CN117711649A - 传热管堵管判断方法及其判断系统和计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传热管堵管判断方法及其判断系统和计算机存储介质，所述判断方法步骤包括：S1.判断所述传热管的缺陷类型是否属于均匀腐蚀、微振磨损、异物磨损其中之一，若属于则进行涡流探伤，获得缺陷深度以及缺陷长度；S2.根据所述缺陷类型、所述缺陷深度以及所述缺陷长度确定推定尺寸；S3.根据所述缺陷类型、所述推定尺寸确定概率爆破压力S4.将所述概率爆破压力与预设的堵管限值相比较，若所述概率爆破压力大于所述堵管限值，则不作处理，否则进行堵管。本发明所构造的判断方法，可以解决现有技术中堵管准则过于保守的问题，兼顾安全的同时提高经济适用性。
Description
技术领域
本发明涉及核电领域，尤其是涉及一种传热管堵管判断方法及其判断系统和计算机存储介质。
背景技术
蒸汽发生器是核电厂压水堆动力装置的关键设备之一，一回路的冷却剂与二回路的水通过蒸汽发生器传热管进行热量交换，蒸发器传热管一旦发生破裂，则二回路就会被具有放射性的一回路水所污染，从而导致紧急停堆及安注投入。蒸汽发生器传热管破裂事故是压水堆核电厂设计中第四类工况—极限事故之一，发生概率较高，危害较严重。
为防止蒸发器传热管破裂，工程上在检修时需要根据堵管准则判断含缺陷传热管的结构完整性，对不满足使用要求的传热管进行堵管。蒸汽发生器传热管十分昂贵，且堵管后必然造成传热面积的减小，当总传热面减小到一定程度后，蒸发器不能完成工艺要求就要报废，且其报废后的处理也需要投入大量资金，因此，对于堵管决定，需要慎之又慎，堵管的原则就是要兼顾安全与经济两个因素，达到两者的协调统一，不盲目堵管，还要保证其安全运行，这就要求制定合理的堵管准则。
目前，核电厂普遍采用“40％堵管准则”，即认为：当蒸发器传热管上预计会出现超过壁厚深度40％的缺陷时，需要对传热管进行堵管。而“40％堵管准则”是基于Inconel600合金传热管的无限长均匀腐蚀缺陷获得的，理论研究和工程经验均表明，该准则对于以Inconel690合金传热管为主的蒸发器而言过于保守，会导致蒸汽发生器过度不合理堵管而降低运行效率，甚至提前报废。此外，过于保守的堵管策略也给核电厂检修效率带来了较大压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种改进的传热管堵管判断方法及其判断系统和计算机存储介质。
本发明采用如下技术方案：
构造一种传热管堵管判断方法，包括：
S1.判断所述传热管的缺陷类型是否属于均匀腐蚀、微振磨损、异物磨损其中之一，若属于则进行涡流探伤，获得缺陷深度以及缺陷长度；
S2.根据所述缺陷类型、所述缺陷深度以及所述缺陷长度确定推定尺寸；
S3.根据所述缺陷类型、所述推定尺寸确定概率爆破压力；
S4.将所述概率爆破压力与预设的堵管限值相比较，若所述概率爆破压力大于所述堵管限值，则不作处理，否则进行堵管。
在一些实施例中，所述S3包括：
S3.1根据所述缺陷类型、所述推定尺寸确定爆破压力；
S3.2根据所述爆破压力确定概率爆破压力。
在一些实施例中，还包括S0：确定所述传热管的外径以及壁厚；
所述S3.1包括：根据所述外径、所述壁厚、所述缺陷类型、所述推定尺寸确定爆破压力。
在一些实施例中，在所述S2中：
若所述缺陷类型为均匀腐蚀，则根据公式1计算所述缺陷深度推定尺寸，根据公式2计算所述缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝0.8189αNDE+5.97+3.92Z1； 公式1
Ltrue＝1.2LNDE； 公式2
若所述缺陷类型为微振磨损，则根据公式3计算所述缺陷深度推定尺寸，根据公式4计算所述缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝1.09αNDE-2.24+2.97Z1； 公式3
Ltrue＝1.2LNDE； 公式4
若所述缺陷类型为异物磨损，则根据公式5计算所述缺陷深度推定尺寸，根据公式6计算所述缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝0.7415αNDE+14.1+7.0Z1； 公式5
Ltrue＝1.2LNDE。 公式6
其中，αtrue为缺陷深度推定尺寸，αNDE为缺陷深度，Z1为无损检测深度误差，Ltrue为缺陷长度推定尺寸，LNDE为缺陷长度。
在一些实施例中，在所述S3.1中，
若所述缺陷类型为均匀腐蚀，则根据公式7计算所述爆破压力：
若所述缺陷类型为微振磨损，则根据公式8计算所述爆破压力：
若所述缺陷类型为异物磨损，则根据公式9计算所述爆破压力：
其中，Pb为爆破压力，Z2为材料力学性能误差，Z3为预测模型误差，αtrue为缺陷深度推定尺寸，Ltrue为缺陷长度推定尺寸，D为传热管外径、t为传热管壁厚。
在一些实施例中，所述S3.1包括：在所述无损检测深度误差、所述材料力学性能误差以及所述预测模型误差其中至少一个等于0，其余不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算所述爆破压力。
在一些实施例中，所述S3.1包括：在所述无损检测深度误差、所述材料力学性能误差以及所述预测模型误差均等于0时，根据公式7或公式8或公式9计算第一爆破压力；
在所述材料力学性能误差以及所述预测模型误差均等于0，所述无损检测深度误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第二爆破压力；
在所述无损检测深度误差以及所述预测模型误差均等于0，所述材料力学性能误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第三爆破压力；
在所述无损检测深度误差以及所述材料力学性能误差均等于0，所述预测模型误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第四爆破压力；
所述S3.2包括：根据所述第一爆破压力、所述第二爆破压力、所述第三爆破压力以及所述第四爆破压力确定概率爆破压力。
在一些实施例中，在所述S3.2中，根据公式10计算所述概率爆破压力：
其中，P为概率爆破压力，Pb0为第一爆破压力；Pb1为第二爆破压力，Pb2为第三爆破压力，Pb3为第四爆破压力。
本发明构造了一种传热管堵管判断系统，包括处理器及存储有计算机程序的存储器，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的传热管堵管判断方法的步骤。
本发明还构造了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一项所述的传热管堵管判断方法的步骤。
本发明具有如下优点：
本发明所构造的计算方法，针对性的针对传热管进行概率爆破压力计算，并根据概率爆破压力判断是否需要堵管，可以解决现有技术中堵管准则过于保守的问题，提高传热管的使用率，兼顾安全的同时提高经济适用性。
具体实施方式
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”等仅是为了便于描述本技术方案，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本实施例提供了一种热传管堵管判断方法，该方法包括：
步骤S1.判断所述传热管的缺陷类型是否属于均匀腐蚀、微振磨损、异物磨损其中之一，若属于则进行涡流探伤，获得缺陷深度以及缺陷长度；
步骤S2.根据所述缺陷类型、所述缺陷深度以及所述缺陷长度确定推定尺寸；
步骤S3.根据所述缺陷类型、所述推定尺寸确定概率爆破压力；
步骤S4.将所述概率爆破压力与预设的堵管限值相比较，若所述概率爆破压力大于所述堵管限值，则不作处理，否则进行堵管。
通过上述方法，可以在检测到传热管的缺陷后，通过缺陷类型的判断以及缺陷尺寸的探测，进而确定该传热管的概率爆破压力，并根据该概率爆破压力判断是否需要进行堵管。这种方法可以更加准确的靠近堵管的限值，相较于“40％堵管准则”来说，可以提高传热管的使用寿命，在保证安全的同时降低经济成本。
需要理解的是，在上述步骤中，对于传热管的缺陷类型的判断需要根据工程经验进行判断：当传热管的缺陷类型属于均匀腐蚀时，传热管周向上会产生均匀的腐蚀痕迹；当传热管的缺陷类型属于微振磨损时，磨损痕迹较为规律且一般为传热管与其他物体相互接触所产生的磨损；当传热管的缺陷类型属于异物磨损时，磨损痕迹呈不规则状且可通过相应仪器进行检查判定。
若该传热管的缺陷属于上述三种缺陷类型，则适用于本方法，否则不适用。
其中，缺陷深度为该缺陷在传热管壁厚方向上的尺寸所占该传热管壁厚的百分比，缺陷长度为该缺陷在传热管轴向上的长度尺寸。相应地，该推定尺寸包括缺陷深度推定尺寸以及缺陷长度推定尺寸。
在一些实施例中，该传热管堵管判断方法还包括步骤S0；确定所述传热管的外径以及壁厚；
在一些实施例中，该步骤S3包括：
步骤S3.1根据所述外径、所述壁厚、所述缺陷类型、所述推定尺寸确定爆破压力；
步骤S3.2根据所述爆破压力确定概率爆破压力。
为了更好的理解上述操作事件的执行方法，以下结合优选实施例进行详细说明：
下面将以外径为19.05mm，壁厚为1.09mm，材料为Incone1690合金的传热管为例，进行进一步说明：
在一些实施例中，在步骤S2过程中，当该传热管的缺陷尺寸为均匀腐蚀时，则根据公式1计算缺陷深度推定尺寸，根据公式2计算缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝0.8189αNDE+5.97+3.92Z1； 公式1
Ltrue＝1.2LNDE； 公式2
若缺陷类型为微振磨损，则根据公式3计算缺陷深度推定尺寸，根据公式4计算缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝1.09αNDE-2.24+2.97Z1； 公式3
Ltrue＝1.2LNDE； 公式4
若缺陷类型为异物磨损，则根据公式5计算缺陷深度推定尺寸，根据公式6计算缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝0.7415αNDE+14.1+7.0Z1； 公式5
Ltrue＝1.2LNDE。 公式6
其中，αtrue为缺陷深度推定尺寸，αNDE为缺陷深度，Z1为无损检测深度误差，Ltrue为缺陷长度推定尺寸，LNDE为缺陷长度。
在一些实施例中，在步骤S3.1中，若缺陷类型为均匀腐蚀，则根据公式7计算爆破压力：
若缺陷类型为微振磨损，则根据公式8计算爆破压力：
若缺陷类型为异物磨损，则根据公式9计算爆破压力：
其中，Pb为爆破压力，Z2为材料力学性能误差，Z3为预测模型误差，αtrue为缺陷深度推定尺寸，Ltrue为缺陷长度推定尺寸，D为传热管外径、t为传热管壁厚。
在一些实施例中，步骤S3.1还包括：在无损检测深度误差、材料力学性能误差以及预测模型误差其中至少一个等于0，其余不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算爆破压力。
具体地，在无损检测深度误差、材料力学性能误差以及预测模型误差均等于0时，根据公式7或公式8或公式9计算第一爆破压力；
在材料力学性能误差以及预测模型误差均等于0，无损检测深度误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第二爆破压力；
在无损检测深度误差以及预测模型误差均等于0，材料力学性能误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第三爆破压力；
在无损检测深度误差以及材料力学性能误差均等于0，预测模型误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第四爆破压力；
步骤S3.2包括：根据第一爆破压力、第二爆破压力、第三爆破压力以及第四爆破压力确定概率爆破压力。
需要理解的是，上述公式1至公式9的使用，需要根据步骤S1中所确定的缺陷类型进行选择：若该Inconel690合金传热管的缺陷类型为均匀腐蚀，则在步骤S2中选择公式1和公式2对缺陷深度推定尺寸以及缺陷长度推定尺寸进行确定，再进行步骤S3.1选择公式7进行爆破压力的计算。若该Inconel690合金传热管的缺陷类型为微振磨损，则在步骤S2中选择公式3和公式4对缺陷深度推定尺寸以及缺陷长度推定尺寸进行确定，再进行步骤S3.1选择公式8进行爆破压力的计算。若该Inconel690合金传热管的缺陷类型为异物磨损，则在步骤S2中选择公式5和公式6对缺陷深度推定尺寸以及缺陷长度推定尺寸进行确定，再进行步骤S3.1选择公式9进行爆破压力的计算。
在一些实施例中，上述无损检测深度误差、材料力学性能误差以及预测模型误差，均服从正态分布。
在一些实施例中，当上述无损检测深度误差或材料力学性能误差或预测模型误差不为0时，优选1.645进行赋值。
在一些实施例中，在步骤S3.2中，根据公式10计算概率爆破压力：
其中，P为概率爆破压力，Pb0为第一爆破压力；Pb1为第二爆破压力，Pb2为第三爆破压力，Pb3为第四爆破压力。
在一些实施例中，在步骤S4中，该堵管限值取值为25.83MPa。
需要理解的是，上述公式中常数的选择，以及无损检测深度误差、材料力学性能误差以及预测模型误差的赋值，需根据传热管的外径、壁厚、材料进行相应的调整。
在其他实施例中，本发明还提供了一种判断系统，包括处理器及存储有计算机程序的存储器，该处理器用于在执行所述计算机程序时实现上述的传热管堵管判断方法的步骤。
在其他实施例中，本发明还提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，计算机程序用于在被处理器执行时实现上述的传热管堵管判断方法的步骤。
本发明的实施例可以充分地提高传热管的使用寿命，相较于“40％堵管准则”来说更加精确的判断是否需要堵管，既能够保证设备的安全运行，避免运行效率较低甚至提前报废，又可以减轻运行的经济压力，同时避免过于保守的堵管策略给核电站检修工作带来的效率低下的问题。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的对象在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种传热管堵管判断方法，其特征在于，包括：
S1.判断所述传热管的缺陷类型是否属于均匀腐蚀、微振磨损、异物磨损其中之一，若属于则进行涡流探伤，获得缺陷深度以及缺陷长度；
S2.根据所述缺陷类型、所述缺陷深度以及所述缺陷长度确定推定尺寸；
S3.根据所述缺陷类型、所述推定尺寸确定概率爆破压力；
S4.将所述概率爆破压力与预设的堵管限值相比较，若所述概率爆破压力大于所述堵管限值，则不作处理，否则进行堵管。
2.根据权利要求1所述的传热管堵管判断方法，其特征在于，所述S3包括：
S3.1根据所述缺陷类型、所述推定尺寸确定爆破压力；
S3.2根据所述爆破压力确定概率爆破压力。
3.根据权利要求2所述的传热管堵管判断方法，其特征在于，还包括S0：确定所述传热管的外径以及壁厚；
所述S3.1包括：根据所述外径、所述壁厚、所述缺陷类型、所述推定尺寸确定爆破压力。
4.根据权利要求3所述的传热管堵管判断方法，其特征在于，在所述S2中：
若所述缺陷类型为均匀腐蚀，则根据公式1计算所述缺陷深度推定尺寸，根据公式2计算所述缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝0.8189αNDE+5.97+3.92Z1；公式1
Ltrue＝1.2LNDE；公式2
若所述缺陷类型为微振磨损，则根据公式3计算所述缺陷深度推定尺寸，根据公式4计算所述缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝1.09αNDE―2.24+2.97Z1；公式3
Ltrue＝1.2LNDE；公式4
若所述缺陷类型为异物磨损，则根据公式5计算所述缺陷深度推定尺寸，根据公式6计算所述缺陷长度推定尺寸：
αtrue＝0.7415αNDE+14.1+7.0Z1；公式5
Ltrue＝1.2LNDE；公式6
其中，αtrue为缺陷深度推定尺寸，αNDE为缺陷深度，Z1为无损检测深度误差，Ltrue为缺陷长度推定尺寸，LNDE为缺陷长度。
5.根据权利要求4所述的传热管堵管判断方法，其特征在于，在所述S3.1中，
若所述缺陷类型为均匀腐蚀，则根据公式7计算所述爆破压力：
若所述缺陷类型为微振磨损，则根据公式8计算所述爆破压力：
若所述缺陷类型为异物磨损，则根据公式9计算所述爆破压力：
其中，Pb为爆破压力，Z2为材料力学性能误差，Z3为预测模型误差，αtrue为缺陷深度推定尺寸，Ltrue为缺陷长度推定尺寸，D为传热管外径、t为传热管壁厚。
6.根据权利要求5所述的传热管堵管判断方法，其特征在于，所述S3.1包括：在所述无损检测深度误差、所述材料力学性能误差以及所述预测模型误差其中至少一个等于0，其余不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算所述爆破压力。
7.根据权利要求5所述的传热管堵管判断方法，其特征在于，所述S3.1包括：在所述无损检测深度误差、所述材料力学性能误差以及所述预测模型误差均等于0时，根据公式7或公式8或公式9计算第一爆破压力；
在所述材料力学性能误差以及所述预测模型误差均等于0，所述无损检测深度误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第二爆破压力；
在所述无损检测深度误差以及所述预测模型误差均等于0，所述材料力学性能误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第三爆破压力；
在所述无损检测深度误差以及所述材料力学性能误差均等于0，所述预测模型误差不为0时，根据公式7或公式8或公式9计算第四爆破压力；
所述S3.2包括：根据所述第一爆破压力、所述第二爆破压力、所述第三爆破压力以及所述第四爆破压力确定概率爆破压力。
8.根据权利要求7所述的传热管堵管判断方法，其特征在于，在所述S3.2中，根据公式10计算所述概率爆破压力：
其中，P为概率爆破压力，Pb0为第一爆破压力；Pb1为第二爆破压力，Pb2为第三爆破压力，Pb3为第四爆破压力。
9.一种判断系统，包括处理器及存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述的传热管堵管判断方法的步骤。
10.一种计算机存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的传热管堵管判断方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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