核电厂鼓型滤网腐蚀状态的监测方法和监测装置与流程

1.本发明属于金属腐蚀状态快速检测评估技术领域，应用于金属表面腐蚀和防护，具体涉及一种核电厂鼓型滤网腐蚀状态的监测方法和监测装置。


背景技术：

2.核电机组中的cfi(circulating water filtraation，循环水过滤)系统对机组冷却用的海水进行过滤，过滤部件主要由粗格栅、加氯框(水闸门)、细格栅和转筒式滤网等组成。其中，粗格栅、加氯框、细格栅均为不锈钢材质；旋转滤网的滤网片本身为不锈钢材质，但支撑滤网片的框架、辐条和带动滤网转动的齿圈固定槽为碳钢材质，并涂有防腐层。
3.每台机组有a、b两套过滤系统，正常情况下，两套过滤系统都在运行。每套系统各有两个水道和一个圆筒形卧式旋转滤网，海水沿两个水道分别经过粗格栅、加氯处理和细格栅后，从旋转滤网两侧沿轴向流入转筒式滤网内部，过滤后的海水沿径向流出。
4.cpa(cathodic protection，阴极保护)系统采用外加电流阴极保护技术，保护循环水过滤系统设备(粗格栅、加氯框、细格栅和转筒式滤网)免受腐蚀。
5.低合金钢在海水中腐蚀是失去电子被氧化成fe
2+
的溶解过程，对应的自腐蚀电位约为+490mv(相对于锌参比电极，下同)，通过外加直流电源，对被保护金属施加负电流，通过阴极极化使其电极电位负移至+250mv以下，从而达到抑制金属腐蚀的目的。但同时，被保护金属构件的阴极保护电位，并不是电位越负保护效果越好，当金属的电位负于某一电位值时(0mv)，水中h
+
开始在金属表面吸附并还原成氢原子，发生析氢反应，析氢容易造成涂层的剥离，严重情况下造成材料的氢脆或氢致应力腐蚀开裂。
6.cpa系统正常运行时，cpa控制柜调为自动方式，设定一个基准值(+200mv)，通过4个锌参比电极测量粗格栅、加氯框、细格栅和旋转滤网的腐蚀电位，选择其中一个偏离基准电位值最大的参比电位来计算所需的保护电位，采用恒电位方法调节cpa控制柜输出直流电的大小，确保所有cfi构件都达到最小阴极保护电位。
7.鼓型滤网采用网内进水网外出水的水流方式，海水从鼓网两侧沿轴向流入鼓网内部，经网片过滤后沿鼓网径向流出。在正常运行情况下，鼓网内部水位高于鼓网外部水位，鼓网鼓骨架的各部件受力情况为受拉力，通过固定在鼓骨架外部的两圈齿圈固定槽将20件主横梁和20件副横梁箍成一个整体，以提高整个鼓骨架的刚度，在整个骨架结构中齿圈固定槽起到了相当大的作用。齿圈固定槽腐蚀受损后，其他部件如主横梁、副横梁、主辐条等的受力情况将发生改变，可能已超出原设计指标的要求，很有可能造成其他部件陆续受损，最终导致设备丧失其原有功能，由于鼓网按rcc-m3级设计制造，其毁坏造成的损失是相当大的。
8.鼓网采用开式齿轮传动，90多段大齿圈通过螺栓固定在齿圈固定槽上，一旦齿圈固定槽腐蚀受损，将影响到大齿圈的安装和运行精度，进而影响到与小齿轮的啮合；同时齿圈固定螺栓的脱落将对其后续设备如循环水泵的安全运行造成一定的影响。
9.所以根据电厂要求，需要定期对旋转滤网阴极保护系统的保护状态进行检测验
证，但由于需要在主轴平台开展检测，该项工作属于电厂高风险作业，而且检测时间需要根据潮位而定。从安全角度、作业时间角度，均存在较大问；其次，旋转滤网作为核电厂冷源系统的关键组成部分，基于其重要性，亟需针对该设备各区域的腐蚀状态进行区域精准监控，但其所处环境复杂，属于水下难达区域，现有技术难以满足精准监控需求。


技术实现要素：

10.有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种核电厂鼓型滤网腐蚀状态的监测方法，能够快速有效地监测鼓型滤网的腐蚀状态。
11.为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
12.一种核电厂鼓型滤网腐蚀状态的监测方法，包括如下步骤：
13.将监测模块的正极与所述鼓型滤网电性连接，所述监测模块的负极与电位传感器电性连接；
14.控制所述电位传感器移动至不同位置的测量点，用于测量所述鼓型滤网与不同位置的所述测量点之间的电位；
15.和/或，控制所述电位传感器的测量点位置固定，用于测量所述鼓型滤网的不同位置与所述测量点之间的电位；
16.根据测量得到的所述电位判断所述鼓型滤网的腐蚀状态。
17.根据本发明的一些优选实施方面，测量时，所述电位传感器的探头伸入至所述鼓型滤网内部液面的下方，以用于测量该监测点与所述鼓型滤网之间的电位。
18.根据本发明的一些优选实施方面，测量所述鼓型滤网与不同位置的所述测量点之间的电位时，所述不同位置至少包括四个测量点，多个测量点位于不同的水平面和不同的竖直面上。
19.根据本发明的一些优选实施方面，对应所述鼓型滤网安装有轨道，所述轨道上安装有移动小车，所述电位传感器安装在所述移动小车上，所述电位传感器通过所述移动小车在所述轨道上的移动实现到达不同位置进行测量。
20.根据本发明的一些优选实施方面，测量所述鼓型滤网与不同位置的所述测量点之间的电位时，每个测量点至少采集3次数据。
21.根据本发明的一些优选实施方面，测量所述鼓型滤网的不同位置与所述测量点之间的电位时，至少对应测量所述鼓型滤网旋转一周时的多个数据。
22.根据本发明的一些优选实施方面，测量过程中，所述鼓型滤网持续转动。
23.根据本发明的一些优选实施方面，所述电位传感器为含高纯锌参比电极的电位传感器。
24.根据本发明的一些优选实施方面，判断步骤中，若监测得到的电位位于0mv～250mv之间时，判断所述鼓型滤网位于正常状态下；若监测得到的电位位于0mv～250mv之外时，判断所述鼓型滤网位于腐蚀状态下。
25.本发明还提供了一种用于实现如上所述核电厂鼓型滤网腐蚀状态的监测方法的监测装置，包括对应所述鼓型滤网设置的轨道、沿所述轨道移动的移动小车、设置在所述移动小车上的电位传感器、用于监测电位的监测模块以及控制模块和评估模块，所述监测模块的正极与所述鼓型滤网的电性连接，所述监测模块的负极与所述电位传感器电性连接，
所述控制模块用于控制所述移动小车的移动、电位传感器的测量以及监测模块和评估模块的动作，所述评估模块用于将电位的测量值存储并与设置的标准电位值进行比对，输出评估结果。
26.由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的核电厂鼓型滤网腐蚀状态的监测方法，能够解决核电厂鼓型滤网筒腐蚀状态检测的安全问题、时间问题，提高检测、评估效率，同时进行区域精准监控与评估；能够快速、高效、安全地完成现场检测与评估。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明优选实施例中核电厂鼓型滤网腐蚀状态的监测装置的示意图；
29.图2为本发明优选实施例中轨道与鼓型滤网的位置示意图；
30.附图中，鼓型滤网-1，辐条-2，轨道-3。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
32.实施例1
33.如图1-2所示，本实施例的核电厂鼓型滤网1腐蚀状态的监测装置，包括对应鼓型滤网1设置的轨道3、沿轨道3移动的移动小车、设置在移动小车上的电位传感器、用于监测电位的监测模块以及控制模块和评估模块。轨道3可以采用碳纤维材质，质轻、强度高。轨道3安装在转轴和安装墙面之间，并支撑在转轴上，以避免与鼓型滤网1的辐条2发生干涉。
34.轨道3包括支撑在转轴上的横梁和自横梁向下延伸的支梁，根据实际检测的需求，控制移动小车在横梁或支梁的任意位置停留进行测量。多个支梁位于横梁上的不同位置，且支梁的长度相同或不同，以选取不同的测量点进行测量，实现更加准确的监测和评估。
35.监测模块的正极与鼓型滤网1的电性连接，监测模块的负极与电位传感器电性连接。电位传感器为含高纯锌参比电极的电位传感器。测量时，鼓型滤网1持续转动，电位传感器的参比电极探头伸入至鼓型滤网1内部液面的下方，以用于测量该监测点与鼓型滤网1之间的电位。
36.控制模块用于控制移动小车的移动、电位传感器的测量以及监测模块和评估模块的动作。移动小车和电位传感器组成轨道机器人，控制模块控制其在轨道3上移动，带动电位传感器移动到对应的位置进行检测。
37.评估模块中预设有标准电位值的范围为0mv～250mv，评估模块用于将电位的测量
值存储并与设置的标准电位值进行比对，输出评估结果。若监测得到的电位位于0mv～250mv之间时，判断鼓型滤网1位于正常状态下；若监测得到的电位位于0mv～250mv之外时，判断鼓型滤网1位于腐蚀状态下，并发出警报。
38.实施例2
39.本实施例中核电厂鼓型滤网1腐蚀状态的监测方法基于实施例1中的监测装置，具体包括如下步骤：
40.1)将监测模块的正极与鼓型滤网1电性连接，监测模块的负极与电位传感器电性连接。测量过程或非测量时，鼓型滤网1均持续匀速转动。
41.电位传感器为含高纯锌参比电极的电位传感器，且为可伸缩的形式。在需要测量时，探头伸入液面下进行测量。
42.将鼓型滤网1看做一个整体，监测模块的正极可以与旋转鼓型滤网1的任意位置进行连接，可优选为转轴处。
43.为了方便电位传感器的移动，对应鼓型滤网1安装有轨道3，轨道3上安装有移动小车，电位传感器安装在移动小车上，电位传感器通过移动小车在轨道3上的移动实现到达不同位置进行测量。
44.具体的，轨道3包括支撑在转轴上的横梁和自横梁向下延伸的支梁，根据实际检测的需求，控制移动小车在横梁或支梁的任意位置停留进行测量。多个支梁位于横梁上的不同位置，且支梁的长度相同或不同，以选取不同的测量点进行测量，实现更加准确的监测和评估。本实施例中，4个支梁的长度不同，支梁远离横梁的端部即为测量点，4个测量点分别为a、b、c、d。
45.2)控制电位传感器移动至不同位置的测量点，用于测量鼓型滤网1与不同位置的测量点之间的电位。
46.测量时，电位传感器的探头伸入至鼓型滤网1内部液面的下方，以用于测量该监测点与鼓型滤网1之间的电位。
47.本实施例中的不同位置包括四个测量点a、b、c、d，多个测量点位于不同的水平面和不同的竖直面上，如图2所示。且该步骤的测量时，每个测量点至少采集3次数据。在其他的实施例中，可以设置更多不同长度的支梁以实现更多不同位置的监测点。
48.具体的，通过控制模块控制可伸缩的检测传感器到达测量点a、b、c、d点，传感器伸入海水中，停止2s，采集一次数据。每个测量点测试3次数据，测试完成后收回传感器继续行走至下一个测量点。
49.将鼓型滤网1看做一个整体，该步骤的目的在于采集鼓型滤网1腔室中不同位置的电位数据，据此评估鼓型滤网1不同位置的的腐蚀状态。
50.3)控制电位传感器的位置固定，用于测量鼓型滤网1的不同位置与测量点之间的电位。
51.测量鼓型滤网1的不同位置与测量点之间的电位时，至少测量鼓型滤网1旋转一周时的多个数据。即根据鼓型滤网1的旋转速度计算其旋转一周所需要的时间，再根据需要的数据数量计算数据的测量时间，以获取监测点与鼓型滤网1上的不同位置之间的电位数据，实现更加精确的监测和判断。
52.具体的，本实施例中，在电位传感器到达d点第3次数据测试位置时，停止行走，开
始测试数据，每2分钟采集一次数据，共采集10次数据。该步骤的目的是采集鼓型滤网1旋转至不同位置时的电位数据，鼓型滤网1旋转周期为20分钟，当电位传感器在d点的10次数据采集完时，鼓型滤网1刚好旋转一圈，借此分析鼓型滤网1本体不同位置的电位变化。
53.通过步骤2)和步骤3)能够更加全面的测量鼓型滤网不同位置的腐蚀状态，使得到的结果更加全面和准确。
54.4)根据电位判断鼓型滤网1的腐蚀状态。
55.评估模块中预设有标准电位值的范围为0mv～250mv，评估模块用于将电位的测量值存储并与设置的标准电位值进行比对，输出评估结果。
56.具体的，评估模块获取电位传感器测量得到的电位值，并将该电位值与标准电位值的范围进行比对。若监测得到的电位位于0mv～250mv之间时，判断鼓型滤网1位于正常状态下；若监测得到的电位位于0mv～250mv之外时，判断鼓型滤网1位于腐蚀状态下，并发出警报。
57.根据所设置的时间间隔，采集并存储检测数据，通过不同时间段的旋转滤网电位变化进行腐蚀状态的即时定量评估，并据此调整旋转滤网阴极保护系统输出参数，实现旋转滤网阴极保护系统运行参数实时有效调整。
58.本发明的核电厂鼓型滤网1腐蚀状态的监测装置，包括对应鼓型滤网1设置的轨道3、沿轨道3移动的移动小车、设置在移动小车上的电位传感器、用于监测电位的监测模块以及控制模块和评估模块，监测模块的正极与鼓型滤网1的电性连接，监测模块的负极与电位传感器电性连接，控制模块用于控制移动小车的移动、电位传感器的测量以及监测模块和评估模块的动作，评估模块用于将电位的测量值存储并与设置的标准电位值进行比对，输出评估结果。采用该核电厂鼓型滤网1腐蚀状态的监测装置的监测方法，能够解决核电厂鼓型滤网1筒腐蚀状态检测的安全问题、时间问题，提高检测、评估效率，同时进行区域精准监控与评估；能够快速、高效、安全地完成现场检测与评估。
59.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。