CN116773429B - 核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统及评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统及评价方法,涉及核电设备腐蚀防护技术领域。所述监测系统包括：服务器及至少一个安装于鼓形滤网上的监测模块，监测模块包括：电位采集器、阴极保护试片及参比电极；参比电极用于提供电位测量参照比较电极；阴极保护试片用于采集鼓形滤网监测点位消除IR降的断电电位；电位采集器至少用于控制鼓形滤网与阴极保护试片之间电路通断，并采集及发送包含鼓形滤网监测点的断电电位的数据；服务器用于断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值比较，确定所述鼓形滤网的阴极保护效果。本发明至少可以实现对鼓形滤网阴极保护的保护效果智能化监测，从而便于及时发现鼓形滤网潜在的腐蚀风险。
Description
技术领域
本发明涉及核电设备腐蚀防护技术领域，尤其涉及一种核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统及评价方法。
背景技术
目前以鼓形滤网为代表的核电冷源设备腐蚀与防护主要采用防护涂层和阴极保护相结合的方式，鼓形滤网处于海水腐蚀环境中，腐蚀环境相对苛刻，防护涂层不可能实现设备与环境之间绝对的绝缘，一旦发生腐蚀可能会导致海水过滤效率降低、海生物堵塞循环冷却水管道等后果，严重威胁机组安全运行，一旦引起停机将带来严重的经济损失。因此,阴极保护的保护效果对提升整体防腐质量具有重要的影响。
然而，本申请的发明人在实现本发明创造的过程中发现：鼓形滤网受本体结构特点、运行方式以及所处环境影响，其不同部位的阴极保护效果存在不同。而当前对阴极保护的保护效果和干扰情况缺乏有效的监测手段，致使较难及时发现鼓形滤网潜在的腐蚀风险。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统、方法及腐蚀风险评价方法，至少可以实现对鼓形滤网阴极保护的保护效果智能化监测，从而便于及时发现鼓形滤网潜在的腐蚀风险。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统，包括：服务器及至少一个安装于鼓形滤网上的监测模块，所述监测模块包括：电位采集器、阴极保护试片及参比电极，所述阴极保护试片与参比电极分别与电位采集器的第一端子电连接，所述电位采集器的第二端子用于电连接于所述核电鼓形滤网上；所述参比电极，用于提供电位测量参照比较电极；所述阴极保护试片，用于采集鼓形滤网监测点位消除IR降的断电电位；所述电位采集器，至少用于控制鼓形滤网与阴极保护试片之间电路通断，并从阴极保护试片及参比电极处采集数据，以及发送所述数据至服务器；所述数据包含：鼓形滤网监测点的断电电位；所述服务器，用于根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较，确定所述鼓形滤网的阴极保护效果。
可选地，所述监测模块，还包括：自腐蚀电位试片，所述自腐蚀电位试片，用于采集所述鼓形滤网监测点位在没有外加电流时的自腐蚀电位；所述电位采集器，还用于采集所述鼓形滤网监测点位的自腐蚀电位；所述服务器，还用于在根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较之后，若所述断电电位在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则确定所述鼓形滤网的阴极保护效果有效；若所述断电电位不在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果。
可选地，所述根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果包括：将所述自腐蚀电位与所述断电电位求差运算；根据求差运算得到的结果与预设阴极保护有效性电位阈值进行比较；若所述求差运算得到的结果大于所述预设阴极保护有效性电位阈值，则判断所述鼓形滤网的阴极保护效果有效。
可选地，所述阴极保护试片，还用于采集鼓形滤网监测点位的直流电流；所述电位采集器，还用于从所述阴极保护试片处获取所述鼓形滤网监测点位的直流电流，并发送至服务器；所述直流电流表征流过监测点位的电流大小及方向；所述服务器，还用于根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向。
可选地，所述服务器，还用于根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向包括：若所述服务器确定电流方向为通过阴极保护试片流向鼓形滤网，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险等级低；若所述服务器确定电流方向为通过阴极保护试片流向海水，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险等级高，并根据所述电流大小确定所述鼓形滤网受腐蚀速度。
可选地，所述监测模块，还包括：交流电流试片，所述交流电流试片与所述电位采集器的第一端子电连接，所述交流电流试片，用于采集流经所述鼓形滤网监测点位的交流电流，并发送至所述电位采集器；所述电位采集器，还用于将所述交流电流发送至服务器；所述服务器，还用于根据所述交流电流计算对应的交流电流密度，并根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度。
可选地，所述服务器，还用于根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度包括：所述服务器将所述交流电流密度与预设交流电流密度阈值进行比较；根据比较结果确定所述交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度。
可选地，所述监测模块密封于防水外壳中，所述防水外壳上设有从监测模块的电位采集器的第二端子引出的接线端子，所述接线端子用于电连接所述鼓形滤网。
可选地，所述监测系统还包括：中转通讯模块，所述中转通讯模块电连接于所述监测模块与服务器之间，用于中转检测模块与服务器之间接收或发送的数据。
可选地，所述监测模块设有多个，其中，在所述鼓形滤网的主辐条上、靠外侧的位置上每隔60°布置一个监测模块，在所述鼓形滤网上、位于主辐条交汇的中间支撑横梁处每隔120°布置一个监测模块。
可选地，所述监测模块的各组成试片的材质与鼓形滤网上监测点位的材质相同。
可选地，所述参比电极布设于所述阴极保护试片和自腐蚀电位试片之间，且与阴极保护试片和自腐蚀电位试片的间距均不大于0.1m。
第二方面，本发明还实施例提供一种核电鼓形滤网阴极保护与干扰评价方法，所述核电鼓形滤网上安装有第一方面任一所述的监测系统，且所述核电鼓形滤网位于水中；所述方法包括步骤：在启动所述核电鼓形滤网的阴极保护电源之后，所述监测模块的阴极保护试片开始极化，通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接状态；根据预设通断周期断开所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接，采集鼓形滤网监测点位消除IR降的断电电位；根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较，确定所述鼓形滤网的阴极保护效果。
可选地，在根据预设通断周期断开所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接之后，所述方法还包括：采集所述鼓形滤网监测点位在没有外加电流时的自腐蚀电位；在根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较之后，若所述断电电位在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则确定所述鼓形滤网的阴极保护效果有效；若所述断电电位不在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果。
可选地，所述根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果包括：将所述自腐蚀电位与所述断电电位求差运算；根据求差运算得到的结果与预设阴极保护有效性电位阈值进行比较；若所述求差运算得到的结果大于所述预设阴极保护有效性电位阈值，则判断所述鼓形滤网的阴极保护效果有效。
可选地，在通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接状态时，所述方法还包括：采集鼓形滤网监测点位的直流电流；所述直流电流可表征流过监测点的电流大小及方向；根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向。
可选地，根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向包括：若电流方向为通过阴极保护试片流向鼓形滤网，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险低；若电流方向为通过阴极保护试片流向海水，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险高，并根据所述电流大小确定所述鼓形滤网受腐蚀速度。
可选地，在根据预设通断周期断开所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接之后，所述方法还包括：采集流经所述鼓形滤网监测点位的交流电流；根据所述交流电流及交流电流试片裸露部分的表面积计算出对应的交流电流密度；根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度。
可选地，所述根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度包括：将所述交流电流密度与预设交流电流密度阈值进行比较；根据比较结果确定所述交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度。
可选地，在通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接状态时，所述方法还包括；采集鼓形滤网监测点位的通电电位及交流电流。
可选地，在确定出所述鼓形滤网的阴极保护效果及腐蚀干扰程度之后，所述方法还包括：根据所述鼓形滤网的阴极保护效果及腐蚀干扰程度确定是否触发预警提示和/或对应的鼓形滤网防护策略。
本发明实施例提供的核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统及评价方法，包括：服务器及至少一个安装于鼓形滤网上的监测模块，所述监测模块包括电位采集器、阴极保护试片及参比电极，所述阴极保护试片与参比电极分别与电位采集器的第一端子电连接，所述电位采集器的第二端子用于电连接于所述核电鼓形滤网上；所述参比电极，用于提供电位测量参照比较电极；所述阴极保护试片，用于采集鼓形滤网监测点位消除IR降的断电电位；所述电位采集器，至少用于控制鼓形滤网与阴极保护试片之间电路通断，并从阴极保护试片及参比电极处采集数据，以及发送所述数据至服务器；所述数据包含：鼓形滤网监测点的断电电位；所述服务器，用于根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较，确定所述鼓形滤网的阴极保护效果。由此，本发明至少可以实现对鼓形滤网阴极保护的保护效果智能化监测，从而便于及时发现鼓形滤网潜在的腐蚀风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一实施例核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统组成结构示意图；
图2为本发明中一实施例监测模块在核电鼓形滤网上布置示意图；
图3为本发明一实施例监测模块示意图；
图4为本发明一实施例核电鼓形滤网阴极保护与干扰评价方法。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供的核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统，主要适用于核电鼓形滤网阴极保护效果及腐蚀风险监测与评价场景中，不仅可实现对核电鼓形滤网阴极保护系统保护效果有效性的智能监测，还可评价核电鼓形滤网腐蚀风险，为核电鼓形滤网的防护提供数据支持，以更好地保障核电鼓形滤网的可靠运行。
图1为本发明一实施例核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统组成结构示意图；请参看图1所示，在一些实施例中，所述监测系统包括：服务器3及至少一个安装于鼓形滤网4上的监测模块1，所述监测模块1包括：电位采集器、阴极保护试片11及参比电极12，所述阴极保护试片11与参比电极12分别与电位采集器的第一端子电连接，所述电位采集器的第二端子用于电连接于所述核电鼓形滤网4上；所述参比电极12，用于提供电位测量参照比较电极；所述阴极保护试片11，用于采集鼓形滤网4监测点位消除IR降的断电电位；所述电位采集器具有数据采集、存储及传输单元、通断控制单元和短距离通讯单元，所有单元集成于一体并安装在防水外壳内形成所述监控模块，所述电位采集器至少用于控制鼓形滤网4与阴极保护试片11之间电路通断，并从阴极保护试片11及参比电极12处采集数据，以及发送所述数据至服务器3；所述数据包含：鼓形滤网4监测点的所述断电电位；该断电电位即为前述的消除IR降的断电电位。其中，IR降就是由于I(测量回路中的电流，包括但不限于阴极保护电流)和R(介质电阻)所引起的电压差。
所述服务器3，用于根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较，确定所述鼓形滤网4的阴极保护效果。
在一些实施例中，所述阴极保护有效性断电电位标准值为一个范围值，根据阴极保护试片11的材质不同及参比电极12的材料不同，阴极保护有效性断电电位标准值有所不同。例如，对于碳钢材质的阴极保护试片11，银/氯化银参比电极12而言，判断其阴极保护有效性的断电电位标准值为-0.80V～-1.05V；而对于不锈钢材质的阴极保护试片11，判断其阴极保护有效性的断电电位标准值为-0.50V～-1.05V等。
在一些技术方案中，也可以基于采集的通电电位确定阴极保护效果有效性。然而，通电电位一般是通过与固定在鼓形滤网4混凝土腔室墙壁上的参比电极12配合测试得到，该参比电极12固定位置与鼓形滤网4表面具有一定的距离，而且由于鼓形滤网4运行时一半的面积在海水中，同时都在不停地的转动，参比电极12相对鼓形滤网4位置不固定，得到的通电电位误差较大，用其作为确定阴极保护效果有效性的依据，不具有代表性，准确性较低。
而在本实施例的前述方案中，监测模块1则整体直接设置于鼓形滤网4上，其与鼓形滤网4相对静止，鼓形滤网4即使在运动，监测模块1中的参比电极12等相对于鼓形滤网4的位置不变，而且采集的是消除IR降的断电电位，并以该断电电位为阴极保护有效性评价依据，可以较为准确定地评价确定出所述鼓形滤网4阴极保护效果的有效性。
所述消除IR降的方法主要有瞬间断电法及试片断电法，因此，采集阴极保护试片11在断电时的断电电位已消除IR降。
进一步地，所述阴极保护试片11根据鼓形滤网4监测点位的材质不同而相应调整，例如，鼓形滤网4监测点位的材质为不锈钢材质，则对应阴极保护试片11可以为不锈钢材质。鼓形滤网4监测点位的材质为碳钢材质，则对应阴极保护试片11可以为碳钢材质。
在前述基于通电电位监测阴极保护效果的方案中，至少还存在一个问题：在监测时，未针对鼓形滤网4的材质作出区别对待，致使监测到的视为阴极保护电位的通电电位为不锈钢和碳钢的混合电位，同时含有IR降，导致数据缺乏准确性。
而本实施例中，不仅采集的是消除IR降的断电电位，还分别针对鼓形滤网4不同材质，设置对应材质的阴极保护试片11，并设定不同的阴极保护有效性断电电位标准值，进而可以针对性地对于不同材质监测点位进行准确监测，数据准确性较高。
请参看图3所示，所述监测模块1，还包括：自腐蚀电位试片13，所述自腐蚀电位试片13，用于采集所述鼓形滤网4监测点位在没有外加电流时的自腐蚀电位；所述电位采集器，还用于采集所述鼓形滤网4监测点位的自腐蚀电位；自腐蚀电位试片13不与鼓形滤网4的任何结构电连接，处于自然腐蚀状态，视为监测位置的自腐蚀电位；所述服务器3，还用于在根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较之后，若所述断电电位在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则确定所述鼓形滤网4的阴极保护效果有效；若所述断电电位不在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果。
本实施例中，根据监测模块1采集到的断电电位以及自腐蚀电位，并在断点电位不在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内时，依据自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果，可以提高阴极保护效果评价的准确性。
示例性地，以前述举例的碳钢阴极保护试片与不锈钢阴极保护试片为例，对本实施例方案说明如下：先单独以采集的断电电位作为评价依据，①碳钢阴极保护试片的断电电位达到-0.80V～-1.05V(相对于银/氯化银参比电极，下同)，不锈钢阴极保护试片的断电电位应达到-0.50V～-1.05V；则表明鼓形滤网阴极保护效果较好。②如果断电电位无法满足①，则可根据自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果。
具体的，所述根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果包括：将所述自腐蚀电位与所述断电电位求差运算；根据求差运算得到的结果与预设阴极保护有效性电位阈值进行比较；若所述求差运算得到的结果大于所述预设阴极保护有效性电位阈值，则判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果有效。
仍以前述示例继续说明该方案，在②中，如果断电电位无法满足①，则判断自腐蚀电位与断电电位的差值是否大于预设阴极保护有效性电位阈值，例如，该阈值为100mV，进行进一步综合判断。
优先选择准则①进行判断，满足则说明阴极保护有效；如不满足再采用准则②进一步判断，如满足则阴极保护有效，反之，则阴极保护效果欠佳。
在一些实施例中，所述阴极保护试片11，还用于采集鼓形滤网4监测点位的直流电流；所述电位采集器，还用于从所述阴极保护试片11处获取所述鼓形滤网4监测点位的直流电流，并发送至服务器3；所述直流电流表征流过监测点位的电流大小及方向；所述服务器3，还用于根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网4的受腐蚀倾向。
本实施例中，通过判断流经阴极保护试片11的直流电流方向和大小来判断鼓形滤网4受腐蚀风险，可以全面地评价核电鼓形滤网4阴极保护效果有效性及受腐蚀风险，为核电鼓形滤网4的防护提供数据支持。
具体的，所述服务器3，还用于根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网4的受腐蚀倾向包括：若所述服务器3确定电流方向为通过阴极保护试片11流向鼓形滤网4，则判断所述鼓形滤网4受腐蚀风险等级低；若所述服务器3确定电流方向为通过阴极保护试片11流向海水，则判断所述鼓形滤网4受腐蚀风险等级高，并根据所述电流大小确定所述鼓形滤网4受腐蚀速度。
本实施例中，当电流方向为通过试片流向鼓形滤网4，腐蚀风险低；当电流方向为通过试片流向海水，腐蚀风险高，且直流电流值越大，单位时间腐蚀量越大。
核电鼓形滤网4在水中也会收到交流杂散电流的腐蚀干扰，为了评价交流杂散电流腐蚀干扰风险，请参看图3所示，在一些实施例中，所述监测模块1，还包括：交流电流试片14，所述交流电流试片14与所述电位采集器的第一端子电连接，所述交流电流试片14，用于采集流经所述鼓形滤网4监测点位的交流电流，并发送至所述电位采集器；所述电位采集器，还用于将所述交流电流发送至服务器3；所述服务器3，还用于根据所述交流电流计算对应的交流电流密度，并根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网4的腐蚀干扰程度。
具体的，所述服务器3，还用于根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网4的腐蚀干扰程度包括：所述服务器3将所述交流电流密度与预设交流电流密度阈值进行比较；根据比较结果确定所述交流杂散电流对所述鼓形滤网4的腐蚀干扰程度。
其中，预设交流电流密度阈值可以根据交流腐蚀干扰程度设置多个。作为本实施例中的一个示例，如下表1所示：
| 交流干扰程度 | 弱 | 中 | 强 |
| 交流电流密度(A/m2) | <30 | 30～100 | >100 |
表1
通过交流电流密度评价交流杂散电流腐蚀干扰风险可以为：当交流电流密度＞100A/m2时，交流腐蚀干扰程度判定为“强”，应采取交流腐蚀干扰防护措施；当30A/m2≤交流电流密度≤100A/m2时，交流腐蚀干扰程度判定为“中”，宜采取交流腐蚀干扰防护措施；当交流电流密度＜30A/m2时，交流腐蚀干扰程度判定为“弱”，可不采取交流腐蚀干扰防护措施。
为了避免监测模块1中的电子元件进水，在一些实施例中，所述监测模块1密封于防水外壳中，所述防水外壳上设有从监测模块1的电位采集器的第二端子引出的接线端子，所述接线端子用于电连接所述鼓形滤网4。
请参看图1所示，在一些实施例中，所述监测系统还包括：中转通讯模块，所述中转通讯模块电连接于所述监测模块1与服务器3之间，用于中转检测模块与服务器3之间接收或发送的数据。
其中，电位采集器将采集到的参数进行存储保存，具备通讯条件时电位采集器中的短距离通讯单元将数据打包传输给中转通讯模块，中转通讯模块将数据传输给服务器3单元；服务器3单元对数据进行存储、处理和展示。
在一些实施例中，所述监测模块1的各组成试片的材质与鼓形滤网4上监测点位的材质相同。例如，阴极保护试片11，自腐蚀电位试片13，交流电流试片14，可采用与鼓形滤网4同材质的不锈钢或者碳钢，当用于监测、评价不锈钢部分的阴极保护及干扰情况时选用不锈钢进行制作；同理，当用于监测、评价碳钢部分的阴极保护及干扰情况时选用碳钢进行制作，具体这样做的优点可参见前文描述，就不再赘述。
所述监测模块1设有多个，其中，在所述鼓形滤网4的主辐条上、靠外侧的位置上每隔60°布置一个监测模块1，在所述鼓形滤网4上、位于主辐条交汇的中间支撑横梁处每隔120°布置一个监测模块1。具体的，监测模块1通过夹具固定在鼓形滤网4主辐条和支撑梁上，中转通讯模块布置在鼓网上方的鼓网间内，每列鼓形滤网4配备一台中转通讯模块，实现监测模块1与中转通讯模块，中转通讯模块与服务器3之间的通讯连接。
其中，阴极保护试片11、自腐蚀电位试片13与交流电流试片14在布置时，为模拟核电鼓形滤网4在海水中腐蚀的情形，其需要有部分结构裸露在水面，具体的裸露面积根据鼓形滤网4防护涂层质量和破损点的大小进行合理选取。阴极保护试片11、自腐蚀电位试片13裸露面积宜在6.5～100cm2范围内，涂层质量越差、破损点尺寸越大，对应的试片裸露面积相应设置大点。
在一些实施例中，所述交流电流试片14裸露面积为1cm2，裸露部位为圆面，与阴极保护试片11、自腐蚀试片之间的间距均大于0.1m。
所述参比电极12选用银/氯化银参比电极，优选的，所述参比电极12布设于所述阴极保护试片11和自腐蚀电位试片13之间，且与阴极保护试片11和自腐蚀电位试片13的间距均不大于0.1m。
基于与前述实施例提供的核电鼓形滤网4阴极保护与干扰监测系统相同或相应的技术构思，本发明还实施例提供核电鼓形滤网4阴极保护与干扰评价方法，所述核电鼓形滤网4上安装有前述任一实施例所述的监测系统，且所述核电鼓形滤网4位于水中；请参看图2所示，本实施例中，在鼓形滤网4在外侧每隔60°布置一个监测模块1，试片材质为不锈钢和碳钢的监测模块1各3个，同试片同材质的监测模块1间隔120°；主辐条中间支撑横梁处每隔120°布置一个监测模块1，试片材质全部为碳钢。
请参看图4所示，所述方法包括步骤：
S10、在启动所述核电鼓形滤网4的阴极保护电源之后，所述监测模块1的阴极保护试片11开始极化，通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片11与鼓形滤网4的电路连接状态；
S20、根据预设通断周期断开所述阴极保护试片11与鼓形滤网4的电路连接，采集鼓形滤网4监测点位消除IR降的断电电位；
S30、根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较，确定所述鼓形滤网4的阴极保护效果。
请参看图2所示，为保证全面监测及评价鼓形滤网4的阴极保护及腐蚀干扰状况，在本发明的一个实施例中，监测系统在布设时，在鼓形滤网4在外侧每隔60°布置一个监测模块1，试片材质为不锈钢和碳钢的监测模块1各3个，同试片同材质的监测模块1间隔120°；主辐条中间支撑横梁处每隔120°布置一个监测模块1，试片材质全部为碳钢。
所述预设通断周期为通电4s、断电1s。
在根据预设通断周期断开所述阴极保护试片11与鼓形滤网4的电路连接之后，所述方法还包括：采集所述鼓形滤网4监测点位在没有外加电流时的自腐蚀电位；
在根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较之后，若所述断电电位在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则确定所述鼓形滤网4的阴极保护效果有效；若所述断电电位不在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果。
在又一些实施例中，所述根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果包括：将所述自腐蚀电位与所述断电电位求差运算；根据求差运算得到的结果与预设阴极保护有效性电位阈值进行比较；若所述求差运算得到的结果大于所述预设阴极保护有效性电位阈值，则判断所述鼓形滤网4的阴极保护效果有效。
在一些实施例中，在通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片11与鼓形滤网4的电路连接状态时，所述方法还包括：采集鼓形滤网4监测点位的直流电流；所述直流电流可表征流过监测点的电流大小及方向；
根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网4的受腐蚀倾向。
在一些实施例中，根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网4的受腐蚀倾向包括：若电流方向为通过阴极保护试片11流向鼓形滤网4，则判断所述鼓形滤网4受腐蚀风险低；
若电流方向为通过阴极保护试片11流向海水，则判断所述鼓形滤网4受腐蚀风险高，并根据所述电流大小确定所述鼓形滤网4受腐蚀速度。
在一些实施例中，在根据预设通断周期断开所述阴极保护试片11与鼓形滤网4的电路连接之后，所述方法还包括：采集流经所述鼓形滤网4监测点位的交流电流；根据所述交流电流及交流电流试片14裸露部分的表面积计算出对应的交流电流密度；根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网4的腐蚀干扰程度。
在一些实施例中，所述根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网4的腐蚀干扰程度包括：将所述交流电流密度与预设交流电流密度阈值进行比较；根据比较结果确定所述交流杂散电流对所述鼓形滤网4的腐蚀干扰程度。
在一些实施例中，在通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片11与鼓形滤网4的电路连接状态时，所述方法还包括；采集鼓形滤网4监测点位的通电电位及交流电流。
在一些实施例中，在确定出所述鼓形滤网4的阴极保护效果及腐蚀干扰程度之后，所述方法还包括：根据所述鼓形滤网4的阴极保护效果及腐蚀干扰程度确定是否触发预警提示和/或对应的鼓形滤网4防护策略。
请参看图1所示，为了帮助整体理解上述各实施例提供的评价方法，现结合一具体示例予以说明核电鼓形滤网4阴极保护效果监测及腐干扰评价过程：
S100、在鼓形滤网4上布置监测模块1，监测模块1通过夹具固定在鼓形滤网4主辐条和支撑梁上，中转通讯模块2布置在鼓网上方的鼓网间内，每列鼓网配备一台中转通讯模块2，实现监测模块1与中转通讯模块2，中转通讯模块2与服务器3之间的通讯连接；
S110、安装完成并将鼓形滤网4处于海水中，启动阴极保护电源，监测模块1的阴极保护试片11开始极化，此时内部电位采集器保持阴极保护试片11、交流电流试片14与鼓形滤网4的电连接，并采集通电电位、直流电流和交流电流值，随后以设定的通断周期开始断开阴极保护试片11与鼓形滤网4的电连接，并在设定的断电延迟时间后开始采集断电电位，断电延迟时间例如为150～300ms；断电周期内同时采集自腐蚀电位和交流电流值。
S120、上述步骤S110采集的相关数据，传输到服务器3中，根据各监测模块1采集到的断电电位及自腐蚀电位，依据鼓形滤网4阴极保护对保护电位的标准进行阴极保护有效性的评价；以及根据交流电流计算得到的交流电流密度评价鼓形滤网4受到的交流杂散电流情况；根据直流电流的大小和方向评价鼓形滤网4遭受腐蚀的倾向性。实现对鼓形滤网4阴极保护及腐蚀干扰进行监测及评价，并给出评价结果，若存在腐蚀风险则触发报警机制，以提醒做出相关的防御策略。
根据上述公开可知，本发明实施例提供的监测系统具有结构稳定，便于安装，采集的数据类型丰富，监测及评价结果准确度高，及便于实现远程监控的优点，可实现核电鼓形滤网4阴极保护系统的智能化监测和管理，降低其腐蚀风险，减少维修成本，保障安全可靠运行。进一步地，所述风险评价方法具有综合全面、易于实现、科学合理及评价准确的优点。
综上，本发明实施例提供的核电鼓形滤网4阴极保护与干扰监测系统及评价方法，可以实现对鼓形滤网4阴极保护的保护效果智能化监测及评价，从而便于及时发现鼓形滤网4潜在的腐蚀风险。
可以理解的是，为说明书叙述尽可能在清楚公开的前提下，简洁明了。本发明不同实施例基本发明精神一致，叙述侧重点有所不同，方案及方案效果相互之间可以参照，部分相关内容就不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系的用语，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。诸如，第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种核电鼓形滤网阴极保护与干扰监测系统，其特征在于，用于对核电鼓形滤网阴极保护与干扰进行评价，包括：服务器及至少一个安装于鼓形滤网上的监测模块，所述监测模块包括：电位采集器、阴极保护试片及参比电极，所述阴极保护试片与参比电极分别与电位采集器的第一端子电连接，所述电位采集器的第二端子用于电连接于所述核电鼓形滤网上；
所述参比电极，用于提供电位测量参照比较电极；
所述阴极保护试片，用于采集鼓形滤网监测点位消除IR降的断电电位；
所述电位采集器，至少用于控制鼓形滤网与阴极保护试片之间电路通断，并从阴极保护试片及参比电极处采集数据，以及发送所述数据至服务器；所述数据包含：鼓形滤网监测点的断电电位；
所述服务器，用于根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较，确定所述鼓形滤网的阴极保护效果；
所述阴极保护试片，还用于采集鼓形滤网监测点位的直流电流；
所述电位采集器，还用于从所述阴极保护试片处获取所述鼓形滤网监测点位的直流电流，并发送至服务器；所述直流电流表征流过监测点位的电流大小及方向；
所述服务器，还用于根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向；
所述服务器，还用于根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向包括：
若所述服务器确定电流方向为通过阴极保护试片流向鼓形滤网，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险等级低；
若所述服务器确定电流方向为通过阴极保护试片流向海水，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险等级高，并根据所述电流大小确定所述鼓形滤网受腐蚀速度；
当电流方向为通过试片流向鼓形滤网，腐蚀风险低；当电流方向为通过试片流向海水，腐蚀风险高，且直流电流值越大，单位时间腐蚀量越大;
所述监测模块，还包括：交流电流试片，所述交流电流试片与所述电位采集器的第一端子电连接，所述交流电流试片，用于采集流经所述鼓形滤网监测点位的交流电流，并发送至所述电位采集器；
所述电位采集器，还用于将所述交流电流发送至服务器；
所述服务器，还用于根据所述交流电流计算对应的交流电流密度，并根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度；
所述服务器，还用于根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度包括：
所述服务器将所述交流电流密度与预设交流电流密度阈值进行比较；
根据比较结果确定所述交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度；
其中，预设交流电流密度阈值根据交流腐蚀干扰程度设置多个，当交流电流密度＞100A/m2时，交流腐蚀干扰程度判定为“强”，采取交流腐蚀干扰防护措施；当30A/m2≤交流电流密度≤100A/m2时，交流腐蚀干扰程度判定为“中”，采取交流腐蚀干扰防护措施；当交流电流密度＜30A/m2时，交流腐蚀干扰程度判定为“弱”，不采取交流腐蚀干扰防护措施；
所述监测模块的各组成试片的材质与鼓形滤网上监测点位的材质相同；
所述监测模块，还包括：自腐蚀电位试片，其中，阴极保护试片、自腐蚀电位试片与交流电流试片在布置时，以模拟核电鼓形滤网在海水中腐蚀的情形，所述阴极保护试片、自腐蚀电位试片裸露面积在6.5~100cm2范围内，所述交流电流试片裸露面积为1cm2，裸露部位为圆面，与阴极保护试片、自腐蚀试片之间的间距均大于0.1m；
所述自腐蚀电位试片，用于采集所述鼓形滤网监测点位在没有外加电流时的自腐蚀电位；
所述电位采集器，还用于采集所述鼓形滤网监测点位的所述自腐蚀电位；
所述服务器，还用于在根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较之后，若所述断电电位在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则确定所述鼓形滤网的阴极保护效果有效；
若所述断电电位不在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果；
所述根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果包括：
将所述自腐蚀电位与所述断电电位求差运算；
根据求差运算得到的结果与预设阴极保护有效性电位阈值进行比较；
若所述求差运算得到的结果大于所述预设阴极保护有效性电位阈值，则判断所述鼓形滤网的阴极保护效果有效。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测模块密封于防水外壳中，所述防水外壳上设有从监测模块的电位采集器的第二端子引出的接线端子，所述接线端子用于电连接所述鼓形滤网。
3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：中转通讯模块，所述中转通讯模块电连接于所述监测模块与服务器之间，用于中转监测模块与服务器之间接收或发送的数据。
4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测模块设有多个，其中，在所述鼓形滤网的主辐条上、靠外侧的位置上每隔60°布置一个监测模块，在所述鼓形滤网上、位于主辐条交汇的中间支撑横梁处每隔120°布置一个监测模块。
5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述参比电极布设于所述阴极保护试片和自腐蚀电位试片之间，且与阴极保护试片和自腐蚀电位试片的间距均不大于0.1m。
6.一种核电鼓形滤网阴极保护与干扰评价方法，其特征在于，所述核电鼓形滤网上安装有权利要求1至5任一所述的监测系统，且所述核电鼓形滤网位于水中；所述方法包括步骤：
在启动所述核电鼓形滤网的阴极保护电源之后，所述监测模块的阴极保护试片开始极化，通过电位采集器控制并保持所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接状态；
根据预设通断周期断开所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接，采集鼓形滤网监测点位消除IR降的断电电位；
根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较，确定所述鼓形滤网的阴极保护效果；
在根据预设通断周期断开所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接之后，所述方法还包括：
通过电位采集器采集所述鼓形滤网监测点位在没有外加电流时的自腐蚀电位；
在根据采集的所述断电电位与阴极保护有效性断电电位标准值进行比较之后，若所述断电电位在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则确定所述鼓形滤网的阴极保护效果有效；
若所述断电电位不在所述阴极保护有效性断电电位标准值的区间内，则根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果；
所述根据所述自腐蚀电位与断电电位综合判断所述鼓形滤网的阴极保护效果包括：
将所述自腐蚀电位与所述断电电位求差运算；
根据求差运算得到的结果与预设阴极保护有效性电位阈值进行比较；
若所述求差运算得到的结果大于所述预设阴极保护有效性电位阈值，则判断所述鼓形滤网的阴极保护效果有效；
在通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接状态时，所述方法还包括：采集鼓形滤网监测点位的直流电流；所述直流电流可表征流过监测点的电流大小及方向；
根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向；
根据所述直流电流表征的电流大小及方向判断所述鼓形滤网的受腐蚀倾向包括：
若电流方向为通过阴极保护试片流向鼓形滤网，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险低；
若电流方向为通过阴极保护试片流向海水，则判断所述鼓形滤网受腐蚀风险高，并根据所述电流大小确定所述鼓形滤网受腐蚀速度；
在根据预设通断周期断开所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接之后，所述方法还包括：采集流经所述鼓形滤网监测点位的交流电流；
根据所述交流电流及交流电流试片裸露部分的表面积计算出对应的交流电流密度；
根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度；
所述根据所述交流电流密度判断交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度包括：
将所述交流电流密度与预设交流电流密度阈值进行比较；
根据比较结果确定所述交流杂散电流对所述鼓形滤网的腐蚀干扰程度。
7.根据权利要求6所述的评价方法，其特征在于，在通过所述电位采集器控制并保持所述阴极保护试片与鼓形滤网的电路连接状态时，所述方法还包括；采集鼓形滤网监测点位的通电电位及交流电流。
8.根据权利要求6所述的评价方法，其特征在于，在确定出所述鼓形滤网的阴极保护效果及腐蚀干扰程度之后，所述方法还包括：根据所述鼓形滤网的阴极保护效果及腐蚀干扰程度确定是否触发预警提示和/或对应的鼓形滤网防护策略。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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