和高处坠落风险的问题，提高测量便利性和准确性。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法，该方法包括如下步骤：
(1)将阀门分为五个部分，包括阀门上游阀面、截留段、阀门下游阀面、流体流向以及阀门外壁；
(2)在截留段的一侧中心线上从左到右依次选取点A1和A2，接着选取点A3 和A4，其中A4点分布在阀门下游阀面，A3点为A2点到A4点之间的中点；
(3)测量各点的温度值tA，从而对阀门的泄露进行判断，阀门泄漏判断标准为：tA2大于tA1，阀门不泄漏；tA2等于tA1，阀门泄漏。
(4)将阀门泄漏的情况进行分级，分级判断标准如下：
tA2大致等于tA1且明显大于tA3，定性为微小泄漏，泄漏故障等级为I级；
tA3、tA1、tA2大致相等且明显大于tA4，定性为中等泄漏，泄漏故障等级为II级； tA4与tA1、tA2、tA3大致相等，定性为严重泄漏，泄漏故障等级为III级。
进一步的技术方案是，在阀门的另一侧选取与点A1、A2、A3和A4位置对应的点B1、B2、B3和B4，从而根据两侧的测量结果来共同判断阀门密封性状态。
进一步的技术方案是，还包括温度传感器、变送器、数据存储器、信号传输设备以及上位机，所述温度传感器测量各点的温度值，并将测量数据通过所述变送器传输到所述数据存储器储存，再由所述信号传输设备引入所述上位机进行在线监控。
本发明的有益效果在于：
本方法通过测量阀门外表面温度，可以在不拆除保温层、不搭设脚手架的情况下对阀门的泄漏情况做出诊断，并为阀门的维修提供指导意见，且该方法测量数据准确，操作方便，具有广泛应用的前景。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为本发明的阀门外表面结构示意图；
图3为本发明的另一侧阀门外表面结构示意图。
图中，1、阀门上游阀面，2、截留段，3、阀门下游阀面，4、流体流向，5、阀门外壁。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1至图3，一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法，该方法包括如下步骤：
(1)将阀门分为五个部分，包括阀门上游阀面1、截留段2、阀门下游阀面3、流体流向4以及阀门外壁5；当阀门处于关闭状态时，上游高温流体流经阀门上游阀面1与阀门外壁5形成的流道时，高温流体被截留段2截流，高温流体无法穿过阀门上游阀面1，热量通过阀门上游阀面1后，以热传导的方式传递到阀门下游阀面3及阀门外壁5，因此在阀门上游阀面1后会形成明显的温度梯度分布；
(2)在截留段2的一侧中心线上从左到右依次选取点A1和A2，接着选取点 A3和A4，其中A4点分布在阀门下游阀面3，A3点为A2点到A4点之间的中点；
测量两点之间的距离为δ，并将数值应用到传热学公式上：
q＝λ(tA1-tA2)/δ
其中tA1为A1点的温度，tA2为A2点的温度，q为热流密度，λ为传热系数。
由上述公式可知：在热流密度q，传热系数λ，初始温度tA1不变的情况下，δ与tA2成线性关系，并且随着传热距离δ的增加，测点温度tA2在降低；
由于热流密度会沿着阀门内壁向外壁传导热量，该热传导方式也满足上述传热学公式，因此在研究阀门内外表面温度梯度沿流体方向分布变化时，可以忽略内壁向外壁的热量传递，直接以壁温的温度梯度分布代替内部温度梯度分布；
因此，在阀门密封严密的情况下，阀门上游阀面1的高温流体的热流密度只以热传导的方式传递到下游管道外壁，会形成明显的温度降低趋势，tA1的等温线落在阀门上游阀面1处，并且tA2会明显小于tA1；
当阀门密封不严密时，阀门上游阀面1的高温流体会穿过截留段2直接进入阀面下游阀面，热流密度传递到下游管道的方式发生改变，由热传导转变为热对流，因此tA2几乎与tA1是相同的，并且随着泄漏量的增加，tA1的等温线会向阀门下游阀面3推移，甚至延伸到下游管道上；
(3)测量各点的温度值tA，从而对阀门的泄漏进行判断，阀门泄漏判断标准为：tA2大于tA1，阀门不泄漏；tA2等于tA1，阀门泄漏。
(4)将阀门泄漏的情况进行分级，分级判断标准如下：
tA2大致等于tA1且明显大于tA3，定性为微小泄漏，泄漏故障等级为I级；
tA3、tA1、tA2大致相等且明显大于tA4，定性为中等泄漏，泄漏故障等级为II级； tA4与tA1、tA2、tA3大致相等，定性为严重泄漏，泄漏故障等级为III级。
将阀门泄漏进行分级，以便区分阀门的损坏程度，从而做出不同的措施。
具体的，在阀门的另一侧选取与点A1、A2、A3和A4位置对应的点B1、B2、 B3和B4，从而根据两侧的测量结果来共同判断阀门密封性状态，由于两侧都选有测温点，因此两侧的相同位置的温度值是相同的，从而避免单个测量点出现损坏而导致无法判断阀门密封性状态。
具体的，还包括温度传感器、变送器、数据存储器、信号传输设备以及上位机，温度传感器测量各点的温度值，并将测量数据通过变送器传输到数据存储器储存，再由信号传输设备引入上位机进行在线监控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将阀门分为五个部分，包括阀门上游阀面、截留段、阀门下游阀面、流体流向以及阀门外壁；
(2)在截留段的一侧中心线上从左到右依次选取点A1和A2，接着选取点A3和A4，其中A4点分布在阀门下游阀面，A3点为A2点到A4点之间的中点；
(3)测量各点的温度值tA，从而对阀门的泄漏进行判断，阀门泄漏判断标准为：tA2大于tA1，阀门不泄漏；tA2等于tA1，阀门泄漏；
(4)将阀门泄漏的情况进行分级，分级判断标准如下：
tA2大致等于tA1且明显大于tA3，定性为微小泄漏，泄漏故障等级为I级；
tA3、tA1、tA2大致相等且明显大于tA4，定性为中等泄漏，泄漏故障等级为II级；
tA4与tA1、tA2、tA3大致相等，定性为严重泄漏，泄漏故障等级为III级。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法，其特征在于，在阀门的另一侧选取与点A1、A2、A3和A4位置对应的点B1、B2、B3和B4，从而根据两侧的测量结果来共同判断阀门密封性状态。
3.根据权利要求1所述的一种核电厂阀门内泄漏故障诊断方法，其特征在于，还包括温度传感器、变送器、数据存储器、信号传输设备以及上位机，所述温度传感器测量各点的温度值，并将测量数据通过所述变送器传输到所述数据存储器储存，再由所述信号传输设备引入所述上位机进行在线监控。
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