TWI813925B - 適用於電廠之管路狀態檢測之方法、系統以及其電腦程式產品 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種管路狀態檢測之方法，適用於具有複數個循環管路之電廠，該方法包括以下步驟。分別接收該等循環管路中的第一管路及第二管路的第一溫度感測訊號及第二溫度感測訊號。透過鑑別電路單元基於第一溫度感測訊號及第二溫度感測訊號來進行管路狀態檢測以產生一檢測結果訊號，其中在第一溫度感測訊號及第二溫度感測訊號之間的差異落入代表管路發生異常之溫差範圍時，鑑別電路單元令檢測結果訊號包含管路狀態異常訊息以代表管路發生異常。透過訊號輸出單元將檢測結果訊號輸出以呈現第一管路及第二管路之管路狀態。
Description
本發明係關於一種電廠事故判斷技術，更特別的是關於一種促進電廠控制室內的操作人員的應變與處理之管路狀態檢測之方法、系統及其電腦程式產品。
管路事故判斷，是電廠重要的辨識能力。就核電廠而言，冷卻劑流失事故(loss of coolant accident,LOCA)，是核反應器設計基準事故(design basis accident,DBA)的一項重要事故，處置不當將導致核電廠發生嚴重事故，造成後果及損失難以評估。傳統LOCA的研判係藉由運轉人員根據壓力、流量、水位及溫度等參數的徵兆去判斷事件發生的規模。於是針對LOCA事件發生後，藉由各式的後端程式去計算與判別LOCA的狀態研究陸續出現，如模糊類神經網路(FUZZY NEURAL NETWORK)去判斷破口尺寸或以支援向量機(Support Vector Machine,SVM)演算法推斷破口尺寸結果亦令人滿意，成果雖不錯但畢竟都是經過後續計算而得的間接檢測，這些計算結果十分適合技術支援中心(Technical Supporting Center,TSC)的使用。只是一旦出現問題，仍需藉現場運轉人員的經
驗判斷，以進行後續應對策略之執行，因此計算機數值篩檢的方法雖然不斷推陳出新，但對位於控制室內的操作人員而言，如果能在各項運轉參數中找到判斷的方法與依據，將會更為直接便利與有效。
在LOCA的研究認為破口與護套尖峰溫度(peak cladding temperature,PCT)有關，PCT是由機率統計與理論計算得到反應器爐心中最高溫可能出現位置的結果。但在事件發生後由於反應器運轉參數流量、壓力、水位及溫度所顯現的趨勢變化，受時間及各項緊急注水、壓力降或冷卻水流量的影響，因此即使有關係，亦會因緊急救援系統的加入使得流量、壓力、水位及溫度等數據顯示關係大受干擾而變得不明確。要消除這些干擾因素亦十分繁複。PCT是依統計理論所做的估算結果，若以PCT判斷破口尺寸，一旦出現機率分布之外的情形，其結果就有可能大相逕庭，甚至於有演變成嚴重事故之虞。
另外，相較於核電廠，火力電廠的管路事故判斷方法及系統的事故判斷上亦有可能遭遇與前述LOCA判斷上相似的困難。
本發明之一目的在於提出一種管路狀態檢測技術，適用於核電或傳統的電廠。該技術基於例如高溫管路之異常(如破口大小)與至少兩迴路管路的溫差之變化關係，透過鑑別電路單元來判斷管路是否發生異常並據以發出檢測結果訊號(如目前狀況訊息或異常訊息)，以提供給後續電廠控制室內的操作人員以作應變與處理。
為達至少上述目的，本發明另外提出一種管路狀態檢測之方法，適用於具有複數個循環管路之一電廠，該方法包括以下步驟。分別接收該等循環
管路中的一第一管路及一第二管路的一第一溫度感測訊號及一第二溫度感測訊號；透過一鑑別電路單元基於該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號來進行管路狀態檢測以產生一檢測結果訊號。其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入代表管路發生異常之一溫差範圍時，該鑑別電路單元令該檢測結果訊號，包含一管路狀態異常訊息以代表管路發生異常。透過一訊號輸出單元將該檢測結果訊號輸出以呈現該第一管路及該第二管路之管路狀態。
在一些實施例中，在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該管路狀態異常訊息代表該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號中較小之一者所對應之管路為異常管路。
在一些實施例中，該鑑別電路單元令該管路狀態異常訊息包含該異常管路的一參數估測值。
在一些實施例中，該鑑別電路單元輸出該參數估測值為該異常管路的估測的破口大小。
在一些實施例中，在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該鑑別電路單元令該參數估測值基本上隨著該差異的增加而變大，從而表徵異常的程度變化。
在一些實施例中，在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該鑑別電路單元利用至少一時間間隔內的該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的溫差值來產生一代表值，並基於該代表值產生該異常管路的參數估測值。
在一些實施例中，該電廠為沸水式核能電廠，該溫差範圍的上限為160K。
在一些實施例中，該電廠為壓水式核能電廠，該溫差範圍的上限為200K。
為達至少上述目的，本發明另外提出一種電腦程式產品，其包括多個指令，且該等指令用以使電腦執行如上述實施例中任一者所述之管路狀態檢測之方法。
為達至少上述目的，本發明另外提出一種管路狀態檢測之系統，適用於具有複數個循環管路之一電廠，該系統包括：一鑑別電路單元及一訊號輸出單元。該鑑別電路單元用以分別接收該等循環管路中的一第一管路及一第二管路的一第一溫度感測訊號及一第二溫度感測訊號，其中該鑑別電路單元基於該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號來進行管路狀態檢測以產生一檢測結果訊號；其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入代表管路發生異常之一溫差範圍時，該鑑別電路單元令該檢測結果訊號包含一管路狀態異常訊息以代表管路發生異常。該訊號輸出單元，耦接至該鑑別電路單元，且用以將該檢測結果訊號輸出以呈現該第一管路及該第二管路之管路狀態。
在一些實施例中，該系統更包括一第一溫度感測單元及一第二溫度感測單元。該第一溫度感測單元用以設置於該第一管路及產生該第一溫度感測訊號。該第二溫度感測單元，用以設置於該第二管路及產生該第二溫度感測訊號。
在該系統的一些實施例中，該電廠為沸水式核能電廠，該第一管路及該第二管路分別屬於該電廠之兩個再循環冷卻水迴路。
在該系統的一些實施例中，該電廠為壓水式核能電廠，該第一管路及該第二管路分別屬於該電廠之反應器之任何兩個對稱之冷卻水迴路。
如上多個實施例，提出一種管路狀態檢測技術，適用於核電或傳統的電廠。該技術基於例如高溫管路之異常(如破口大小)與至少兩迴路管路的溫差之變化關係，透過鑑別電路單元來判斷管路是否發生異常並據以發出檢測結果訊號(如目前狀況訊息或異常訊息)，以提供給後續的電廠控制室內的操作人員以作應變與處理。如此，該技術有助於提升核電廠或火力電廠的管路破管事故判斷效率及電廠整體的安全性，提升及輔助目前的管路之事故判斷技術。
5:機組
9:再循環泵浦
10、400:管路狀態檢測之系統
110:鑑別電路單元
120:訊號輸出單元
410:溫度感測單元
420:溫度感測單元
430:訊號放大單元
440:訊號鑑別單元
450:訊號輸出單元
500:再循環冷卻水迴路
501、502:再循環泵浦
600:壓水式反應器之冷卻水迴路
601、602:冷端
A、B:迴路
TS1、TS2:溫度感測單元
L1:第一循環管路
L2:第二循環管路
NL1、NL2:直線
NC:曲線
S10、S20、S30:步驟
圖1為一種管路狀態檢測之系統之一種實施方式的示意圖。
圖2為一種管路狀態檢測之方法之一種實施方式的示意流程圖。
圖3為依據本發明之一實施例的高溫管路之異常與至少兩高溫迴路管路的溫差之變化關係的示意圖。
圖4為管路狀態檢測之系統之一實施例的示意圖。
圖5為管路狀態檢測之系統之另一實施例的示意圖。
圖6為管路狀態檢測之系統之又一實施例的示意圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做詳細說明，說明如後：請參考圖1，其為一種管路狀態檢測之系統之一種實施方式的示意圖。如圖1所示，管路狀態檢測之系統10，適用於具有複數個循環管路之一電廠，該電廠例如是火力電廠或核能電廠。在圖1中，電廠之一機組5具有至少兩個循環管路。該系統10包括：一鑑別電路單元110及一訊號輸出單元120。該鑑別電路單元110用以分別接收該等循環管路中的一第一循環管路L1及一第二循環管路L2的一第一溫度感測訊號及一第二溫度感測訊號。舉例而言，可以設置溫度感測單元TS1、TS2(如溫度感測器)於管路的合適的位置，例如是管路中連接再循環泵浦9及其對稱的位置，從而產生該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號。然而，本發明的實現並不以受限於上述示例。
該鑑別電路單元110基於該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號來進行管路狀態檢測以產生一檢測結果訊號。該訊號輸出單元120，耦接至該鑑別電路單元，且用以將該檢測結果訊號輸出以呈現該第一管路及該第二管路之管路狀態。
請參考圖2，其為一種管路狀態檢測之方法之一種實施方式的示意流程圖。該方法包括以下步驟S10~S30。圖1中之管路狀態檢測之系統可用以實現圖2之方法。
如步驟S10所示，分別接收該等循環管路中的一第一管路(如L1)及一第二管路(如L2)的一第一溫度感測訊號及一第二溫度感測訊號。
如步驟S20所示，透過一鑑別電路單元(如圖1中的110)基於該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號來進行管路狀態檢測以產生一檢測結果
訊號，其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入代表管路發生異常之一溫差範圍時，該鑑別電路單元令該檢測結果訊號包含一管路狀態異常訊息以代表管路發生異常。
如步驟S30所示，透過一訊號輸出單元將該檢測結果訊號輸出以呈現該第一管路及該第二管路之管路狀態。
圖2所示的方法中係基於高溫管路之異常(如破口大小)與至少兩高溫迴路管路的溫差之變化關係，透過鑑別電路單元(如圖1中的110)來判斷管路是否發生異常並據以發出檢測結果訊號(如目前狀況訊息或異常訊息)，以提供給後續的電廠控制室內的操作人員以作應變與處理。如此，該技術有助於提升核電廠或火力電廠的管路破管事故判斷效率及電廠整體的安全性，提升及輔助目前的管路之事故判斷技術。
請參考圖3，其為依據本發明之一實施例的高溫管路之異常(如破口大小)與至少兩高溫迴路管路的溫差之變化關係的示意圖。本案發明人經研究發現，透過完整迴路與破口迴路間的溫度差，可以快速且有效的判斷出破口的大小。例如，各破口與對應溫差關係如圖3所例示，其中菱形所示的點對應至實驗個別破口對應的溫差，正方形所示的點對應至假設的未知破口。藉由圖3之關係可用以估測對應的破口大小。舉例而言，連結圖3中對應至破口大小為0與1000cm2或2000cm2的點所得之直線NL1或NL2，均能透過溫差推估LOCA破口尺寸。如圖3虛線所示，但若選擇直線NL2則估算結果會高估。此外，破口與對應溫差關係亦可利用菱形所示的點，透過回歸分析或其他方式所得之曲線NC來代表。在實現管路狀態檢測之方法或系統時，可以依據檢測的目的及需要而選擇採用
合適的管路溫差與破口大小的一種對應關係(如直線NL1、NL2或曲線NC來代表)來實現管路狀態檢測。
如圖3所示，在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入代表管路發生異常之一溫差範圍(如20~160K)時，該鑑別電路單元可據以令該檢測結果訊號包含一管路狀態異常訊息以代表管路發生異常。
在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，可以令該管路狀態異常訊息代表該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號中較小之一者所對應之管路為異常管路。例如，該第一溫度感測訊號對應的溫度值小於該第二溫度感測訊號對應的溫度值時，表示估測第一循環管路L1可能發生異常。例如，該第二溫度感測訊號對應的溫度值小於該第一溫度感測訊號對應的溫度值時，表示估測第二循環管路L2可能發生異常。故基於管路狀態檢測之方法，可以有效地判斷哪一個管路或迴路發生異常，並透過管路狀態異常訊息以提供給後續的電廠控制室內的操作人員或現場維護人員以作應變與處理。
在一些實施例中，該鑑別電路單元更可令該管路狀態異常訊息包含該異常管路的一參數估測值。參數估測值例如為破口大小、破口流量或風險指標的估測值，或各種可能組合。例如，依據圖3，該鑑別電路單元可用以輸出該參數估測值，該參數估測值包含該異常管路的破口大小的估測值。在另一示例中，由於能估測破口大小(如面積)，可藉以估算破口流量，並可作為參數估測值。此外，破口大小或破口流量也可視為異常的程度的一個指標，故亦可視此破口大小或破口流量表示異常的嚴重程度或風險的指標，以有助於電廠控制室內的操作人員的應變與處理。故基於本發明之管路狀態檢測之方法的實施例，除了可以
有效地判斷哪一個管路或迴路發生異常外，更可進一步地提供該異常管路的參數估測值，並透過管路狀態異常訊息以提供給後續的電廠控制室內的操作人員或現場維護人員以作應變與處理。相較於習知的統計理論所做的估算結果，本發明之管路狀態檢測之方法的實施例更為直接便利與有效地有助於現場的應變與處理。
在一些實施例中，依據例如圖3所示的溫差與破口大小的變化關係，該鑑別電路單元可以配置為在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該鑑別電路單元令該參數估測值基本上隨著該差異的增加而變大，從而表徵異常的程度變化。
在一實施例中，上述系統10或基於圖2的方法應用於使用沸水反應爐(Boiling Water Reactor,BWR)的沸水式核能電廠，該溫差範圍的上限為160K。
在一實施例中，上述系統10或或基於圖2的方法應用於使用壓水反應爐(Pressurized Water Reactor,PWR)的壓水式核能電廠，該溫差範圍的上限為200K。
此外，圖3所示的溫差與破口大小的變化關係呈現了電廠的機組發生異常時的一種暫態現象。就核能電廠而言，都會有急停的機制，即當核能機組於運轉中，一旦偵測到運轉參數偏離正常運作範圍，達到預設之設定值時，核能機組會自動急停。本案發明人經研究發現，若有管路發生異常，如有破口產生，機組急停後的一時間範圍內，則兩管路的溫差值的大小將會從原本為0而開始產生大小的變化，到該時間範圍結束時，該溫差值的大小又趨近於0，其中兩管路中有破口的管路的溫度較低。
在一些實施例中，上述基於圖2的方法的步驟S20或圖1的系統10中的鑑別電路單元110，可利用機組急停後的一時間範圍內的多個溫差值得出一代表值，並以該代表值作為自變量，依據(如圖3所示)溫差與異常管路的參數估測值(如破口大小)的變化關係，則可以得出對應的異常管路的參數估測值(如破口大小)。舉例而言，在該時間範圍內的溫差值的平均值或加權平均值可以得出該代表值。較佳地，在該時間範圍內的溫差值的最大值可作為該代表值。
此外，對於核能電廠來說，該時間範圍例如為1200秒或2700秒。在一些實施例中，可取該時間範圍的一時間間隔，如取該時間範圍的起始階段(如前面的0至500秒、600秒、700秒、800秒、900秒、1000秒等)，並利用該起始階段的溫差值來產生代表值(如最大值、平均值、加權平均值或其他)，並依據(如圖3所示)溫差與異常管路的參數估測值(如破口大小)的變化關係，則可以得出對應的異常管路的參數估測值(如破口大小)，從而更快速地產生參數估測值。
此外，相較於PCT參數的判斷屬於需要大量理論計算的間接檢測而且其存在風險，依據本發明實施例之圖2的方法或圖1之系統，利用有別於PCT的參數來替代或輔助判斷管路的破口尺寸，基於多層深度防護的理念，圖2的方法或圖1之系統可用作電廠之多重安全性檢測中之一種方式，進一步有助於提升核電廠或火力電廠的管路破管事故判斷效率及電廠整體的安全性，提升及輔助目前的管路之事故判斷技術，且不需消耗大量運算資源。
在一些實施例中，該系統10更包括一第一溫度感測單元(如TS1)及一第二溫度感測單元(如TS2)。該第一溫度感測單元用以設置於該第一管路及產生該第一溫度感測訊號。該第二溫度感測單元，用以設置於該第二管路及產生該第二溫度感測訊號。
在該系統或方法的一些實施例中，該電廠為核能電廠，該第一管路及該第二管路分別屬於該電廠之兩個再循環冷卻水迴路。
在該系統或方法的一些實施例中，該電廠為核能電廠，該第一管路及該第二管路分別屬於該電廠之反應器之兩個冷卻水迴路。
以下揭示管路狀態檢測之系統的各種實現方式。
請參考圖4為管路狀態檢測之系統之一實施例的示意圖。如圖4所示，管路狀態檢測之系統400主要包含有一溫度感測單元410、一溫度感測單元420、一訊號放大單元430、一訊號鑑別單元440和一訊號輸出單元450。溫度感測單元410設置於一迴路A與溫度感測單元420設置於另一迴路B，偵測該設置地點的管路溫度，然後分別將該個別溫度量測結果(如溫度感測訊號)傳送至訊號放大單元430，由該訊號放大單元430(如訊號差動放大單元)與一已校準後之訊號鑑別單元440進行編碼判斷，當其判斷該輸入訊號屬於哪個設定範圍(如依據圖3中的溫差與破口大小的關係)，即傳送一訊號至訊號輸出單元450以顯示其檢測結果。
此外，在一些實施例中，訊號鑑別單元440(或鑑別電路單元110)可以利用基於控制電路(其包括具有運算能力的一微控制器型或處理器型核心)來實現，或可使用場可編程閘陣列(Field programmable gate array，FPGA)、複雜可編程邏輯裝置(Complex programmable logic device，CPLD)、或專用積體電路(Application-specific integrated circuit，ASIC)來實現。本發明之實現並不受限於上述示例。
舉例而言，訊號鑑別單元440(或鑑別電路單元110)中可配置為具有基於如圖3所示之關係的一查找表來實現，並利用查表方式而到得檢測結果(即估測結果)。
此外，如圖3所示之關係亦可利用溫度差的一函數關係來表示，故可將訊號鑑別單元440(或鑑別電路單元110)配置能將接收到的兩個溫度感測訊號所對應的溫差值依據該函數關係透過計算而得出檢測結果。
在一些實施例中，圖1的鑑別電路單元110可利用圖4的訊號放大單元430及訊號鑑別單元440來實現。此外，在一些實施例中，管路狀態檢測之系統400更可包含一類比轉數位電路於以訊號放大單元430及訊號鑑別單元440之間，用以將訊號放大單元430的輸出的類比訊號轉換為數位訊號，以便訊號鑑別單元440處理。
此外，在圖4中，溫度感測單元410、420與訊號差動放大單元，亦可依據使用者的需求，改用平衡電橋來進行判斷；該訊號可以是電壓訊號亦可以是電流訊號。訊號鑑別單元440亦可以改用數位編碼器做為訊號之鑑別。其中，該訊號輸出單元450可有多種實施方式，例如設置一揚聲器，當接收到該訊號鑑別單元440之訊號時則同時可發出警示音效；另一種實施方式，可結合應用顯示器(如液晶顯示器)、揚聲器顯示冷卻迴路狀態，藉由顯示器、揚聲器發出多重警示訊息。
此外，在一些實施例中，管路狀態檢測之系統(如10或400)也可以實現為可攜式檢測裝置，或電廠控制室中檢測系統或其部分。
請參考圖5為管路狀態檢測之系統之一實施例的示意圖。如圖5所示，管路狀態檢測之系統(如10或400)應用在沸水式核能電廠之再循環冷卻水迴路500上，作用於核電廠冷卻迴路之破口檢測，用以提供運轉員及早對破口進行更進一步的了解，並評估破口之後續應對策略。請參考圖5所示，對於管路狀態檢測之系統10來說，在再循環冷卻水迴路500中與再循環泵浦501、502連接的管
路上可分別設置溫度感測單元TS1、TS2，從而便於利用管路狀態檢測之系統10來進行異常檢測或破口檢測。對於管路狀態檢測之系統400來說，在再循環冷卻水迴路500中與再循環泵浦501、502連接的管路上可分別設置溫度感測單元410、溫度感測單元420，從而便於利用管路狀態檢測之系統10來進行異常檢測或破口檢測。
在一些實施例中，溫度感測單元與訊號差動放大單元，亦可依據使用者的需求，改用平衡電橋來進行判斷；該訊號可以是電壓訊號亦可以是電流訊號。訊號鑑別單元亦可以改用數位編碼器做為訊號之鑑別。
此外，該訊號輸出單元可有多種實施方式，例如設置一揚聲器，當接收到該訊號鑑別單元之訊號時則同時可發出警示音效。另一種實施方式，可結合應用顯示器、揚聲器顯示冷卻迴路狀態，藉由顯示器、揚聲器發出多重警示訊息。在一些實施例中，管路狀態檢測之系統(如10或400)係基於電腦系統加以實現，故訊號輸出單元可利用電腦系統中的輸出單元(如顯示器、揚聲器等)來實現。
請參考圖6為管路狀態檢測之系統之一實施例的示意圖。如圖6所示，管路狀態檢測之系統(如10或400)除了可以使用在沸水式反應器亦能使用於壓水式反應器之冷卻水迴路600。請參考圖6所示，對於管路狀態檢測之系統10來說，在壓水式反應器之冷卻水迴路600中與冷端(cold leg)601、602的管路上可分別設置溫度感測單元TS1、TS2，從而便於利用管路狀態檢測之系統10來進行異常檢測或破口檢測。對於管路狀態檢測之系統400來說，在迴路降流區(downcomer)的冷端601、602的管路上可分別設置溫度感測單元410、溫度感測單元420，從而便於利用管路狀態檢測之系統400來進行異常檢測或破口檢測。
在一實施例中，管路狀態檢測之系統(如10或400)可應用在壓水式核能電廠再循環冷卻水迴路上，作用於壓水式核電廠冷卻迴路之破口檢測，用以提供運轉員及早對破口尺寸的了解，並評估破口之後續應對策略。
此外，對於壓水式反應器有3個或以上之冷卻水迴路的應用情景，在一實施例中，可將3個或以上的冷卻水迴路中任何2個迴路間在相對位置處分別設置溫度感測單元TS1、TS2，從而便於利用管路狀態檢測之系統(如10或400)來進行異常檢測或破口檢測。如此，可依據上述的實施例來判斷此2個迴路中哪一迴路發生異常外，或可進一步地提供該異常管路的參數估測值。在另一實施例中，可在N個(N大於或等於3)的冷卻水迴路的相對位置處分別設置溫度感測單元以產生對應的多個溫度感測訊號，並將管路狀態檢測之系統(如10或400)基於圖2的方法的原理進一步配置為，判斷任兩個靠近的冷卻水迴路之間的對應的溫度感測訊號之差異是否有落入代表管路發生異常之一溫差範圍以判斷是否管路發生異常；在該差異有落入該溫差範圍時，以較小的溫度感測訊號所對應的冷卻水迴路為異常管路。又可依前述實施例，進一步就該異常管路找出對應的參數估測值(如破口大小)。如此，本實施例可以判斷多個冷卻水迴路中哪個冷卻水迴路(如可能有一個或以上異常管路)為異常管路及異常管路的參數估測值(如破口大小)，更為直接便利與有效地有助於現場的應變與處理。
在一些實施例中，管路狀態檢測之系統可應用於電廠中兩個以上的多個冷卻水迴路。譬如有3個冷卻水迴路，分別稱為迴路1~3，基於管路狀態檢測之系統(如10或400)的架構分別作成3個管路狀態檢測裝置1~3。管路狀態檢測裝置1用於判斷兩個靠近的迴路1、2中之一者是否有管路發生異常，管路狀態檢測裝置2用於判斷兩個靠近的迴路2、3中之一者是否有管路發生異常，以及管路
狀態檢測裝置3用於判斷兩個靠近的迴路3、1中之一者是否有管路發生異常。例如，管路狀態檢測裝置1判斷出迴路1、2中迴路2為有異常，又管路狀態檢測裝置2判斷迴路2、3中迴路2為有異常。從上述示例來說，若有兩個管路狀態檢測裝置的判斷結果都指向同一迴路(如迴路2)有異常的話，則表示該迴路(如迴路2)有異常的機率較高。此等異常資訊可以提供給電廠控制室內的操作人員作為警示，藉此，可望有助於操作人員提高事故判斷的準確性。
在一些實施方式中，提出一種電腦程式產品，其包括多個指令，且該等指令用以使電腦執行如上述之管路狀態檢測之方法的多個實施例中至少一者。在一些實施例中，該電腦程式產品可包含一種儲存媒體，如非暫態的儲存媒體，其儲存有運算裝置可讀取之指令(或程式碼)，其中該指令被至少一運算裝置(如基於運算裝置來實現管路狀態檢測之系統10或400)，執行時使得該至少一運算裝置實現前述方法的多個實施例中至少一者。此方法可以為包含基於圖2之方法的上述所有實施例中的一者或任意組合。舉例而言，程式碼例如是一個或多個程式或程式模組，如用於實現基於圖2的方塊S10至S30，且可以用任何適合的順序而被執行。當運算裝置執行此程式碼時，能導致運算裝置執行基於圖2之運作方法之實施例。這些儲存媒體之實施例比如但不受限於：光學式資訊儲存媒體，磁式資訊儲存媒體或記憶體，如記憶卡、靭體或ROM或RAM。舉例而言，運算裝置包括通訊單元、處理單元及儲存媒體，其中處理單元電性耦接至通訊單元及儲存媒體。
如上多個實施例，提出一種管路狀態檢測技術，適用於核電或傳統的電廠。該技術基於例如高溫管路之異常(如破口大小)與至少兩迴路管路的溫差之變化關係，透過鑑別電路單元來判斷管路是否發生異常並據以發出檢測
結果訊號(如目前狀況訊息或異常訊息)，以提供給後續的電廠控制室內的操作人員以作應變與處理。如此，該技術有助於提升核電廠或火力電廠的管路破管事故判斷效率及電廠整體的安全性，提升及輔助目前的管路之事故判斷技術。此外，該技術可用作電廠之多重安全性檢測中之一種，而依據該技術而產生的檢測結果訊號能有助於強化核電或傳統的電廠的事故判斷效率及電廠整體的安全性且不需消耗大量運算資源。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該等實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
S10、S20、S30:步驟
Claims (15)
- 一種管路狀態檢測之方法，適用於具有複數個循環管路之一電廠，該方法包括：分別接收該等循環管路中的一第一管路及一第二管路的一第一溫度感測訊號及一第二溫度感測訊號，其中該第一溫度感測訊號為針對該第一管路中的一第一位置的進行溫度感測而產生，該第二溫度感測訊號為針該第二管路中對應於該第一位置的一第二位置進行溫度感測而產生；透過一鑑別電路單元基於該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號來進行管路狀態檢測以產生一檢測結果訊號，其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入代表管路發生異常之一溫差範圍時，該鑑別電路單元令該檢測結果訊號包含一管路狀態異常訊息以代表管路發生異常，其中該第一溫度感測訊號對應的溫度值小於該第二溫度感測訊號對應的溫度值時，該鑑別電路單元令該管路狀態異常訊息表示該第一管路為估測的異常管路；該第二溫度感測訊號對應的溫度值小於該第一溫度感測訊號對應的溫度值時，該鑑別電路單元令該管路狀態異常訊息表示該第二管路為估測的異常管路；以及透過一訊號輸出單元將該檢測結果訊號輸出以呈現該第一管路及該第二管路之管路狀態。
- 如請求項1所述之方法，其中該鑑別電路單元令該管路狀態異常訊息包含該異常管路的一參數估測值。
- 如請求項2所述之方法，其中該鑑別電路單元輸出該參數估測值為該異常管路的估測的破口大小。
- 如請求項2所述之方法，其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該鑑別電路單元令該參數估測值基本上隨著該差異的增加而變大，從而表徵異常的程度變化。
- 如請求項2所述之方法，其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該鑑別電路單元利用至少一時間間隔內的該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的溫差值來產生一代表值，並基於該代表值產生該異常管路的參數估測值。
- 如請求項1所述之方法，其中該電廠為核能電廠，該溫差範圍的上限為200K。
- 一種電腦程式產品，其包括多個指令，且該等指令用以使至少一運算裝置，執行如請求項1至6中任一項所述之管路狀態檢測之方法。
- 一種管路狀態檢測之系統，適用於具有複數個循環管路之一電廠，該系統包括：一鑑別電路單元，用以分別接收該等循環管路中的一第一管路及一第二管路的一第一溫度感測訊號及一第二溫度感測訊號，其中該第一溫度感測訊號為針對該第一管路中的一第一位置的進行溫度感測而產生，該第二溫度感測訊號為針該第二管路中對應於該第一位置的一第二位置進行溫度感測而產生，該鑑別電路單元基於該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號來進行管路狀態檢測以產生一檢測結果訊號，其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入代表管路發生異常之一溫差範圍時，該鑑別電路單元令該檢測結果訊號包含一管路狀態異常訊息以代表管路發生異常，其中該第一溫度感測訊號對應的溫度值小於該第二溫度感測訊號對應的溫度值時，該鑑別電路單元令該管路狀態異常訊息表示該第一管路為估測的異常管路；該第二溫度感測訊 號對應的溫度值小於該第一溫度感測訊號對應的溫度值時，該鑑別電路單元令該管路狀態異常訊息表示該第二管路為估測的異常管路；以及一訊號輸出單元，耦接至該鑑別電路單元，且用以將該檢測結果訊號輸出以呈現該第一管路及該第二管路之管路狀態。
- 如請求項8所述之系統，其中該鑑別電路單元令該管路狀態異常訊息包含該異常管路的一參數估測值。
- 如請求項9所述之系統，其中該鑑別電路單元輸出該參數估測值為該異常管路的估測的破口大小。
- 如請求項9所述之系統，其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該鑑別電路單元令該參數估測值基本上隨著該差異的增加而變大，從而表徵異常的程度變化。
- 如請求項9所述之系統，其中在該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間的差異落入該溫差範圍時，該鑑別電路單元利用至少一時間間隔內的該第一溫度感測訊號及該第二溫度感測訊號之間對應的溫差值來產生一代表值，並基於該代表值產生該異常管路的參數估測值。
- 如請求項8所述之系統，其中該系統更包括：一第一溫度感測單元，用以設置於該第一管路中的該第一位置及產生該第一溫度感測訊號；以及一第二溫度感測單元，用以設置於該第二管路中的該第二位置及產生該第二溫度感測訊號。
- 如請求項8至13中任一項所述之系統，其中該電廠為沸水式核能電廠，該第一管路及該第二管路分別屬於該電廠之兩個再循環冷卻水迴路。
- 如請求項8至13中任一項所述之系統，其中該電廠為壓水式核能電廠，該第一管路及該第二管路分別屬於該電廠之反應器之兩個冷卻水迴路。
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| US5229065A (en) * | 1990-12-28 | 1993-07-20 | Framatome | Method and device for measuring the temperature of the primary coolant fluid of nuclear reactor |
| CN103928068A (zh) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | 上海核工程研究设计院 | 定量测量压水堆核电厂一回路冷却剂泄漏率的系统及方法 |
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2020
- 2020-12-17 TW TW109144690A patent/TWI813925B/zh active
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