CN212514249U - 核电厂埋地管风险监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电维修技术领域，具体涉及一种核电厂埋地管风险监测系统。本公开实施例从埋地管道的材料、管道内液体的水质、管道周围土壤的土质以及管道阴极保护状态等多个维度确定管道失效可能性，充分考虑埋地管道失效的影响因素，使得确定的待测区域的失效可能性能够更有效的反应埋地管道的实际状态，并且，本公开实施例对埋地管道进行分区检测，有利于更加准确的定位埋地管道的失效部位，便于埋地管管理人员及时掌握埋地管道的状态并进行维修。

Description

核电厂埋地管风险监测系统

技术领域

本实用新型属于核电维修技术领域，具体涉及一种核电厂埋地管风险监测系统。

背景技术

埋地管是核电厂工艺系统的重要组成部分，其承担着重要的介质输运功能。核电厂埋地管分布广泛，其存在于不同的系统中，系统功能各不相同，不同的管段，所处的内外部环境也存在较大差异，这些因素导致不同埋地管段降质失效的可能性及失效导致的后果存在较大差别。埋地管的老化降质问题是核电厂面临的重要挑战之一，常见的埋地管管理策略比较被动，通常是在埋地管泄漏发生后，对泄漏发生的位置进行开挖，或者是凭借经验选择性的开展检测和维护工作，工作缺乏系统性和针对性，导致埋地管管理活动效率不高。因此，如何对埋地管的风险进行有效管理成为亟待解决的问题。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种核电厂埋地管风险监测系统。

根据本公开实施例的一方面，提供一种核电厂埋地管风险监测系统，所述核电厂埋地管风险监测系统包括：控制装置、成分检测设备、水质检测子系统、土壤检测子系统、多个电位采集子系统；

所述成分检测设备与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道的材料成分；

所述水质检测子系统与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道内液体的水质；

所述埋地管道包括多个待测区域，所述土壤检测子系统与所述控制装置连接，用于检测各待测区域周围土壤的土质；

每个待测区域周围设置一个电位采集子系统，各电位采集子系统与所述控制装置连接，每个电位采集子系统用于检测对应的待测区域的阴极保护电位；

所述控制装置能够从所述成分检测设备获取所述埋地管道的材料成分数据，从所述水质检测子系统获取所述埋地管道内液体的水质数据，从所述土壤检测子系统获取各待测区域周围土壤的土质数据，从各电位采集子系统获取对应待测区域的阴极保护电位数据；

针对每个待测区域，所述控制装置根据获取的所述埋地管道的材料成分数据，该待测区域周围土壤的土质数据以及所述埋地管道内液体的水质数据，以及该待测区域的阴极保护电位数据，确定该待测区域的失效可能性。

在一种可能的实现方式中，所述成分检测设备为光谱分析仪。

在一种可能的实现方式中，所述水质检测子系统包括：第一pH计；

所述第一pH计与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道内液体的第一pH值；

所述控制装置能够从所述第一pH计获取所述埋地管道内液体的第一pH值数据。

在一种可能的实现方式中，所述水质检测子系统还包括：第一离子色谱仪；

所述第一离子色谱仪与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道内液体的成分；

所述控制装置能够从所述第一离子色谱仪获取所述埋地管道内液体的成分数据。

在一种可能的实现方式中，所述土壤检测子系统包括：氧化还原电位测试仪；

所述氧化还原电位测试仪与所述控制装置连接，用于检测每个待测区域周围土壤的氧化还原电位；

所述控制装置能够从所述氧化还原电位测试仪获取每个待测区域周围土壤的氧化还原电位数据。

在一种可能的实现方式中，所述土壤检测子系统还包括：腐蚀测试仪；

所述腐蚀测试仪与所述控制装置连接，用于检测每个待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率；

所述控制装置能够从所述腐蚀测试仪获取每个待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率数据。

在一种可能的实现方式中，所述土壤检测子系统还包括：第二离子色谱仪；

所述第二离子色谱仪与所述控制装置连接，用于检测每个待测区域周围土壤的成分；

所述控制装置能够从所述第二离子色谱仪获取每个待测区域周围土壤的成分数据。

在一种可能的实现方式中，所述土壤检测子系统还包括：多个接地电阻仪；

每个待测区域周围设置一个或多个接地电阻仪，该一个或多个接地电阻仪与所述控制装置连接，用于检测该待测区域周围土壤的电阻率；

所述控制装置能够从多个接地电阻仪获取各待测区域周围土壤的电阻率数据。

在一种可能的实现方式中，所述土壤检测子系统还包括：多个第二pH计；

每个待测区域周围设置一个或多个第二pH计，该一个或多个第二pH计与所述控制装置连接，用于检测该待测区域周围土壤的第二pH值；

所述控制装置能够从多个第二pH计获取各待测区域周围土壤的第二pH值数据。

在一种可能的实现方式中，所述埋地管道上露出地面的阀门之间的管段为一个待测区域。

本实用新型的有益效果在于：本公开实施例从埋地管道的材料、管道内液体的水质、管道周围土壤的土质以及管道阴极保护状态等多个维度确定管道失效可能性，充分考虑埋地管道失效的影响因素，使得确定的待测区域的失效可能性能够更有效的反应埋地管道的实际状态，并且，本公开实施例对埋地管道进行分区检测，有利于更加准确的定位埋地管道的潜在失效部位，便于埋地管管理人员及时掌握埋地管道的状态并进行维修。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂埋地管风险监测系统的框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂埋地管风险监测系统的框图。如图1所示，所述核电厂埋地管风险监测系统包括：控制装置、成分检测设备、水质检测子系统、土壤检测子系统、多个电位采集子系统；

作为本实施例的一个示例，成分检测设备可以例如为光谱分析仪，该成分检测设备可以对埋地管道暴露在外的部分(例如阀门井中的埋地管道)进行检测，并可以确定埋地管道的材料的成分(例如，可以使用光谱分析仪对埋地管道的管体、外壁防腐层和内壁防腐层的材料进行检测，确定埋地管道的管体、外壁防腐层和内壁防腐层的材料成分)，控制装置可以与成分检测设备连接，并获取埋地管道的材料成分数据。

水质检测子系统与控制装置连接，用于检测埋地管道内液体的水质。控制装置可以从水质检测子系统获取所述埋地管道内液体的水质数据。

例如，水质检测子系统可以包括：第一pH计和第一离子色谱仪。通常来讲，埋地管道可以具有液体采样接口，可以在液体采样口采集液体样本，并分别使用第一pH计和第一离子色谱仪检测该液体样本，得到埋地管道内液体的第一pH值数据和液体成分数据。控制装置从水质检测子系统获取的水质数据可以包括，控制装置从第一pH计获取埋地管道内液体的第一pH值数据，以及控制装置从第一离子色谱仪获取埋地管道内液体的成分数据(例如液体中的氯离子、硫酸根离子、硫离子等)。

埋地管道可以被划分为多个待测区域(例如，可以将管道上露出地面的阀门之间的管段为一个待测区域，也可以将埋地管道划分为多个等长的管段，每个管段为一个待测区域)，土壤检测子系统与控制装置连接，用于检测各待测区域周围土壤的土质。控制装置可以从土壤检测子系统获取各待测区域周围土壤的土质数据。

举例来讲，土壤检测子系统可以包括：氧化还原电位测试仪、腐蚀测试仪、第二离子色谱仪、第二离子色谱仪、多个接地电阻仪以及多个第二pH计；

可以例如在每个待测区域周围进行土壤取样，并采用氧化还原电位测试仪对每个待测区域周围的土壤样品进行检测，得到每个待测区域周围土壤的氧化还原电位数据。

可以采用腐蚀测试仪检测每个待测区域周围土壤样品进行检测，得到每个待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率数据。

还可以采用第二离子色谱仪对每个待测区域周围土壤样品进行检测，得到每个待测区域周围土壤的成分数据(例如，土壤中的氯离子、硫酸根离子、硫离子等)。

每个待测区域周围设置一个或多个接地电阻仪，该一个或多个接地电阻仪可以检测该待测区域周围土壤的电阻率数据，例如，可以在每个待测区域设置多个接地电阻仪，并可以将该多个接地电阻仪采集的电阻率数据均值作为该待测区域周围土壤的电阻率数据。

每个待测区域周围还可以设置一个或多个第二pH计，该一个或多个第二pH计可以检测该待测区域周围土壤的pH值，例如，可以在每个待测区域设置多个第二pH计，并可以将该多个第二pH计采集的pH值的均值作为该待测区域周围土壤的第二pH值。

控制装置从土壤检测子系统获取的土质数据可以包括：每个待测区域周围土壤的氧化还原电位数据、每个待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率数据、每个待测区域周围土壤的成分数据、各待测区域周围土壤的电阻率数据、各待测区域周围土壤的第二pH值数据。

每个待测区域周围可以设置一个电位采集子系统，电位采集子系统可以例如包括电位采集记录仪和参比电极。各电位采集子系统可以与控制装置连接，每个电位采集子系统可以用于检测对应的待测区域的阴极保护电位；

针对每个待测区域，控制装置根据获取的埋地管道的材料成分数据，该待测区域周围土壤的土质数据以及埋地管道内液体的水质数据，以及该待测区域的阴极保护电位数据，确定该待测区域的失效可能性。

举例来讲，控制装置可以预存多组材料成分与分值的对应关系，并确定埋地管道的材料对应的第一分值(例如，若检测得到埋地管道的管体材料为碳钢、外壁防腐层材料为沥青玻璃布、内壁防腐层材料为环氧树脂，且碳钢对应10分，沥青玻璃布对应4分、环氧树脂防腐层对应4分，则埋地管材料对应的第一分值可以为18分)。

控制装置可以根据预设的埋地管道内液体的水质数据与分值的对应关系，确定获取到的埋地管道内液体的水质数据所对应的第二分值。

例如，控制装置可以预设多组第一pH值区间与分值的对应关系，控制装置可以确定获取到的第一pH值所属的第一pH值区间，并确定该第一pH值区间对应的分值为第二分值；

又如，控制装置可以预设多组液体成分与分值的对应关系，并确定埋地管道内液体成分对应的分值为第二分值。

在一种可能的实现方式中，控制装置也可以将第一pH值对应的分值以及液体成分对应的分值的均值或加权和，作为第二分值。

控制装置还可以判断该待测区域周围土壤的土质数据与预设的多个第一条件之间是否匹配，并确定该待测区域周围土壤的土质数据所匹配的第一条件对应的第三分值；

例如，控制装置可以预设多组氧化还原电位值区间与分值的对应关系，控制装置可以确定获取到的该待测区域周围土壤的氧化还原电位值所属的氧化还原电位值区间，并确定该氧化还原电位值区间对应的分值为第三分值。

例如，控制装置可以预设多组腐蚀速率区间与分值的对应关系，控制装置可以确定获取到的每个待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率值所属的腐蚀速率区间，并确定该腐蚀速率区间对应的分值为第三分值。

例如，控制装置可以预设多组土壤成分与分值的对应关系，并确定该待测区域周围土壤的成分对应的分值为第三分值。

例如，控制装置可以预设多组电阻率值区间与分值的对应关系，控制装置可以确定获取到该待测区域周围土壤的电阻率值所属的电阻率值区间，并确定该电阻率值区间对应的分值为第三分值。

例如，控制装置可以预设多组第二pH值区间与分值的对应关系，控制装置可以确定获取到待测区域周围土壤的第二pH值所属的第二pH值区间，并确定该第二pH值区间对应的分值为第三分值。

在一种可能的实现方式中，控制装置还可以将该待测区域周围土壤的氧化还原电位值对应的分值、该待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率值对应的分值。该待测区域周围土壤的成分对应的分值、该待测区域周围土壤的电阻率值对应的分值、以及该待测区域周围土壤的第二pH值对应的分值之间的平均值或加权和，作为第三分值。

控制装置还可以判断该待测区域阴极保护电位数据与预设的多个第二条件之间是否匹配，并确定该待测区域阴极保护电位数据所匹配的第二条件对应的第四分值；

例如，控制装置可以预设多组阴极保护电位值区间与分值的对应关系，控制装置可以确定获取到待测区域的阴极保护电位值所属的阴极保护电位值区间，并确定该阴极保护电位值区间对应的分值为第四分值。

控制装置可以将第一分值、第二分值、第三分值以及第四分值之间的加权和，作为该待测区域的失效可能性(其中，各分值之间的加权和可以根据经验设定)。

在一种可能的实现方式中，控制装置可以预存埋地管道的检测完成度，检测完成度用于表示埋地管道在上一次检测中被完成的检测计划占总体检测计划的比例；控制装置可以预设多组检测完成度区间与分值的对应关系，控制装置可以确定上一次检测完成度所属的检测完成度区间，并确定该检测完成度区间对应的分值为第十分值。控制装置还可以预存埋地管道的质量缺陷数量以及服役时长，并确定埋地管道的质量缺陷数量对应的第十一分值，以及埋地管道的服役时长对应的第十二分值。控制装置可以将第一分值、第二分值、第三分值、第四分值、第十分值、第十一分值以及第十二分值之间的加权和，作为该待测区域的失效可能性。这样，在埋地管道的材料、周围土质、管道内液体水质等因素的基础上，还通过待测区域检测完成程度、服役时长以及质量缺陷数量等因素来共同确定埋地管道的失效可能性，可以进一步对埋地管道失效评估的准确性。

针对每个待测区域，控制装置根据获取的埋地管道的材料成分数据，该待测区域周围土壤的土质数据以及埋地管道内液体的水质数据，该待测区域的阴极保护电位数据，以及埋地管道的检测完成度，确定该待测区域的失效可能性。

本公开实施例可以从埋地管道的材料成分、管道内液体的水质(例如液体的成分、液体的pH值等)、管道周围土壤的土质(例如土壤的成分、土壤的氧化还原电位、土壤对金属腐蚀的速率、土壤的电阻率、土壤的pH值等)以及管道阴极保护状态等多个维度确定管道失效可能性，充分考虑埋地管道失效的影响因素，使得确定的待测区域的失效可能性能够更有效的反应埋地管道的实际状态，并且，本公开实施例对埋地管道进行分区检测，有利于更加准确的定位埋地管道的失效部位，便于埋地管管理人员及时掌握埋地管道的状态并进行维修。

在一种可能的实现方式中，控制装置根据埋地管道安全级别以及各管道安全级别与分值的对应关系，确定埋地管道所属类型对应的第五分值(例如管道核安全2级以上对应10分；核安全3级对应8分；非核安全但与核安全等级系统管道相连对应6分；消防管道对应5分；其它可以对应4分)；

控制装置根据埋地管道中液体成分数据，确定埋地管道中液体的环境污染级别，并根据环境污染级别与分值的对应关系，确定埋地管道中液体环境污染级别对应的第六分值；(例如具有放射性环境污染的成分对应10分；油污染或其他有毒物质污染对应8分；非环境污染物质污染对应6分；常规的环境影响，如影响正常作业或同行环境，对应4分)。

控制装置根据埋地管道的失效影响类型，以及多组失效影响类型与分值的对应关系，确定埋地管道的失效影响类型对应的第七分值，例如，埋地管道失效导致机组非计划停机停堆，对应10分；埋地管道失效对机组运行造成一定影响，但不导致停机停堆，可能导致较大的规模的工程改造(参考改造经费规模500万以上)，对应8分；埋地管道失效需要在1个燃料循环周期内进行处置，但通过普通日常维修即可完成处置；对应6分；埋地管道失效需要处置，但不紧急，可以择机选择合适时间开展，对应4分。

控制装置可以确定第五分值、第六分值以及第七分值的加权和，并根据阈值区间和等级(例如高、中、低)之间的对应关系，确定该加权和所述阈值区间所对应的等级为埋地管道的失效后果等级。本公开实施例在对埋地管道待测区域的评价中，在失效因素的基础上加入了对失效影响的判断，可以更加准确的反应待测区域潜在的风险。

控制装置根据每个待测区域的失效可能性和埋地管道的失效后果等级，确定该待测区域的风险等级。

例如，控制装置可以预存多组失效可能性、失效后果等级以及风险等级三者之间的对应关系，并确定每个待测区域的失效可能性和埋地管道的失效后果等级所对应该待测区域的风险等级。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管风险监测系统包括：控制装置、成分检测设备、水质检测子系统、土壤检测子系统、多个电位采集子系统；

所述成分检测设备与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道的材料成分；

所述水质检测子系统与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道内液体的水质；

所述埋地管道包括多个待测区域，所述土壤检测子系统与所述控制装置连接，用于检测各待测区域周围土壤的土质；

每个待测区域周围设置一个电位采集子系统，各电位采集子系统与所述控制装置连接，每个电位采集子系统用于检测对应的待测区域的阴极保护电位；

所述控制装置能够从所述成分检测设备获取所述埋地管道的材料成分数据，从所述水质检测子系统获取所述埋地管道内液体的水质数据，从所述土壤检测子系统获取各待测区域周围土壤的土质数据，从各电位采集子系统获取对应待测区域的阴极保护电位数据；

针对每个待测区域，所述控制装置根据获取的所述埋地管道的材料成分数据，该待测区域周围土壤的土质数据以及所述埋地管道内液体的水质数据，以及该待测区域的阴极保护电位数据，确定该待测区域的失效可能性。

2.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述成分检测设备为光谱分析仪。

3.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述水质检测子系统包括：第一pH计；

所述第一pH计与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道内液体的第一pH值；

所述控制装置能够从所述第一pH计获取所述埋地管道内液体的第一pH值数据。

4.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述水质检测子系统还包括：第一离子色谱仪；

所述第一离子色谱仪与所述控制装置连接，用于检测所述埋地管道内液体的成分；

所述控制装置能够从所述第一离子色谱仪获取所述埋地管道内液体的成分数据。

5.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述土壤检测子系统包括：氧化还原电位测试仪；

所述氧化还原电位测试仪与所述控制装置连接，用于检测每个待测区域周围土壤的氧化还原电位；

所述控制装置能够从所述氧化还原电位测试仪获取每个待测区域周围土壤的氧化还原电位数据。

6.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述土壤检测子系统还包括：腐蚀测试仪；

所述腐蚀测试仪与所述控制装置连接，用于检测每个待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率；

所述控制装置能够从所述腐蚀测试仪获取每个待测区域周围土壤对金属腐蚀的速率数据。

7.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述土壤检测子系统还包括：第二离子色谱仪；

所述第二离子色谱仪与所述控制装置连接，用于检测每个待测区域周围土壤的成分；

所述控制装置能够从所述第二离子色谱仪获取每个待测区域周围土壤的成分数据。

8.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述土壤检测子系统还包括：多个接地电阻仪；

每个待测区域周围设置一个或多个接地电阻仪，该一个或多个接地电阻仪与所述控制装置连接，用于检测该待测区域周围土壤的电阻率；

所述控制装置能够从多个接地电阻仪获取各待测区域周围土壤的电阻率数据。

9.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述土壤检测子系统还包括：多个第二pH计；

每个待测区域周围设置一个或多个第二pH计，该一个或多个第二pH计与所述控制装置连接，用于检测该待测区域周围土壤的第二pH值；

所述控制装置能够从多个第二pH计获取各待测区域周围土壤的第二pH值数据。

10.根据权利要求1所述的核电厂埋地管风险监测系统，其特征在于，所述埋地管道上露出地面的阀门之间的管段为一个待测区域。

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