CN114412591B

CN114412591B - 核电汽轮机的多维度的安全性监控方法、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN114412591B
Application number: CN202111456674.9A
Authority: CN
Inventors: 史进渊; 江路毅; 范雪飞; 高升; 朱志劼; 王宇轩
Original assignee: Shanghai Power Equipment Research Institute Co Ltd
Current assignee: Shanghai Power Equipment Research Institute Co Ltd
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2023-06-09
Anticipated expiration: 2041-12-01
Also published as: CN114412591A

Abstract

本公开提供了一种核电汽轮机的多维度的安全性监控方法、装置、电子设备及存储介质，涉及核电汽轮机技术领域。该方案为：获取核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据；获取转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据；获取阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据；获取汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据和安全性运行监控数据；根据上述数据中的至少一个异常安全性监控数据，生成核电汽轮机的优化改进策略；根据优化改进策略进行优化。本公开的方法可以保证核电汽轮机的高安全性运行。

Description

核电汽轮机的多维度的安全性监控方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及核电汽轮机技术领域，尤其涉及一种核电汽轮机的多维度的安全性监控方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

核电汽轮机在运行中会承受多种损伤机理作用，影响核电汽轮机的高安全性运行。目前还没有在多种损伤机理作用下对核电汽轮机进行安全性监控的方法。

发明内容

本公开提供了一种核电汽轮机的多维度的安全性监控方法、装置、电子设备及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种核电汽轮机的多维度的安全性监控方法，包括：

获取核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据；

获取核电汽轮机的转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据；

获取核电汽轮机的阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据；

获取核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据和安全性运行监控数据；

根据第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，生成核电汽轮机的优化改进策略；

根据优化改进策略，对核电汽轮机进行优化。

本公开实施例中对核电汽轮机进行多维度的安全性监控，得到多个安全性监控数据，基于其中的异常安全性监控数据对核电汽轮机进行优化，可以在多种损伤机理作用下保证核电汽轮机的高安全性运行。

根据本公开的另一方面，提供了一种核电汽轮机的多维度的安全性监控装置，包括：

第一获取模块，用于获取核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据；

第二获取模块，用于获取核电汽轮机的转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据；

第三获取模块，用于获取核电汽轮机的阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据；

第四获取模块，用于获取核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据和安全性运行监控数据；

生成模块，用于根据第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，生成核电汽轮机的优化改进策略；

优化模块，用于根据优化改进策略，对核电汽轮机进行优化。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器；

其中，处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现本公开第一个方面实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一个方面实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现本公开第一个方面实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

图1是核电汽轮机的联合监控平台的示意图；

图2是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图3是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图4是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图5是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图6是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图7是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图8是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图9是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图10是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图11是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图12是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图13是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图；

图14是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控装置的结构图；

图15是用来实现本公开实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的电子设备的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本申请一个实施例的核电汽轮机的联合监控平台，如图1所示，该联合监控平台，包括：

部件模型库服务器、载荷数据库服务器、材料数据库服务器、计算服务器、网页服务器和用户端浏览器。

部件模型库服务器存储核电汽轮机的部件设计参数和三维力学模型，载荷数据库服务器存储核电汽轮机的压力载荷、离心力载荷、热载荷、螺栓预紧力载荷、轴承油膜的刚度系数与阻尼系数、内缸壁厚85％-95％深度处测点金属温度、阀壳与汽缸的壁厚85％-95％深度处测点金属温度、阀壳与汽缸的壁厚45％-50％深度处测点金属温度、汽缸的法兰中分面严密性最薄弱部位蒸汽泄漏情况下法兰中分面外侧金属温度，以及核电汽轮机的起停曲线，材料数据库服务器存储核电汽轮机的材料物理性能、材料力学性能、高温长时力学性能与疲劳断裂力学性能，计算服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的核电汽轮机长寿命、高安全性与高可靠性监控计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本发明提供的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法。

部件模型数据1、载荷数据库2、材料数据库3与计算服务器通信连接，用于向计算服务器4发送核电汽轮机在不同目标不同维度下进行监控所需力学模型与数据；

计算服务器4与网页服务器5通信连接，网页服务器5与客户端浏览器6通信连接，可以将监控数据或优化信息反馈至网页服务器5与客户端浏览器6上进行展示。

下面结合参考附图描述本公开的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法、装置、电子设备及存储介质。

图2是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

S201，获取核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据。

其中，第一强度安全性监控数据用于确定核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤的安全性设计监控是否合格。

可选地，当第一强度安全性监控数据小于0.7，则监控合格，表明核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤处于受控状态。

可选地，当第一强度安全性监控数据大于等于0.7，则监控不合格，表明在设计阶段需要对核电汽轮机转子与叶根的材料和结构等进行优化改进。

S202，获取核电汽轮机的转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据。

其中，第二强度安全性监控数据包括稳态第二强度安全性监控数据和瞬态第二强度安全性监控数据。稳态第二强度安全性监控数据用于确定核电汽轮机转子在稳态额定工况强度的安全性设计监控是否合格，瞬态第二强度安全性监控数据用于确定核电汽轮机转子在瞬态工况结构强度的安全性设计监控是否合格。

可选地，当稳态第二强度安全性监控数据和瞬态第二强度安全性监控数据小于1，则监控合格，表明核电汽轮机转子在稳态额定工况强度和瞬态工况结构强度处于受控状态。

可选地，当稳态第二强度安全性监控数据或瞬态第二强度安全性监控数据大于等于1，则监控不合格，表明在设计阶段需要对核电汽轮机转子的材料和结构等进行优化改进。

S203，获取核电汽轮机的阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据。

其中，第三强度安全性监控数据包括稳态第三强度安全性监控数据和瞬态第三强度安全性监控数据。稳态第三强度安全性监控数据用于确定核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度的安全性设计监控是否合格，瞬态第三强度安全性监控数据用于确定核电汽轮机阀壳与汽缸在瞬态工况结构强度的安全性设计监控是否合格。

可选地，当稳态第三强度安全性监控数据和瞬态第三强度安全性监控数据小于1，则监控合格，表明核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度和瞬态工况强度处于受控状态。

可选地，当稳态第三强度安全性监控数据或瞬态第三强度安全性监控数据大于等于1，则监控不合格，表明在设计阶段需要对核电汽轮机阀壳与汽缸的材料和结构等进行优化改进。

S204，获取核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据和安全性运行监控数据。

其中，安全性设计监控数据包括张口安全性设计监控数据和接触应力安全性设计监控数据。张口安全性设计监控数据用于确定核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口的安全性设计监控是否合格，接触应力安全性设计监控数据用于确定核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力的安全性设计监控是否合格。

可选地，当张口安全性设计监控数据小于1，则监控合格，表明核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口处于受控状态。

可选地，当张口安全性设计监控数据大于等于1，则监控不合格，表明在设计阶段需要对核电汽轮机的汽缸进行优化改进。

可选地，当接触应力安全性设计监控数据大于1.25，则监控合格，表明汽缸的法兰中分面接触应力处于受控状态。

可选地，当接触应力安全性设计监控数据小于等于1，则监控不合格，表明在设计阶段需要对核电汽轮机的汽缸进行优化改进。

其中，安全性运行监控数据用于确定核电汽轮机汽缸的法兰中分面蒸汽泄漏的安全性运行监控是否合格。

可选地，当安全性运行监控数据小于1，则监控合格，表明核电汽轮机汽缸的法兰中分面没有发生蒸汽泄漏。

可选地，当安全性运行监控数据大于等于1，则监控不合格，表明在运行阶段核电汽轮机汽缸的法兰中分面发生蒸汽泄漏，需要对核电汽轮机进行停运检修，增加螺栓预紧力后继续运行。

S205，根据第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，生成核电汽轮机的优化改进策略。

判断获取的第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据是否满足监控合格条件，若存在不满足监控合格条件的异常安全性监控数据，获取异常安全性监控数据所属的部件与部件对应的优化模型，生成核电汽轮机的优化改进策略。

其中，异常安全性监控数据可以为一个或多个。

S206，根据优化改进策略，对核电汽轮机进行优化。

可选地，优化改进策略中包括核电汽轮机的调整部件和调整参数，可以根据调整部件和调整参数，对核电汽轮机进行优化。

图3是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，在上述实施例的基础上，进一步结合图3，对生成核电汽轮机的优化改进策略，根据优化改进策略对核电汽轮机进行优化的过程进行解释说明，包括以下步骤：

S301，根据第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据，判断核电汽轮机是否满足监控合格条件。

每种安全性监控数据对应一种监控合格条件，可以根据第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据的数值大小，判断核电汽轮机是否满足监控合格条件。

关于核电汽轮机的监控合格条件可以参见本公开各实施例中相关介绍，此处不再赘述。

S302，若其中一个安全性监控数据未满足监控合格条件，则基于未满足监控合格条件的异常安全性监控数据，生成核电汽轮机的优化改进策略。

若存在安全性监控数据未满足监控合格条件，则该安全性监控数据为异常安全性监控数据，获取异常安全性监控数据所属的部件，基于所属的部件调用核电汽轮机的优化模型，基于优化模型生成核电汽轮机的优化改进策略。

若异常安全性监控数据为第一强度安全性监控数据，优化改进策略可以包括改用力学性能更好的材料、对材料设计、结构尺寸、壁厚、结构圆角等进行优化改进。

若异常安全性监控数据为第二强度安全性监控数据或第三强度安全性监控数据，优化改进策略可以包括对结构尺寸、结构圆角、支撑结构、材料选型等进行优化改进。

若异常安全性监控数据为安全性设计监控数据，优化改进策略可以包括对法兰尺寸、螺栓数量、螺栓直径、螺栓材料、螺栓预紧力等进行优化改进。

若异常安全性监控数据为安全性运行监控数据，优化改进策略可以为对核电汽轮机进行停运检修，增加螺栓预紧力后继续运行。

S303，根据优化改进策略，获取核电汽轮机的调整部件。

优化改进策略中包括核电汽轮机的调整部件，其中，调整部件为上述实施例中异常安全性监控数据所属的部件。

当异常安全性监控数据为第一强度安全性监控数据，调整部件为核电汽轮机的转子与叶根；当异常安全性监控数据为第二强度安全性监控数据，调整部件为核电汽轮机的转子；当异常安全性监控数据为第三强度安全性监控数据，调整部件为核电汽轮机的阀壳与汽缸；当异常安全性监控数据为安全性设计监控数据或安全性运行监控数据，调整部件为核电汽轮机的汽缸。

S304，根据优化改进策略中调整部件的调整参数，对调整部件进行优化。

优化改进策略中的调整参数确定了调整部件的具体优化数值，可以根据调整参数对调整部件进行优化。

S305，继续对未满足安全合格条件的异常安全性监控数据进行监控，若重新获取到的安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则更新优化改进策略，并基于更新的优化改进策略，继续对调整部件进行优化。

基于优化后的核电汽轮机，获取新生成的异常安全性监控数据，若重新获取到的安全性监控数据满足监控合格条件，则结束监控；若重新获取到的安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则加大优化改进策略的优化力度，对优化改进策略进行更新，并基于更新的优化改进策略，继续对调整部件进行优化，直至安全性监控数据满足监控合格条件。

本公开实施例中基于异常安全性监控数据生成优化改进策略并对核电汽轮机进行优化，有针对性地改善了影响核电汽轮机安全运行的主要因素，保证了核电汽轮机的安全运行。

图4是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，在上述实施例的基础上，进一步结合图4，对获取第一强度安全性监控数据并进行优化的过程进行解释说明，包括以下步骤：

S401，确定核电汽轮机的流量比。

输入新设计核电汽轮机的进汽压、进汽温度和排汽压力，已经投运核电汽轮机进汽压力、进汽温度、排汽压力以及相同工作转速n₀＝1500r/min，核电汽轮机的进汽参数和排汽压力，在不同进汽参数和相同工作转速的条件下，基于核电汽轮机的热力参数，使用承受结垢、磨损和腐蚀损伤的功率下降与应力腐蚀强度安全性设计监控的方法和子程序，计算得出新设计核电汽轮机额定工况的等熵焓降H_s1与已经投运核电汽轮机额定工况的等熵焓降H_s01，核电汽轮机的电功率N_e与流量G、等熵焓降H_s、汽轮机相对内效率η_0i、机械效率η_m、发电机效率η_g之间的关系式为N_e＝G×H_s1×η_0i×η_m×η_g。

根据新设计核电汽轮机额定工况的第一流量和已经投运核电汽轮机额定工况的第二流量，确定核电汽轮机的流量比F_R1，计算公式为

式中，G₁为新设计核电汽轮机额定工况的流量，G₀₁为电功率相差50％以内的已经投运核电汽轮机额定工况的流量，N_e1为新设计核电汽轮机额定工况的电功率，N_e01为已经投运核电汽轮机额定工况的电功率，P_cf为新设计核电汽轮机承受结垢、磨损与腐蚀损伤的功率下降系数，优先地，P_cf＝1.01～1.03。

S402，根据流量比，对核电汽轮机进行模化放大，更新核电汽轮机的设计参数。

核电汽轮机的各级流量G_i的计算公式为G_i＝G_0i×F_R1。

核电汽轮机的模化比S_F的计算公式为

核电汽轮机的结构设计，在已经投运核电汽轮机的基础上采用模化设计法，已有电功率相差50％以内的已经投运核电汽轮机的主要结构尺寸，乘以核电汽轮机的模化比S_F，得出新设计核电汽轮机的主要结构尺寸。

S403，根据核电汽轮机更新后的设计参数，确定核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀强度，作为第一强度安全性监控数据。

输入核电汽轮机转子与叶根的设计参数与三维力学模型、核电汽轮机转子与叶根的离心力与热载荷，以及材料性能数据，使用承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤的功率下降与应力腐蚀强度安全性设计监控的方法和子程序，计算得出稳态额定工况核电汽轮机转子或叶根的接触湿蒸汽表面最大主应力σ₁，调用材料数据库服务器中工作温度t下材料的屈服极限

核电汽轮机转子与叶根在稳态额定工况的接触湿蒸汽表面最大主应力比值R_σ1按照如下公式计算：

R_σ1即为第一强度安全性监控数据。

S404，响应于第一强度安全性监控数据未满足监控合格条件，生成核电汽轮机转子与叶根的优化改进策略。

可选地，监控合格条件为第一强度安全性监控数据小于0.7，当第一强度安全性监控数据大于等于0.7时，生成核电汽轮机转子与叶根的优化改进策略。

可选地，转子与叶根的优化改进策略可以包括改用力学性能更好的材料、对材料设计、结构尺寸、壁厚、结构圆角等进行优化改进。

S405，根据优化改进策略对转子与叶根进行优化，并继续对第一强度安全性监控数据进行监控，若重新获取到的第一强度安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则更新优化改进策略，并基于更新的优化改进策略，继续对转子与叶根进行优化。

根据优化改进策略对转子与叶根进行优化，若重新获取到的第一强度安全性监控数据满足监控合格条件，则结束转子与叶根安全性设计监控；若重新获取到的第一强度安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则加大优化改进策略的优化力度。

基于更新的优化改进策略对转子与叶根进行优化，继续对第一强度安全性监控数据进行监控，并在第一强度安全性监控数据不满足监控合格条件时再次更新优化改进策略并对转子进行优化，直至第一强度安全性监控数据满足监控合格条件。

本公开实施例中获取了第一强度安全性监控数据，并在第一强度安全性监控数据未满足监控合格条件时对转子与叶根进行设计优化，使核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图5是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，如图5所示，基于本公开提供的安全性监控方法，在实际应用场景下核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤的功率下降与应力腐蚀强度安全性设计监控的过程包括以下步骤：

S501，计算核电汽轮机的流量比。

输入某型号1200MW核电汽轮机的进汽压力p₀₁＝6.45MPa、进汽温度t₀₁＝280.3℃和排汽压力p_k1＝5.78kPa，已经投运1087MW核电汽轮机进汽压力p₀＝6.45MPa、进汽温度t₀＝280.3℃、排汽压力p_k＝5.78kPa以及相同工作转速n₀＝1500r/min，基于某型号1200MW核电汽轮机的热力参数，使用承受结垢、磨损和腐蚀损伤的功率下降与应力腐蚀强度安全性设计监控的方法和子程序，计算得出新设计1200MW核电汽轮机额定工况的等熵焓降 H_s1＝950.90kJ/kg与已经投运1087MW核电汽轮机额定工况的等熵焓降H_s01＝952.28kJ/kg。核电汽轮机的电功率N_e与流量G、等熵焓降H_s、汽轮机相对内效率η_0i、机械效率η_m、发电机效率η_g之间的关系式为N_e＝G×H_s1×η_0i×η_m×η_g，在相对内效率η_0i、机械效率η_m和发电机效率η_g相同以及电功率N_e相差50％以内的条件下，新设计1200MW核电汽轮机的流量G₁与已经投运1087MW核电汽轮机流量G₀₁的流量比F_R1的计算公式为：

在上式中，G₁为新设计1200MW核电汽轮机额定工况的流量，G₀₁为已经投运1087MW核电汽轮机额定工况的流量，电功率相差(1200-1087)/1087＝10.4％<50％，N_e1为新设计核电汽轮机额定工况的电功率1200MW，N_e01为已经投运核电汽轮机额定工况的电功率1087MW，P_cf为新设计核电汽轮机承受结垢、磨损与腐蚀损伤的功率下降系数，优先地， P_cf＝1.01～1.03，本实施例取P_cf＝1.02。

S502，确定核电汽轮机的流量。

已有电功率相差50％以内的已经投运1087MW核电汽轮机额定工况的各级流量G_0i，为了保证新设计1200MW核电汽轮机的功率，某型号1200MW核电汽轮机的各级流量G_i的计算公式为：

G_i＝G_0i×F_R1＝1.127669G_0i

在上式中，F_R1为核电汽轮机的流量比。

S503，确定核电汽轮机的模化比。

已知1200MW核电汽轮机的流量比F_R1，某型号1200MW核电汽轮机的模化比S_F的计算公式为：

S504，核电汽轮机部件尺寸的模化放大。

某型号1200MW核电汽轮机的结构设计，在已经投运1087MW核电汽轮机的基础上采用模化设计法，已有电功率相差50％以内的已经投运1087MW核电汽轮机的主要结构尺寸，乘以某型号1200MW核电汽轮机的模化比S_F，得出新设计1200MW核电汽轮机的主要结构尺寸。

S505，计算核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤的安全性设计量。

输入某型号1200MW核电汽轮机转子与叶根的设计参数与三维力学模型、核电汽轮机转子与叶根的离心力与热载荷，以及材料性能数据，使用承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤的功率下降与应力腐蚀强度安全性设计监控的方法和子程序，计算得出稳态额定工况某型号1200MW核电汽轮机转子叶根槽接触湿蒸汽表面最大主应力σ₁＝432MPa，调用材料数据库服务器3中工作温度t＝100℃下转子材料的屈服极限

S506，计算核电汽轮机转子与叶根在稳态额定工况的最大主应力比值。

某型号1200MW核电汽轮机转子与叶根在稳态额定工况的接触湿蒸汽表面最大主应力比值R_σ1按照如下公式计算：

在上式中，σ₁为稳态额定工况核电汽轮机转子或叶根的接触湿蒸汽表面最大主应力 432MPa，

为工作温度100℃下转子材料的屈服极限640MPa。

S507，核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀强度的优化控制。

通过核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤的安全性的设计监控方法图6，对于某型号1200MW核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀强度进行优化设计控制。

由于R_σ1＝0.675<0.7，某型号1200MW核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤的安全性设计监控合格，表明某型号1200MW核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤处于受控状态，某型号1200MW核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤的设计监控结束。

本公开实施例中计算得出，核电汽轮机转子与叶根在稳态额定工况的最大主应力比值满足监控合格条件，表明核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀损伤处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图6是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，在上述实施例的基础上，进一步结合图6，对获取第二强度安全性监控数据并进行优化的过程进行解释说明，包括以下步骤：

S601，确定转子的强度薄弱部位。

基于部件模型库服务器、载荷数据库服务器和材料数据库服务器，输入核电汽轮机转子的设计参数和三维力学模型、起停曲线、转子离心力载荷与热载荷，以及材料性能数据，使用转子承受离心力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控的方法和子程序，确定瞬态应力最大的强度薄弱部位。

S602，获取转子的强度薄弱部位承受离心力和热载荷作用下在稳态工况和瞬态工况下的运行状态数据。

基于部件模型库服务器、载荷数据库服务器和材料数据库服务器，输入核电汽轮机转子的设计参数和三维力学模型、起停曲线、转子离心力载荷与热载荷，以及材料性能数据，使用转子承受离心力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控的方法和子程序，计算得出核电汽轮机转子的强度薄弱部位在稳态额定工况的表面等效应力(冯·米塞斯应力) σ_e2和工作温度t₂以及在瞬态工况的表面等效应力(冯·米塞斯应力)σ_e3和工作温度t₃。

其中，计算得出的σ_e2、t₂为稳态工况下的运行状态数据，σ_e3、t₃为瞬态工况下的运行状态数据。

S603，根据转子的强度薄弱部位的稳态工况和瞬态工况下的运行状态数据，确定第二强度安全性监控数据。

根据转子的强度薄弱部位的稳态工况下的运行状态数据，确定稳态第二强度安全性监控数据R_σe2，计算公式为

其中，/>

为工作温度t₂下材料的屈服极限。

根据转子的强度薄弱部位的瞬态工况下的运行状态数据，确定瞬态第二强度安全性监控数据R_σe3，计算公式为

其中，/>

为工作温度t₃下材料的屈服极限。

S604，响应于第二强度安全性监控数据未满足监控合格条件，生成核电汽轮机转子的优化改进策略。

可选地，监控合格条件为稳态第二强度安全性监控数据和瞬态第二强度安全性监控数据小于1，当稳态第二强度安全性监控数据或瞬态第二强度安全性监控数据大于等于1时，生成核电汽轮机转子的优化改进策略。

可选地，转子的优化改进策略可以包括对结构尺寸、结构圆角、支撑结构、材料选型等进行优化改进。

S605，根据优化改进策略对转子进行优化，并继续对第二强度安全性监控数据进行监控，若重新获取到的第二强度安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则更新优化改进策略，并基于更新的优化改进策略，继续对转子进行优化。

根据优化改进策略对转子进行优化，若重新获取到的第二强度安全性监控数据满足监控合格条件，则结束转子安全性设计监控；若重新获取到的第二强度安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则加大优化改进策略的优化力度。

基于更新的优化改进策略对转子进行优化，继续对第二强度安全性监控数据进行监控，并在第二强度安全性监控数据不满足监控合格条件时再次更新优化改进策略并对转子进行优化，直至第二强度安全性监控数据满足监控合格条件。

本公开实施例中获取了第二强度安全性监控数据，并在第二强度安全性监控数据未满足监控合格条件时对转子进行设计优化，使核电汽轮机转子在稳态额定工况强度和瞬态工况结构强度处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图7是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，如图7所示，基于本公开提供的安全性监控方法，在实际应用场景下转子承受离心力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度安全性设计监控的过程包括以下步骤：

S701，计算核电汽轮机转子的稳态与瞬态强度安全性设计量。

其中，安全性设计量为上述实施例中的运行状态数据。

举例来说，基于部件模型库服务器1、载荷数据库服务器2和材料数据库服务器3，输入某型号1200MW核电汽轮机转子的设计参数和三维力学模型、起停曲线、转子离心力载荷与热载荷，以及材料性能数据，使用转子承受离心力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控的方法和子程序，确定瞬态应力最大的强度薄弱部位，计算得出某型号1200MW核电汽轮机转子的强度薄弱部位在稳态额定工况的表面等效应力σ_e2＝428MPa和工作温度t₂＝80℃以及在瞬态工况的表面等效应力σ_e3＝834MPa和工作温度t₃＝60℃。

S702，计算核电汽轮机转子的稳态额定工况的表面等效应力比值。

其中，稳态额定工况的表面等效应力比值为上述实施例中的稳态第二强度安全性监控数据。

某型号1200MW核电汽轮机转子在稳态额定工况的表面等效应力比值R_σe2按照如下公式计算：

在上式中，

为工作温度t₂＝80℃下材料的屈服极限660MPa。

S703，计算核电汽轮机转子的瞬态工况的表面等效应力比值。

其中，瞬态工况的表面等效应力比值为上述实施例中的瞬态第二强度安全性监控数据。

某型号1200MW核电汽轮机转子在瞬态工况的表面等效应力比值R_σe3按照如下公式计算：

在上式中，

为工作温度t₃＝60℃下材料的屈服极限680MPa。

S704，核电汽轮机转子在稳态额定工况强度的优化控制。

通过核电汽轮机转子承受离心力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控方法，对于某型号1200MW核电汽轮机转子稳态额定工况强度进行优化设计控制。

鉴于R_σe2＝0.648＜1，某型号1200MW核电汽轮机转子在稳态额定工况强度设计监控合格，表明核电汽轮机转子在稳态额定工况强度处于受控状态，某型号1200MW核电汽轮机转子在稳态额定工况强度的设计监控结束，进入S705。

S705，核电汽轮机转子在瞬态工况强度的优化控制。

通过核电汽轮机转子承受离心力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控方法，对于某型号1200MW核电汽轮机转子瞬态工况结构强度进行优化设计控制。

鉴于R_σe3＝0.613＜1，某型号1200MW核电汽轮机转子在瞬态工况结构强度设计监控合格，表明核电汽轮机转子在瞬态工况结构强度处于受控状态，某型号1200MW核电汽轮机转子在瞬态工况结构强度的设计监控结束。

本公开实施例中计算得出，转子在稳态额定工况和瞬态工况的表面等效应力比值满足监控合格条件，表明核电汽轮机转子在稳态额定工况强度和瞬态工况结构强度处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图8是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，在上述实施例的基础上，进一步结合图8，对获取第三强度安全性监控数据并进行优化的过程进行解释说明，包括以下步骤：

S801，确定阀壳与汽缸的强度薄弱部位。

采用部件模型库服务器、载荷数据库服务器和材料数据库服务器，输入核电汽轮机阀壳与汽缸的设计参数和三维力学模型、起停曲线、阀壳与汽缸压力载荷与热载荷，以及材料性能数据，使用阀壳与汽缸承受压力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控的方法和子程序，确定瞬态应力最大的强度薄弱部位。

S802，获取阀壳与汽缸的强度薄弱部位承受压力和热载荷作用的在稳态工况和瞬态工况的运行状态数据。

采用部件模型库服务器、载荷数据库服务器和材料数据库服务器，输入核电汽轮机阀壳与汽缸的设计参数和三维力学模型、起停曲线、阀壳与汽缸压力载荷与热载荷，以及材料性能数据，使用阀壳与汽缸承受压力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控的方法和子程序，计算得出核电汽轮机阀壳与汽缸的强度薄弱部位在稳态额定工况的表面等效应力(冯·米塞斯应力)σ_e2和工作温度t₂以及在瞬态工况的表面等效应力(冯·米塞斯应力)σ_e3和工作温度t₃。

S803，根据阀壳与汽缸的强度薄弱部位的稳态工况和瞬态工况的运行状态数据，确定阀壳与汽缸的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据。

根据阀壳与汽缸的强度薄弱部位的稳态工况下的运行状态数据，确定稳态第三强度安全性监控数据R_σe2c，计算公式为

其中，/>

为工作温度t₂下材料的屈服极限。

根据阀壳与汽缸的强度薄弱部位的瞬态工况下的运行状态数据，确定瞬态第三强度安全性监控数据R_σe3c，计算公式为

其中，/>

为工作温度t₃下材料的屈服极限。

S804，响应于第三强度安全性监控数据未满足监控合格条件，生成核电汽轮机阀壳与汽缸的优化改进策略。

可选地，监控合格条件为稳态第三强度安全性监控数据和瞬态第三强度安全性监控数据小于1，当稳态第三强度安全性监控数据或瞬态第三强度安全性监控数据大于等于1时，生成核电汽轮机阀壳与汽缸的优化改进策略。

可选地，阀壳与汽缸的优化改进策略可以包括对结构尺寸、结构圆角、支撑结构、材料选型等进行优化改进。

S805，根据优化改进策略对阀壳与汽缸进行优化，并继续对第三强度安全性监控数据进行监控，若重新获取到的第三强度安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则更新优化改进策略，并基于更新的优化改进策略，继续对阀壳与汽缸进行优化。

根据优化改进策略对阀壳与汽缸进行优化，若重新获取到的第三强度安全性监控数据满足监控合格条件，则结束阀壳与汽缸安全性设计监控；若重新获取到的第三强度安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则加大优化改进策略的优化力度。

基于更新的优化改进策略对阀壳与汽缸进行优化，继续对第三强度安全性监控数据进行监控，并在第三强度安全性监控数据不满足监控合格条件时再次更新优化改进策略并对阀壳与汽缸进行优化，直至第三强度安全性监控数据满足监控合格条件。

本公开实施例中获取了第三强度安全性监控数据，并在第三强度安全性监控数据未满足监控合格条件时对阀壳与汽缸进行设计优化，使核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度和瞬态工况结构强度处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图9是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，如图9所示，基于本公开提供的安全性监控方法，在实际应用场景下阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态强度安全性设计监控的过程包括以下步骤：

S901，计算核电汽轮机阀壳与汽缸的稳态与瞬态强度安全性设计量。

其中，安全性设计量为上述实施例中的运行状态数据。

举例来说，基于部件模型库服务器1、载荷数据库服务器2与材料数据库服务器3，输入某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸的设计参数和三维力学模型、起停曲线、阀壳与汽缸压力载荷与热载荷，以及材料性能数据，使用阀壳与汽缸承受压力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控的方法和子程序，确定瞬态应力最大的强度薄弱部位是某型号1200MW核电汽轮机瞬态应力比较大的内缸的内表面进汽侧静叶片的叶根槽，高压内缸的内表面进汽侧静叶片的叶根槽，该强度薄弱部位在稳态额定工况的表面等效应力σ_e2＝58MPa 和工作温度t₂＝278℃以及在瞬态工况的表面等效应力σ_e3＝131MPa和工作温度t₃＝194℃。

S902，计算核电汽轮机阀壳与汽缸的稳态额定工况的表面等效应力比值。

其中，稳态额定工况的表面等效应力比值为上述实施例中的稳态第三强度安全性监控数据。

某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸的强度薄弱部位在稳态额定工况的表面等效应力比值R_σe2c按照如下公式计算：

在上式中，

为工作温度t2＝278℃下材料的屈服极限211MPa。

S903，计算核电汽轮机阀壳与汽缸的瞬态工况的表面等效应力比值。

其中，瞬态工况的表面等效应力比值为上述实施例中的瞬态第三强度安全性监控数据。

某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸的强度薄弱部位在瞬态工况的表面等效应力比值R_σe3c按照如下公式计算：

在上式中，

为工作温度t3＝194℃下材料的屈服极限214MPa。/>

S904，核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度的优化控制。

通过核电汽轮机阀壳与汽缸承受离心力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控方法，对于某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸稳态额定工况强度进行优化设计控制。

由于R_σe2c＝0.275＜1，某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度设计监控合格，表明核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度处于受控状态，某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度的设计监控结束，进入S905。

S905，核电汽轮机阀壳与汽缸在瞬态工况强度的优化控制。

通过核电汽轮机阀壳与汽缸承受压力载荷和热载荷作用的稳态与瞬态强度设计监控方法，对于某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸瞬态工况结构强度进行优化设计控制。

由于R_σe3c＝0.408＜1，某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸在在瞬态工况结构强度设计监控合格，表明核电汽轮机阀壳与汽缸在瞬态工况结构强度处于受控状态，某型号1200MW核电汽轮机阀壳与汽缸在瞬态工况结构强度的设计监控结束。

本公开实施例中计算得出，阀壳与汽缸在稳态额定工况和瞬态工况的表面等效应力比值满足监控合格条件，表明核电汽轮机阀壳与汽缸在稳态额定工况强度和瞬态工况结构强度处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图10是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，在上述实施例的基础上，进一步结合图10，对获取安全性设计监控数据并进行优化的过程进行解释说明，包括以下步骤：

S1001，获取汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面的运行状态数据。

基于核电汽轮机的部件模型库服务器、载荷数据库服务器与材料数据库服务器，输入核电汽轮机汽缸的设计参数与三维力学模型、汽缸的压力与热载荷和螺栓预紧力载荷，以及材料性能数据，使用汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性设计监控的方法和子程序，计算得出核电汽轮机汽缸的法兰中分面最大张口穿透间隙c_op(mm)和汽缸的法兰中分面最小接触应力σ_cs。

其中，计算得出的c_op、σ_cs为法兰中分面的运行状态数据。

S1002，根据法兰中分面的运行状态数据，确定法兰中分面的安全性设计监控数据。

计算出核电汽轮机汽缸的法兰中分面内外表面压差ΔP，ΔP＝P_i-P_o。

式中，P_i为汽缸内表面最大蒸汽压力，P_o为汽缸外表面流体压力。

根据法兰中分面的运行状态数据c_op，确定法兰中分面张口穿透间隙比值R_cop，计算公式为

根据法兰中分面的运行状态数据σ_cs和内外表面压差ΔP，确定法兰中分面接触应力比值R_σcs，计算公式为

其中，R_cop和R_σcs为法兰中分面的安全性设计监控数据。

S1003，响应于安全性设计监控数据未满足监控合格条件，生成核电汽轮机汽缸的优化改进策略。

可选地，监控合格条件为R_cop＜1和R_σcs＞1.25，当R_cop≥1或R_σcs≤1时，生成核电汽轮机汽缸的优化改进策略。

可选地，汽缸的优化改进策略可以包括对法兰尺寸、螺栓数量、螺栓直径、螺栓材料、螺栓预紧力等进行优化改进。

S1004，根据优化改进策略对汽缸进行优化，并继续对安全性设计监控数据进行监控，若重新获取到的安全性设计监控数据仍未满足监控合格条件，则更新优化改进策略，并基于更新的优化改进策略，继续对汽缸进行优化。

根据优化改进策略对汽缸进行优化，若重新获取到的安全性设计监控数据满足监控合格条件，则结束汽缸安全性设计监控；若重新获取到的安全性设计监控数据仍未满足监控合格条件，则加大优化改进策略的优化力度。

基于更新的优化改进策略对汽缸进行优化，继续对安全性设计监控数据进行监控，并在安全性设计监控数据不满足监控合格条件时再次更新优化改进策略并对汽缸进行优化，直至安全性设计监控数据满足监控合格条件。

本公开实施例中获取了安全性设计监控数据，并在安全性设计监控数据未满足监控合格条件时对汽缸进行设计优化，使核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口与接触应力处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图11是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，如图11所示，基于本公开提供的安全性监控方法，在实际应用场景下汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性安全性设计监控的过程包括以下步骤：

S1101，计算汽缸法兰中分面严密性设计量。

其中，严密性设计量为上述实施例中法兰中分面的运行状态数据。

举例来说，基于核电汽轮机的部件模型库服务器1、载荷数据库服务器2与材料数据库服务器3，输入某型号1200MW核电汽轮机汽缸的设计参数与三维力学模型、汽缸的压力与热载荷和螺栓预紧力载荷，以及材料性能数据，使用汽缸法兰中分面严密性设计监控的方法和子程序，某型号1200MW核电汽轮机高压缸采用单层汽缸，计算得出某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面最大张口穿透间隙c_op＝0.03mm和汽缸的法兰中分面最小接触应力σ_cs＝14.51MPa。

S1102，计算核电汽轮机汽缸的法兰中分面内外表面压差。

核电汽轮机汽缸的法兰中分面内外表面压差ΔP按照如下公式计算： ΔP＝P_i-P_o＝6.45-0.10＝6.35MPa。

在上式中，P_i为汽缸内表面最大蒸汽压力6.45MPa，P_o为汽缸外表面大气压力0.10MPa。

S1103，计算核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口穿透间隙比值。

某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口穿透间隙比值R_cop按照如下公式计算：

/>

S1104，计算核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力比值。

某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力比值R_σcs按照如下公式计算：

S1105，核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口的优化控制。

通过核电汽轮机汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性设计监控方法，对于某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口进行优化设计控制。

由于R_cop＝0.300＜1，某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口设计监控合格，表明核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口处于受控状态，某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口的设计监控结束，进入S1106。

S1106，核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力的优化控制。

通过核电汽轮机汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性设计监控方法，对于某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力进行优化设计控制。

鉴于R_σcs＝2.285＞1.25，某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力设计监控合格，表明核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力处于受控状态，某型号1200MW核电汽轮机核电汽轮机汽缸的法兰中分面接触应力的设计监控结束。

本公开实施例中计算得出，汽缸的法兰中分面张口穿透间隙比值和接触应力比值满足监控合格条件，表明核电汽轮机汽缸的法兰中分面张口和接触应力处于受控状态，保证了核电汽轮机的安全运行。

图12是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，在上述实施例的基础上，进一步结合图12，对获取安全性运行监控数据并进行优化的过程进行解释说明，包括以下步骤：

S1201，获取汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面的严密性状态数据。

基于核电汽轮机的部件模型库服务器、载荷数据库服务器与材料数据库服务器，输入核电汽轮机汽缸的设计参数与三维力学模型、汽缸的压力与热载荷和螺栓预紧力载荷，以及材料性能数据，使用汽缸法兰中分面严密性运行监控的方法和子程序，计算得出核电汽轮机汽缸的法兰中分面严密性最薄弱部位发生蒸汽泄漏情况下法兰中分面外侧金属温度界限值[t_c]。

基于核电汽轮机载荷数据库，在线监测核电汽轮机汽缸的法兰中分面严密性最薄弱部位蒸汽泄漏情况下法兰中分面外侧金属温度t_c。

其中，[t_c]和t_c为法兰中分面的严密性状态数据。

S1202，根据法兰中分面的严密性状态数据，确定法兰中分面的安全性运行监控数据。

根据法兰中分面的严密性状态数据，确定法兰中分面的安全性运行监控数据R_tc，计算公式为

/>

S1203，响应于安全性运行监控数据未满足监控合格条件，生成核电汽轮机汽缸的优化改进策略。

可选地，监控合格条件为安全性运行监控数据小于1，当安全性运行监控数据大于等于 1时，生成核电汽轮机汽缸的运行优化改进策略。

可选地，汽缸的运行优化改进策略可以包括对核电汽轮机进行停运检修，增加螺栓预紧力后继续运行。

S1204，根据优化改进策略对汽缸进行优化，并继续对安全性运行监控数据进行监控，若重新获取到的安全性运行监控数据仍未满足监控合格条件，则更新优化改进策略，并基于更新的优化改进策略，继续对汽缸进行优化。

根据优化改进策略对汽缸进行优化，若重新获取到的安全性运行监控数据满足监控合格条件，则结束汽缸安全性运行监控；若重新获取到的安全性运行监控数据仍未满足监控合格条件，则加大优化改进策略的优化力度。

基于更新的优化改进策略对汽缸进行优化，继续对安全性运行监控数据进行监控，并在安全性运行监控数据不满足监控合格条件时再次更新优化改进策略并对汽缸进行优化，直至安全性运行监控数据满足监控合格条件。

本公开实施例中获取了安全性运行监控数据，并在安全性运行监控数据未满足监控合格条件时对汽缸进行运行优化，使核电汽轮机汽缸的法兰中分面不会发生蒸汽泄漏，保证了核电汽轮机的安全运行。

图13是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法的流程图，如图13所示，基于本公开提供的安全性监控方法，在实际应用场景下汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性运行监控的过程包括以下步骤：

S1301，计算汽缸法兰中分面严密性监控温度界限值。

举例来说，基于核电汽轮机的部件模型库服务器1、载荷数据库服务器2与材料数据库服务器3，输入某型号1200MW核电汽轮机汽缸的设计参数与三维力学模型、汽缸的压力与热载荷和螺栓预紧力载荷，以及材料性能数据，使用汽缸法兰中分面严密性运行监控的方法和子程序，计算得出某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面严密性最薄弱部位处于双流高压缸进汽部位，发生蒸汽泄漏情况下法兰中分面外侧金属温度界限值[t_c]＝279℃。

S1302，在线监测严密性最薄弱部位法兰中分面外侧金属温度。

其中，严密性监控温度界限值与严密性最薄弱部位法兰中分面外侧金属温度为上述实施例中的严密性状态数据。

基于核电汽轮机载荷数据库，在线监测某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面严密性最薄弱部位蒸汽泄漏情况下法兰中分面外侧金属温度t_c＝264℃。

S1303，计算核电汽轮机汽缸的法兰中分面外侧金属温度比值。

其中，外侧金属温度比值为上述实施例中的安全性运行监控数据。

某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面外侧金属温度比值R_tc按照如下公式计算：

S1304，核电汽轮机汽缸的法兰中分面蒸汽泄漏的优化控制。

通过核电汽轮机汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性运行监控监控方法，对于某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面蒸汽泄漏进行优化设计控制。

由于R_tc＜1，某型号1200MW核电汽轮机汽缸的法兰中分面蒸汽泄漏运行监控合格，表明核电汽轮机汽缸的法兰中分面没有发生蒸汽泄漏。

本公开实施例中计算得出，汽缸的法兰中分面外侧金属温度比值满足监控合格条件，表明汽缸的法兰中分面没有发生蒸汽泄漏，保证了核电汽轮机的安全运行。

在上述实施例的基础之上，还可以打印或者输出核电汽轮机的监控报告，其中，监控报告中可以包括核电汽轮机每个目标下多个维度的监控数据以及对应的优化改进策略。可选地，还可以包括核电汽轮机的优化结果等信息。

图14是根据本公开一个实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控装置的结构图，如图14所示，核电汽轮机的多维度的安全性监控装置1400包括：

第一获取模块1410，用于获取核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据；

第二获取模块1420，用于获取核电汽轮机的转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据；

第三获取模块1430，用于获取核电汽轮机的阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据；

第四获取模块1440，用于获取核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据和安全性运行监控数据；

生成模块1450，用于根据第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，生成核电汽轮机的优化改进策略；

优化模块1460，用于根据优化改进策略，对核电汽轮机进行优化。

本公开实施例中对核电汽轮机进行多维度的安全性监控，得到多个安全性监控数据，基于其中的异常安全性监控数据对核电汽轮机进行优化，可以在多种损伤机理作用下保证核电汽轮机的安全运行。

需要说明的是，前述对核电汽轮机的多维度的安全性监控方法实施例的解释说明也适用于该实施例的核电汽轮机的多维度的安全性监控装置，此处不再赘述。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第一获取模块1410，还用于：确定核电汽轮机的流量比；根据流量比，对核电汽轮机进行模化放大，更新核电汽轮机的设计参数；根据核电汽轮机更新后的设计参数，确定核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀强度，作为第一强度安全性监控数据。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第一获取模块1410，还用于：根据新设计核电汽轮机额定工况的第一流量和已经投运核电汽轮机额定工况的第二流量，确定核电汽轮机的流量比。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第二获取模块1420，还用于：获取转子承受离心力和热载荷作用下在稳态工况和瞬态工况下的运行状态数据；根据转子的稳态工况和瞬态工况下的运行状态数据，确定第二强度安全性监控数据。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第二获取模块1420，还用于：确定转子的强度薄弱部位，并获取转子的强度薄弱部位稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第三获取模块1430，还用于：获取阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的在稳态工况和瞬态工况的运行状态数据；根据阀壳与汽缸的稳态工况和瞬态工况的运行状态数据，确定阀壳与汽缸的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第三获取模块1430，还用于：确定阀壳与汽缸的强度薄弱部位，并获取阀壳与汽缸的强度薄弱部位稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第四获取模块1440，还用于：获取汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面的运行状态数据；根据法兰中分面的运行状态数据，确定法兰中分面的安全性设计监控数据。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，第四获取模块1440，还用于：获取汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面的严密性状态数据；根据法兰中分面的严密性状态数据，确定法兰中分面的安全性运行监控数据。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，生成模块1450，还用于：根据第一强度安全性监控数据、第二强度安全性监控数据和第三强度安全性监控数据、安全性设计监控数据和安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，判断核电汽轮机是否满足监控合格条件；若其中一个安全性监控数据未满足监控合格条件，则基于未满足监控合格条件的异常安全性监控数据，生成核电汽轮机的优化改进策略。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，生成模块1450，还用于：获取异常安全性监控数据所属的部件，基于所属的部件调用核电汽轮机的优化模型；基于优化模型生成核电汽轮机的优化改进策略。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，优化模块1460，还用于：根据优化改进策略，获取核电汽轮机的调整部件；根据优化改进策略中调整部件的调整参数，对调整部件进行优化。

进一步地，在本公开实施例一种可能的实现方式中，优化模块1460，还用于：继续对未满足监控合格条件的异常安全性监控数据进行监控，若重新获取到的安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则更新优化改进策略，并基于更新的优化改进策略，继续对调整部件进行优化。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图15示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备150的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图15所示，包括存储器151、处理器152及存储在存储器151上并可在处理器152上运行的计算机程序，处理器152执行程序时，实现前述的核电汽轮机的多维度的安全性监控方法。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种核电汽轮机的多维度的安全性监控方法，其特征在于，包括：

获取核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据，其中，所述第一强度安全性监控数据包括：核电汽轮机转子与叶根在稳态额定工况的接触湿蒸汽表面最大主应力比值；

获取所述核电汽轮机的转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据，其中，所述第二强度安全性监控数据包括：转子的稳态额定工况与瞬态工况的表面等效应力比值；

获取所述核电汽轮机的阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据，其中，所述第三强度安全性监控数据包括：阀壳与汽缸在稳态额定工况和瞬态工况的表面等效应力比；

获取所述核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据和安全性运行监控数据，其中，所述安全性设计监控数据包括张口安全性设计监控数据和接触应力安全性设计监控，安全性运行监控数据是确定核电汽轮机的法兰中分面蒸汽泄漏的安全性运行监控；

根据所述第一强度安全性监控数据、所述第二强度安全性监控数据和所述第三强度安全性监控数据、所述安全性设计监控数据和所述安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，判断所述异常安全性监控数据是否满足监控合格条件，若存在不满足监控合格条件的异常安全性监控数据，获取异常安全性监控数据所属的部件与部件对应的优化模型，

基于优化模型生成所述核电汽轮机的优化改进策略，其中，所述优化改进策略中包括核电汽轮机的调整部件和调整参数；

根据所述优化改进策略，对所述核电汽轮机进行优化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述核电汽轮机转子与叶根承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据，包括：

确定所述核电汽轮机的流量比；

根据所述流量比，对所述核电汽轮机进行模化放大，更新所述核电汽轮机的设计参数；

根据所述核电汽轮机更新后的设计参数，确定所述核电汽轮机转子与叶根的应力腐蚀强度，作为所述第一强度安全性监控数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述核电汽轮机的流量比，包括：

根据新设计核电汽轮机额定工况的第一流量和已经投运核电汽轮机额定工况的第二流量，确定所述核电汽轮机的流量比。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述核电汽轮机的转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据，包括：

获取所述转子承受离心力和热载荷作用下在稳态工况和瞬态工况下的运行状态数据；

根据所述转子的稳态工况和瞬态工况下的运行状态数据，确定所述第二强度安全性监控数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述转子的强度薄弱部位，并获取所述转子的强度薄弱部位稳态与瞬态的所述第二强度安全性监控数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述核电汽轮机的阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据，包括：

获取所述阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的在稳态工况和瞬态工况的运行状态数据；

根据所述阀壳与汽缸的所述稳态工况和瞬态工况的运行状态数据，确定所述阀壳与汽缸的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述阀壳与汽缸的强度薄弱部位，并获取所述阀壳与汽缸的强度薄弱部位稳态与瞬态的所述第三强度安全性监控数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据，包括：

获取所述汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面的运行状态数据；

根据所述法兰中分面的运行状态数据，确定所述法兰中分面的安全性设计监控数据。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性运行监控数据，包括：

获取所述汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面的严密性状态数据；

根据所述法兰中分面的严密性状态数据，确定所述法兰中分面的安全性运行监控数据。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一强度安全性监控数据、所述第二强度安全性监控数据和所述第三强度安全性监控数据、所述安全性设计监控数据和所述安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，生成所述核电汽轮机的优化改进策略，包括：

根据所述第一强度安全性监控数据、所述第二强度安全性监控数据和所述第三强度安全性监控数据、所述安全性设计监控数据和所述安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，判断所述核电汽轮机是否满足监控合格条件；

若其中一个安全性监控数据未满足监控合格条件，则基于所述未满足监控合格条件的异常安全性监控数据，生成所述核电汽轮机的优化改进策略。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于所述未满足监控合格条件的异常安全性监控数据，生成所述核电汽轮机的优化改进策略，包括：

获取所述异常安全性监控数据所属的部件，基于所述所属的部件调用所述核电汽轮机的优化模型；

基于所述优化模型生成所述核电汽轮机的优化改进策略。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述优化改进策略，对所述核电汽轮机的进行优化，包括：

根据所述优化改进策略，获取所述核电汽轮机的调整部件；

根据所述优化改进策略中所述调整部件的调整参数，对所述调整部件进行优化。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述优化改进策略中所述调整部件的调整参数，对所述调整部件进行优化之后，还包括：

继续对所述未满足监控合格条件的异常安全性监控数据进行监控，若重新获取到的安全性监控数据仍未满足监控合格条件，则更新所述优化改进策略，并基于所述更新的优化改进策略，继续对所述调整部件进行优化。

14.一种核电汽轮机的多维度的安全性监控装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取核电汽轮机承受结垢、磨损、腐蚀和水蚀损伤导致功率下降与应力腐蚀的第一强度安全性监控数据，其中，所述第一强度安全性监控数据包括：核电汽轮机转子与叶根在稳态额定工况的接触湿蒸汽表面最大主应力比值；

第二获取模块，用于获取所述核电汽轮机的转子承受离心力和热载荷作用的稳态与瞬态的第二强度安全性监控数据，其中，所述第二强度安全性监控数据包括：转子的稳态额定工况与瞬态工况的表面等效应力比值；

第三获取模块，用于获取所述核电汽轮机的阀壳与汽缸承受压力和热载荷作用的稳态与瞬态的第三强度安全性监控数据，其中，所述第三强度安全性监控数据包括：阀壳与汽缸在稳态额定工况和瞬态工况的表面等效应力比；

第四获取模块，用于获取所述核电汽轮机的汽缸承受力载荷、热载荷和螺栓预紧力载荷作用的法兰中分面严密性的安全性设计监控数据和安全性运行监控数据，其中，所述安全性设计监控数据包括张口安全性设计监控数据和接触应力安全性设计监控，安全性运行监控数据确定核电汽轮机的法兰中分面蒸汽泄漏的安全性运行监控是否合格；

生成模块，用于根据所述第一强度安全性监控数据、所述第二强度安全性监控数据和所述第三强度安全性监控数据、所述安全性设计监控数据和所述安全性运行监控数据中的至少一个异常安全性监控数据，判断所述异常安全性监控数据是否满足监控合格条件，若存在不满足监控合格条件的异常安全性监控数据，获取异常安全性监控数据所属的部件与部件对应的优化模型，基于优化模型生成所述核电汽轮机的优化改进策略，所述优化改进策略中包括核电汽轮机的调整部件和调整参数；

优化模块，用于根据所述优化改进策略，对所述核电汽轮机进行优化。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块，还用于：

确定所述核电汽轮机的流量比；

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块，还用于：

17.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块，还用于：

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块，还用于：

19.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块，还用于：

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块，还用于：

21.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第四获取模块，还用于：

22.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第四获取模块，还用于：

23.根据权利要求14-22任一项所述的装置，其特征在于，所述生成模块，还用于：

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述生成模块，还用于：

基于所述优化模型生成所述核电汽轮机的优化改进策略。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述优化模块，还用于：

根据所述优化改进策略，获取所述核电汽轮机的调整部件；

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述优化模块，还用于：

27.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器；

其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如权利要求1-13中任一项所述的方法。

28.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-13中任一项所述的方法。