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不斷升級的核電站狀態監測技術

2021-08-18 18:17  來源:嘿嘿能源heypower    核儀表  核電站監測  核安全

勞斯萊斯公司,為全球核電站提供先進的I&C(核儀表與控制)系統測試和支持。勞斯萊斯開發的“Pulse”產品結合了監測技術和測試方法,可滿足核電站I&C系統的性能監測需求,包括溫度、壓力、液位和流量監測,中子探測器以及用于棒控制和中子儀器等系統的電纜和連接器。


勞斯萊斯公司,為全球核電站提供先進的I&C(核儀表與控制)系統測試和支持。勞斯萊斯開發的“Pulse”產品結合了監測技術和測試方法,可滿足核電站I&C系統的性能監測需求,包括溫度、壓力、液位和流量監測,中子探測器以及用于棒控制和中子儀器等系統的電纜和連接器。

世界各地的公用事業公司正努力向消費者提供清潔環保的電力,又要考慮成本效益。多年來,核電運營和維護成本穩步上升,導致許多公司重新評估其核電投資。

核電站除了成本不斷上升之外,還有另一個非常現實的障礙需要克服:壽期。例如,美國核電機組的平均壽期為37年,業主公司正在申請將許可延長至60年或80年。為此,核電站需要加強對關鍵系統和組件(包括I&C系統)的維護和監測。

Pulse為電纜、壓力變送器、溫度探頭、中子探測器、電磁干擾監測和熱成像提供支持。自1977年以來,勞斯萊斯公司一直在監測美國大多數壓水堆以及歐洲和亞洲許多壓水堆在運時傳感器的響應時間。

電纜監測

電纜的性能是老化核電站中最關心的問題之一。每個核電機組都有數英里長的電纜,其中大部分位于地下或位于無法進入的橋架內。勞斯萊斯已花費數百萬美元,用于研發監測關鍵電纜健康和性能的現場測試方法。

勞斯萊斯開發的電纜監測系統采用一套測試方法,通過執行一系列非破壞性電氣測試來驗證電纜絕緣的健康和完整性,并且可以在控制室顯示結果。電纜監測系統可以測試大多數電纜電路和終端設備,同時避免測試人員暴露在惡劣環境中。

收集的數據由用戶友好的專有軟件管理,該軟件可自動根據歷史數據對最近的測量結果進行趨勢分析,同時標記差異和異常值。這對于排除導體和連接器的故障也很有用。

壓力、液位和流量監測

通過專有軟件和硬件,使用噪聲分析對壓力、液位和流量變送器進行現場響應時間進行測試。在機組運行時監測變送器輸出端的自然波動。通過去除信號的直流分量并放大交流分量,從傳感器輸出中提取噪聲。然后在頻域或時域中分析數據以獲得傳感器的響應時間。

噪聲分析技術還提供了將壓力信號在傳感線內的響應時間。如果傳感線中存在堵塞、空隙或泄漏,測量響應時間將增加。噪聲分析可以在控制室操作。

溫度監測

環電流階躍響應法和自熱指數測量用于核電機組溫度傳感器響應時間測試。環電流階躍響應法采用小電流加熱溫度探頭傳感元件的方式進行。電流會導致傳感器中的溫度瞬變,進而得到溫度探頭的響應時間。環電流階躍響應法已被美國核管理委員會 (NRC) 正式批準用于測量壓水堆中安全系統溫度探頭的響應時間。

溫度探頭的現場性能驗證無需在每次停機時卸下傳感器在實驗室進行驗證,也無需顧慮在將傳感器重新安裝到電站的熱電偶套管中時出現安裝不良相關的任何故障。

中子探測器的EMI監測

勞斯萊斯開發了Wave系列工具,用于診斷EMI活動。共有三個工具:

Wave-B監控可能影響系統的外部EMI活動,然后檢查減輕環境電磁干擾的能力。

Wave-S通過監測和量化其抗擾度來驗證源范圍通道的EMI穩健性。

Wave-IP通過監測和量化其抗擾度來驗證中級功率范圍通道的EMI穩健性。

Wave系列工具允許電站不會出現因與線路質量相關的EMC問題而導致的虛假停機,保證線路的可操作性,并可以通過對記錄數據的比較分析來預測維護。

熱成像

為了監測核安全系統及其組件的健康和老化狀態,勞斯萊斯使用紅外熱成像的技術。紅外熱成像的技術可以檢測出問題組件,并識別失去初始特性、過熱的組件。隨著技術發展,紅外熱成像技術還可以確定組件的變化趨勢并預測問題。

中子探測器

中子探測器在復雜且在極端條件下運行,對于安全性和可用性至關重要。中子探測器出現問題可能會觸發緊急停堆,因此對其老化狀況監測必須非常嚴格。勞斯萊斯結合被監測電站的采集數據、其它電站的監測歷史數據以及專家團隊分析,為維護提供分析和建議。此方法將降低計劃外停機的風險。

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