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核电厂松动部件监测系统

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成果主要完成人

邓晶晶、王赤虎、谢永诚、王明明、朱翊洲、边鹏飞、张祥林、张 锴

项目概况

核电站系统是高度复杂且具有重要安全性要求的结构体系,核电站操作运行的安全保障是核工程领域研究的首要问题之一。由于核电站一回路冷却剂系统中零部件很多,松脱部件时有发现,其来源是运行时引起的零部件松动或脱落,也可能是在施工、换料或维修时遗留在系统内的零部件、工具等物件。一旦存在这种情况,就有可能产生核电站运行的严重故障和事故,并可能导致反应堆停堆。因此核电站松动部件监测就显的尤为重要。 上海核工程研究设计院依托国家重大专项科研,应用信号处理的最新科技成果,在试验研究的基础上,开发了具有自主知识产权的核电站松动部件监测系统,实现松动部件监测系统自主化、国产化。成果实现了对先进核电厂关键设备松动部件状态的实时快速响应和精确报警,在产品性能、适用性、先进性方面较国内外同类产品具有优势,是目前国际上唯一具备松动部件数据在线实时分析和诊断功能的产品,分析和定位精度高,误报和漏报率低。 成果研制的松动部件监测系统具有在线数据分析功能,可在线实时分析和诊断出松动件的位置和质量,同时系统提高了防误报和漏报的能力,具有实时自动和手动报警功能。核心算法和软件对松动部件检测效率高、实时性强、定位和质量精度高。系统开发了独立通道、全过程自检功能,具有性能稳定、操作简单、维修方便等特点。 成果具有以下创新点和技术特点: 创新点一:国内首次基于傅里叶频谱和时差扫描定位算法实现反应堆内强噪声环境下松动部件在线实时定位和质量测算,目前国内唯一实现在线监测、实时分析和诊断,诊断速度提升50倍以上;系统定位精度达厘米级,质量测算精度提升1倍;采用二次判断报警算法,极大降低了系统的误报和漏报率。 创新点二:基于高精度压电堆栈技术自主研发特种加速度传感器,解决了核电高温高辐照环境下松动部件监测难题,推动了我国在高端传感器领域的研发突破,打破了国外产品的技术垄断。自主研发的具有高量程、高灵敏度、高动态范围、耐高温、耐辐射特性的特种加速度传感器,性能达到国际先进水平,解决了核心元器件“卡脖子”问题,实现系统整机国产化。 创新点三:建立了完整的松动部件监测系统验证试验技术体系,确定了国产化系统设备鉴定和验证试验的准则、方法和步骤,开展了设备鉴定、原理验证和高温高压高流量热态回路验证试验,验证试验技术体系推动了我国核电设备鉴定技术体系完善和发展。 成果具有自主知识产权,授权发明专利1项,授权实用新型专利1项,获得软件著作权1项。经中国机械工业联合会鉴定,成果达到国际先进水平。