CS244353B1 - Způsob sledování zbytkové životnosti výměníku tepla, zejména parního generátoru a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

V případě způsobu a zařízení pro sledování zbytková životnosti výměníku tepla se především zaznamenávají změny v čase rozdílů teplot ve stěně výměníku tepla a současně je registrován jejich počet, který se v prvním kroku nejprve normuje dělením a dovoleným počtem časových změn rozdílů teplot pro daný materiál stěny a její zatížení a dále pak je průběžně sumarizován a srovnáván s hodnotou jedna a ve druhém kroku je potom k němu přiřazen charakteristický rozměr možné trhliny ve stěně výměníku tepla, který se nejprve normuje dělením s kritickým charakteristickým rozměrem trhliny pro daný materiál stěny tohoto výměníku a její zatížení a déle potom je srovnáván s hodnotou jedna. Ve vybraných místech ve stěně výměníku tepla jsou k ní v kolmých řezech instalovány alespoň dva termočlánky. Způsob je možno využít především v jaderné energetice.

Description

(54) Způsob sledování zbytkové životnosti výměníku tepla, zejména parního generátoru a zařízení k provádění tohoto způsobu

V případě způsobu a zařízení pro sledování zbytková životnosti výměníku tepla se především zaznamenávají změny v čase rozdílů teplot ve stěně výměníku tepla a současně je registrován jejich počet, který se v prvním kroku nejprve normuje dělením a dovoleným počtem časových změn rozdílů teplot pro daný materiál stěny a její zatížení a dále pak je průběžně sumarizován a srovnáván s hodnotou jedna a ve druhém kroku je potom k němu přiřazen charakteristický rozměr možné trhliny ve stěně výměníku tepla, který se nejprve normuje dělením s kritickým charakteristickým rozměrem trhliny pro daný materiál stěny tohoto výměníku a její zatížení a déle potom je srovnáván s hodnotou jedna. Ve vybraných místech ve stěně výměníku tepla jsou k ní v kolmých řezech instalovány alespoň dva termočlánky. Způsob je možno využít především v jaderné energetice.

- 1 244 353

Vynález se týká způsobu a zařízení pro sledování zbytkové životnosti výměníku tepla, zejména parního generátoru jaderné elektrárny·

Namáhání výměníku tepla, zejména parního generátoru jaderné elektrárny za provozu, je zpravidla kombinované. Napjatost stěny výměníku tepla je zpravidla vyvolána vedle vnitřního zatížení přetlakem a dalších statistických zatížení i účinky teplotních polí· Jestliže suma věech napětí ve stěně nebo uzlech výměníku v místech působení místních teplotních napětí a v místech koncentrace napětí přesáhne určitou hodnotu, přípustnou pra konstrukční materiál stěny, je třeba nejprve výpočtově provádět kontrolu na nízkocyklevou únavu, neboli v obecnějším slova smyslu kontrolu Životnosti. Tento výpočet je v jaderné energetice užíván. Yychází však vždy ze zadaných nebo volených okrajových podmínek, které mohou a nemusí být v souladu se skutečnými podmínkami provozu výměníku tepla. dosud základní slabina všech výpočtů životnosti nově konstruovaných a nově vyráběných i většinou opakovaně vyráběných výměníků tepla, zejména pro jadernou energetiku. Neznalost skutečných okrajových podmínek nedovoluje tedy předem výpočtově stanovit zbytkovou životnost výměníku tepla po určité době a druhu provozu, což zejména u parních generátorů ohrožuje bezpečnost provozu jaderné elektrárny a zvyšuje nebezpečí dlouhodobého výpadku elektrárny z titulu oprav nebo předčasných výměn celých výměníků. Přitom dále není známa metoda, jak na hotovém výměníku tepla, za jeho provozu zejména na jaderné elektrárně, stanovovat, jejich zbytkovou životnost po určité době a druhu jejich provozu.

Uvedené nedostatky z podstatné části řeší způsob a zařízení pro sledování zbytkové životnosti výměníku tepla, zejména parního generátoru jaderné elektrárny podle vynálezu. Podstata způsobu spočívá v tom, že jsou zaznamenávány změny v čase rozdílů teplot ve stěně výměníku tepla a registrován jejich počet, který je nejprve v prvním kroku dělením normován s dovoleným počtem časových změn rozdílů teplot pro daný materiál stěny a její zatížení a poté neustále sumarizován s předchozími normovanými údaji a srovnáván a

244 353 hodnotou jedna· Ve druhém kroku je k registrovanému počtu časových změn rozdílů teplot přiřazen charaterietický rozměr možné trhliny ve etěně ve sledovaném místě výměníku, který je nejprve normován dělením e kritických charakteristickým rozměrem trhliny pro daaý materiál stěny a její zatížení ve sledovaném časovém obdebí a dálo srovnáván 8 hodnotou jedna· Druhý krok jednak zvyšuje přesnost stanovení zbytkové životnosti výměníku a jednak respektuje poznatky lomové mechaniky, zejména v oblasti relativně malých hodnot směn rozdílů teplot v čase ve stěně výměníku tepla·

Podstata zařízení k provádění tohoto způeobu spočívá v tom* že sestává z alespoň dvou termočlánků instalovaných v každém vybraném místě stěny výměníku tepla v kolmých řezech k ní, z nichž první termočlánek js na vnějším povrchu stěny a druhý termočlánek js zabudován ve vrtaném otvoru, končícím blízko vnitřního povrchu stěny, a napojených na záznamové a vyhodnocovací zařízení pro sledování zbytkové životnosti výměníku tepla· íím, že na reálném výměníku tepla, provozovaném napile, např· jaderné elektrárně, jsou instalovány ve zvolených, zpravidla exponovaných místech stěny nebo uzlu alespoň dva termočlánky napojené na záznamové a vyhodnocovací zařízení pro sledování zbytkové životnosti lze naprosto jednoznačně definovat okrajové podmínky pro výpočet zbytkové živótnosti dalších výměníků téhož typí^ vyráběných vo sledované sérii a současně přímo na místě sledovat a jedle způáobu podle vynálezu poměrně přesně odhadovat zbytkovou životnost sledovaného výměníku podle druhu a typu provozníha zatěžování· Přitom termočlánky zachycují v čase rozdíly teplot ve stěně výměníku teple· Zachycené údaje jsou přenášeny do záznamové a vyhodnocovací jednotky zbytkové životnosti· Jak ukázaly experimenty a ověřovací zkoušky navrtáním otvoru apravidla o průměru menším jek 3,5 mm e při jeho vhodném provedení nevzniká ve sledovaném místě stěny výměníků tepla doplňkový koncentrátor napětí· Bezpečnost provozu výměníku tepla se tudíž provedením podle vynálezu nezdění. Ne druhé straně věak způsob i zařízení pre tento způsob zvyšují bezpečnost a spolehlivost provozu a návrhu výměníku tepla a jednoznačně zvyšují jadernou bespečnost parních generátorů·

Příklad provedení zařízení pre způsob pro sledování zbytkové

- 3 244 353 životnosti výměníku tepla, zejména parního generátoru podle vynálezu, je znázorněn na přiloženém schematickém výkresu·

Ve stěně 1, parního generátoru na exponovaném místě jsou v kolmém řezu k ní instalovány dva termočlánky» z nichž první termočlánek X. je umístěn na vnějším povrchu 6 stěny χ a druhý termočlánek 2, je zabudován ve vrtaném otvoru ^končícím blízko vnitřního povrchu 2. stěny χ. Termočlánky jsou napojeny na záznamové a vyhodnocovací zařízení χ P^ro sledování zbytkové životnosti parního generátoru· První termočlánek 2 a druhý termočlánek 2. zachycují v čase teploty, které jsou v zařízení χ zaznamenávány v čase jako absolutní teploty i rozdíly teplot ve stěně 1 a jejich změny· Současně je v zařízení X registrován počet změn rozdílů teplot v čase ve stěně χ, který je normován podělením s počtem dovolených časových změn rozdílů teplot pro daný materiál stěny χ a její zatížení, a to v prvním kroku. Ve druhém kroku je registrovanému počtu změn rozdílů teplot přiřazena charakteristická délka možné trhliny, která je normována s kritickou délkou nebe kritickým rozměrem trhliny přípustné pro daný materiál a zatížení stěny χ a srovnávána s hodnotou jedna. Rovněž normované počty v prvním kroku jsou neustále sumarizovány a srovnávány s hodnotou jedna. Blíží-lí se sumy normovaných počtů z prvního kroku nebo normovaný charakteristický rozměr trhliny z druhého kroku hodnotě jedna, blíží se doba, kdy životnost parního generátoru je druhem provozu a zatížení vyčerpána.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYBÁLEZU 244 3S3

1· Způsob sledování zbytkové životnosti výměníku tepla, zejména parního generátoru jaderné elektrárny, vyznačující se tím, že jsou zaznamenávány změny v čase rozdílů teplot ve stěně výměníku tepla a je registrován jejich počet, který je v pr/évním kroku jednak normován dělením a dovoleným počtem časových změn rozdílů teplot pro daný materiál stěny a její zatížení a déle je neustále sumarizován a srovnáván s hodnotou jedna a ve druhém kroku je k němu přiřazen charakteristický rozměr možné trhliny ve stěně, který je nejprv normován dělením s kritickým charakteristickým rožměrem trhliny pro daný materiál stěny a její zatížení a dále sumarizován a srovnáván s hodnotou jedna.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyzněčující se tím, že sestává alespoň z dvou termočlánků instalovaných v každém vybraném místě stěny (1) výměníku tepla v kolmých řezech k ní, z nichž první termočlánek (2) je na vnějěím povrchu* (6) stěny (1) a druhý termočlánek (3) je zabudován ve.vrtaném otvoru (4) končícím blízko vnitřního povrchu (5) stěny (1) a napojených na záznamové a vyhodnocovací zařízení (7) pro sledování zbytkové životnosti výměníku tepla.