CN113639939A - 一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法及系统，包括计算机程序，计算机程序用于执行以下步骤：S100、基于实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力，计算各个时刻建筑物的空气质量；S200、基于建筑物内外压差以及建筑物内空气质量随时间的变化，计算出建筑物的固有泄露面积；S300、基于建筑物的固有泄露面积，对由于建筑物内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正；S400、基于修正后的空气泄漏率以及对应的测量时刻，绘制曲线图，用以实时监测建筑物的空气泄漏率异常变化情况。本发明可以以1分钟的时间间隔测量并计算得到建筑物的空气泄漏率，从而可以使工作人员及时发现建筑物空气泄漏率的异常变化。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化及辐射安全领域，具体涉及一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法及系统。
背景技术
在核电厂内，安全壳的泄漏率以及主控室的泄漏率是极其受到关注的两个点，其中安全壳向外部环境的空气泄漏率是关系到反应堆事故工况下放射性向外部环境释放量的关键参数，而外部环境向主控室的无过滤空气内漏率则是反应堆事故工况下外部环境空气中的放射性向主控室内渗入从而给操纵员带来辐射危害的关键参数，因此这两类建筑物内空气泄漏率都需要进行严格的检测，但目前由于技术发展水平所限安全壳的空气泄漏率一般都是在核电厂建设的验收试验中进行，之后的定期试验周期为十年一次，目前法国EDF开发的安全壳泄漏率检测系统一方面实时性比较差，需要至少约一个星期才能给出安全壳向外部环境的泄漏率值，另一方面由于软件开发中的计算问题其所给出的泄漏率值并未真正反应了实时的泄漏率值。另外目前美国领先的主控室无过滤空气内漏量测量技术及标准规定了主控室无过滤空气内漏量的测量周期为6年一次，也无法及时反映主控室的无过滤空气内漏率变化情况，因而无法及时保证核电厂主控室操纵员的辐射安全。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法及系统，对于核电厂安全壳内空气泄漏率异常变化的实时监测能力有了极大提高，也为核电厂操纵人员及时发现异常并立即采取防护纠正措施提供了极大便利。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法，包括计算机程序，所述计算机程序用于执行以下步骤：
S100、基于实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力，计算各个时刻建筑物的空气质量；
S200、基于建筑物内外压差以及建筑物内空气质量随时间的变化，计算出建筑物的固有泄露面积；
S300、基于建筑物的固有泄露面积，对由于建筑物内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正；
S400、基于修正后的空气泄漏率以及对应的测量时刻，绘制曲线图，用以实时监测建筑物的空气泄漏率异常变化情况。
进一步，如上所述的方法，S100中，实时获取的建筑物内的空气温度、相对湿度和压力，包括：在建筑物内不同位置布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器，并根据现场情况为各传感器设定相应的体积权重因子。
进一步，如上所述的方法，S100中，实时获取的建筑物外部环境的空气温度、相对湿度和压力，包括：在建筑物外部环境布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器。
进一步，如上所述的方法，所述实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力的数据被导入数据库中。
进一步，如上所述的方法，所述数据库包括Excel、Access、SQL数据库。
一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测系统，包括计算机程序，所述计算机程序用于执行以下模块：
第一计算模块，用于基于实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力，计算各个时刻建筑物的空气质量；
第二计算模块，用于基于建筑物内外压差以及建筑物内空气质量随时间的变化，计算出建筑物的固有泄露面积；
修正模块，用于基于建筑物的固有泄露面积，对由于建筑物内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正；
实时监测模块，用于基于修正后的空气泄漏率以及对应的测量时刻，绘制曲线图，用以实时监测建筑物的空气泄漏率异常变化情况。
进一步，如上所述的系统，所述第一计算模块用于：在建筑物内不同位置布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器，并根据现场情况为各传感器设定相应的体积权重因子。
进一步，如上所述的系统，所述第一计算模块用于：在建筑物外部环境布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器。
进一步，如上所述的系统，所述实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力的数据被导入数据库中。
进一步，如上所述的系统，所述数据库包括Excel、Access、SQL数据库。
本发明的有益效果在于：本发明利用建筑物内空气质量随时间的变化以及建筑物的内外压差而首先计算出建筑物的固有泄漏面积，从而在计算中考虑由这一建筑物的固有泄漏面积所导致的建筑物内外的非人为空气流动量，从而对建筑物的泄漏率值进行合理修正，这是判断建筑物空气泄漏率异常变化的关键因素，也能够利用温度、湿度和压力进行实时测量并通过软件优化而在短时间内通过大量数据的计算而进行判断。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。
法国EDF所开发的软件在计算核电厂安全壳空气泄漏率时是采用了安全壳内空气质量随时间变化的差异而计算的，此种方法在以固定的速度向安全壳内充气或抽气时由于空气质量变化为零则所得空气泄漏率值也为零，因而会掩盖事实真相，不能及时发现安全壳内空气泄漏率的异常变化。
本发明是基于每分钟的多个空气温度、相对湿度和压力数据计算建筑物空气泄漏率异常变化的，相较于法国EDF的每30分钟一组数据、每一天计算一个泄漏率值，每一星期给出一个压力校正的泄漏率值而言，本发明对于核电厂安全壳内空气泄漏率异常变化的实时监测能力有了极大提高，也为核电厂操纵人员及时发现异常并立即采取防护纠正措施提供了极大便利。
本发明实施例提供了一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法，如图1所示，该方法包括计算机程序，所述计算机程序用于执行以下步骤：
S100、基于实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力，计算各个时刻建筑物的空气质量；
本发明实施例中，S100中，实时获取的建筑物内的空气温度、相对湿度和压力，包括：在建筑物内不同位置布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器，并根据现场情况为各传感器设定相应的体积权重因子。S100中，实时获取的建筑物外部环境的空气温度、相对湿度和压力，包括：在建筑物外部环境布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器。实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力的数据被导入数据库中。数据库包括Excel、Access、SQL数据库。
本发明实施例中，建筑物内空气质量计算时所利用的公式为理想气体状态方程，本发明的核心内容是利用空气质量守恒公式将建筑物内空气质量的变化分解为强制空气流的变化和非强制空气流的变化并考虑了非强制空气流量与安全壳内空气质量变化的依存关系以及安全壳内外压差的依存关系进行了求解计算。
S200、基于建筑物内外压差以及建筑物内空气质量随时间的变化，计算出建筑物的固有泄露面积；
本发明实施例中，利用实时监测得出的数据计算建筑物的初始泄漏面积并根据实时计算得出的安全壳内空气质量变化与强制空气流动量及非强制空气流动量的相互依存关系求解计算出安全壳的空气泄漏率值。非强制空气流量的计算则是利用了建筑物内空气质量的变化以及建筑物内外压差的关系计算出建筑物的固有泄漏面积，这一点是本发明的技术创新，也是本发明能够实时检测安全壳内空气泄漏率的关键所在。
S300、基于建筑物的固有泄露面积，对由于建筑物内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正；
S400、基于修正后的空气泄漏率以及对应的测量时刻，绘制曲线图，用以实时监测建筑物的空气泄漏率异常变化情况。
采用本发明实施例的方法，利用建筑物内空气质量随时间的变化以及建筑物的内外压差而首先计算出建筑物的固有泄漏面积，从而在计算中考虑由这一建筑物的固有泄漏面积所导致的建筑物内外的非人为空气流动量，从而对建筑物的泄漏率值进行合理修正，这是判断建筑物空气泄漏率异常变化的关键因素，也能够利用温度、湿度和压力进行实时测量并通过软件优化而在短时间内通过大量数据的计算而进行判断。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
下面通过实施例详细说明本发明的一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法。
实施例一
一种核电厂安全壳空气泄漏率异常变化监测方法，包括：
S11、在安全壳内不同位置布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器、空气压力传感器，并根据现场情况为各个传感器规定相应的体积权重因子；
S12、在安全壳外部环境布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器；
S13、将上述传感器的实时测量数据导入数据库(Excel、Access、SQL等)；
S14、使用本发明所编制的计算机程序根据测量得到的安全壳内空气温度、湿度和压力计算各个时刻安全壳内的空气质量；
S15、使用本发明所编制的计算机程序根据测量得到的安全壳内外压差以及所对应的空气壳内空气质量随时间的变化计算安全壳固有的泄漏面积；
S16、根据计算得到的安全壳固有泄漏面积对由于安全壳内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正，如果安全壳的泄漏面积发生明显变化，则该空气泄漏率值也会发生明显的变化，因而可以及时发现安全壳泄漏面积的变化；
S17、利用计算得到的安全壳空气泄漏率值对应于测量时刻绘制曲线图并表示于计算机程序所指定的图框中；
S18、工作人员可从曲线图中及时发现安全壳的空气泄漏率异常变化情况并可及时采取查明原因的行动。
实施例二
一种核电厂主控室空气泄漏率异常变化监测方法，包括：
S21、在核电厂主控室内不同位置布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器、空气压力传感器；并根据现场情况为各个传感器规定相应的体积权重因子；
S22、在核电厂主控室外部环境布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器；
S23、将上述传感器的实时测量数据导入数据库(Excel、Access、SQL等)；
S24、使用本发明所编制的计算机程序根据测量得到的主控室内空气温度、湿度和压力计算各个时刻主控室内的空气质量；
S25、使用本发明所编制的计算机程序根据测量得到的主控室内外压差以及所对应的主控室内空气质量随时间的变化计算主控室压力边界固有的泄漏面积；
S26、根据计算得到的主控室压力边界固有泄漏面积对由于主控室内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正，如果主控室压力边界的泄漏面积发生明显变化，则该空气泄漏率值也会发生明显的变化，因而可以及时发现主控室泄漏面积的变化；
S27、利用计算得到的主控室空气泄漏率值对应于测量时刻绘制曲线图并表示于计算机程序所指定的图框中；
S28、工作人员可从曲线图中及时发现主控室的空气泄漏率异常变化情况并可及时采取查明原因的行动。
本发明是在法国EDF所开发的安全壳泄漏率检测方法及软件的基础上开发了一种能够实时检测核电厂安全壳空气泄漏率异常变化并创新性应用于核电厂主控室内空气泄漏率异常变化的方法及计算机程序，它可以以一分钟的时间间隔实时测量计算并以数据和图示相结合的方式给出安全壳内空气泄漏率异常变化情况并创新性地应用于监测主控室空气泄漏率异常变化情况，如果安全壳或主控室空气泄漏率的异常变化能被及时发现并采取行动，则职业人员、公众和环境的辐射安全就可以及时得到保证。
本发明的新颖性在于对法国EDF设计的核电厂安全壳空气泄漏率监测系统进行了改进，改进的核心内容是利用空气质量守恒公式将安全壳内空气质量的变化分解为强制空气流的变化和非强制空气流的变化并考虑了非强制空气流量与安全壳内空气质量变化的依存关系进行了求解计算。另外本发明中编制的计算机程序相对于法国EDF的数据采样量和计算量增大了30倍，从而可以以1分钟1组的空气温度、空气湿度和空气压力的数据实时计算出安全壳内空气质量的变化，并根据同时监测的强制空气流量和拟合计算出的起因于安全壳内外压差的非强制空气流量可以实时计算安全壳泄漏面积的变化和非强制空气流量的变化，从而真正实现了安全壳空气泄漏率变化的实时监测，因而可以使核电厂的工作人员及时发现安全壳内空气流动特性的变化以便于立刻采取防护补救行动。
本发明所设计的方法及计算机程序考虑并利用实时监测得出的数据计算了核电厂安全壳的初始泄漏面积并根据实时计算得出的安全壳内空气质量变化与强制空气流动量及非强制空气流动量的相互依存关系求解计算出安全壳的空气泄漏率值；本发明可以以1分钟的时间间隔测量并计算得到建筑物的空气泄漏率数据并以曲线图的方式显示于计算机程序指定的图框中，从而可以使工作人员及时发现建筑物空气泄漏率的异常变化并立刻采取相应的防护纠正行动。
本发明的实用性不仅限于安全壳，也可以推广为各类核设施的关键建筑物，包括主控室和应急指挥楼以及后处理厂等的关键建筑物，为此类关键建筑物提供一种成本较低且可实时监测其空气泄漏率的方法及计算机程序，提高核设施的事故防范能力，并为职业人员、公众和环境的辐射防护提供保障。
根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测系统，如图2所示，包括：计算机程序，所述计算机程序用于执行以下模块：
第一计算模块100，用于基于实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力，计算各个时刻建筑物的空气质量；
第二计算模块200，用于基于建筑物内外压差以及建筑物内空气质量随时间的变化，计算出建筑物的固有泄露面积；
修正模块300，用于基于建筑物的固有泄露面积，对由于建筑物内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正；
实时监测模块400，用于基于修正后的空气泄漏率以及对应的测量时刻，绘制曲线图，用以实时监测建筑物的空气泄漏率异常变化情况。
需要说明的是，本发明的一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测系统与前述的方法属于同一发明构思，具体实施方式不再赘述。
采用本发明实施例的系统，利用建筑物内空气质量随时间的变化以及安全壳的内外压差而首先计算出建筑物的固有泄漏面积，从而在计算中考虑由这一建筑物的固有泄漏面积所导致的建筑物内外的非人为空气流动量，从而对建筑物的泄漏率值进行合理修正，这是判断建筑物空气泄漏率异常变化的关键因素，也能够利用温度、湿度和压力进行实时测量并通过软件优化而在短时间内通过大量数据的计算而进行判断。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测方法，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序用于执行以下步骤：
S100、基于实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力，计算各个时刻建筑物的空气质量；
S200、基于建筑物内外压差以及建筑物内空气质量随时间的变化，计算出建筑物的固有泄露面积；
S300、基于建筑物的固有泄露面积，对由于建筑物内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正；
S400、基于修正后的空气泄漏率以及对应的测量时刻，绘制曲线图，用以实时监测建筑物的空气泄漏率异常变化情况。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S100中，实时获取的建筑物内的空气温度、相对湿度和压力，包括：在建筑物内不同位置布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器，并根据现场情况为各传感器设定相应的体积权重因子。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S100中，实时获取的建筑物外部环境的空气温度、相对湿度和压力，包括：在建筑物外部环境布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力的数据被导入数据库中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据库包括Excel、Access、SQL数据库。
6.一种建筑物内空气泄漏率异常变化的实时监测系统，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序用于执行以下模块：
第一计算模块，用于基于实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力，计算各个时刻建筑物的空气质量；
第二计算模块，用于基于建筑物内外压差以及建筑物内空气质量随时间的变化，计算出建筑物的固有泄露面积；
修正模块，用于基于建筑物的固有泄露面积，对由于建筑物内空气质量随时间变化而计算得出的空气泄漏率进行修正；
实时监测模块，用于基于修正后的空气泄漏率以及对应的测量时刻，绘制曲线图，用以实时监测建筑物的空气泄漏率异常变化情况。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一计算模块用于：在建筑物内不同位置布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器，并根据现场情况为各传感器设定相应的体积权重因子。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一计算模块用于：在建筑物外部环境布置数个空气温度传感器、空气相对湿度传感器和空气压力传感器。
9.根据权利要求6-8任一项所述的系统，其特征在于，所述实时获取的建筑物内及其外部环境的空气温度、相对湿度和压力的数据被导入数据库中。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据库包括Excel、Access、SQL数据库。
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