核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法与流程

本发明涉及核电站蒸汽发生器技术领域，特别是涉及一种核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法。

背景技术：

蒸汽发生器是用于冷却核电站的一回路的高温高压介质的设备，蒸汽发生器运行时，高温介质在蒸汽发生器的一回路一侧经过呈倒u形设置的传热管，传热管的主体处于蒸汽发生器的二回路中，蒸汽发生器的二回路中设有若干支撑板，支撑板上设有梅花孔，传热管穿设在梅花孔中，以对传热管进行支撑，同时梅花孔可让二回路中的水和水蒸气通过支撑板；由于蒸汽发生器长期在高温、高压、高速流量下运行，梅花孔上容易产生泥渣堆积，根据外部经验反馈，须定期对蒸发器传热管外壁泥渣堆积情况进行检测。目前成熟可靠的检测方案是对蒸发器传热管进行涡流检测。

整个涡流检测系统包括检测硬件以及相关软件，硬件包括涡流仪器、电缆、涡流探头、控制箱、定位器、推拔器、通讯系统等；软件部分包括管理软件、采集软件、分析软件、传输软件、协作管理软件、定位器控制软件、推拔器控制软件等。

现有技术中一般通过推拔器将轴绕式涡流探头从蒸汽发生器u型管管口一端到另一端，以采集支撑板处的涡流信号，发生泥渣堆积的支撑板在涡流信号曲线上的相应部分将发生变形，然而现有技术所获得的涡流信号曲线无法确定支撑板上相应孔位的泥渣堆积程度，不利于更准确地规划传热管的清洗作业。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有检测手段无法识别传热管外侧泥渣堆积程度的问题，提供一种核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法。

一种核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法，包括如下步骤：

进行涡流信号采集前的准备处理；

利用旋转探头采集各支撑板的涡流信号；

在分析软件上将所述涡流信号以平面c扫图的模式显示；

根据所述分析软件上平面c扫图中的波谷深度计算对应梅花孔的泥渣堆积情况。

上述核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法，通过将采集到的支撑板上的涡流信号以平面c扫图显示，以波谷相对波峰的深度对应支撑板上梅花孔中的间隙保留大小，利用波谷的高度表示梅花孔上相应间隙的泥渣堆积情况，从而可对支撑板的对应梅花孔的泥渣堆积程度进行识别，有助于提高对蒸汽发生器的整体泥渣堆积的了解，从而能准确地规划蒸汽发生器的传热管清洗作业。

在其中一个实施例中，在所述分析软件上将涡流信号以平面c扫图的模式显示时，对所述旋转探头进行信号显示比例、及旋转角度进行设置。

在其中一个实施例中，在所述分析软件上将所述涡流信号以平面c扫图的模式显示时，将所述涡流信号的显示由长条图转换为平面c扫图。

在其中一个实施例中，根据所述分析软件上平面c扫图中的波谷深度计算对应所述梅花孔的泥渣堆积情况的步骤中，在所述平面c扫图中，将波峰与零线之间的距离进行划分；根据划分出的等距线，确定所述波谷由于变形而相对所述零线的高度；根据所述梅花孔的叶数，对所述波谷深度进行加权计算，获得所述梅花孔的孔堆积率。

在其中一个实施例中，还包括步骤：对多个所述传热管进行涡流检测后，对同一所述支撑板的整体泥渣堆积情况进行统计分析。

在其中一个实施例中，进行涡流信号采集前的准备处理时，在所述采集软件上，对所述旋转探头的通道进行频率及模式的设定。

在其中一个实施例中，所述采集软件上设有与所述旋转探头对应的第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道、第六通道、第七通道、第八通道、第九通道、第十通道、及第十一通道；所述第一通道、所述第五通道、及所述第八通道的设定频率依次为400khz、300khz、100khz；所述第一通道、所述第五通道、及所述第八通道的设定模式依次为绝对、绝对、绝对；所述第四通道、所述第七通道、及所述第十通道的设定频率依次为400khz、300khz、100khz；所述第四通道、所述第七通道、及所述第十通道的设定模式依次为绝对、绝对、绝对；所述第三通道、所述第六通道、及所述第九通道的设定频率依次为400khz、300khz、100khz；所述第三通道、所述第六通道、及所述第九通道的设定模式依次为差分、差分、差分；所述第二通道及所述第十一通道的设定频率依次为400khz、30khz；所述第二通道及所述第十一通道的设定模式依次为绝对、绝对。

在其中一个实施例中，进行涡流信号采集前的准备处理时，对推拔器的推进速度、及所述旋转探头的旋转速度进行设定。

在其中一个实施例中，进行涡流信号采集前的准备处理时，将所述旋转探头从所述传热管的一端穿入，并在所述旋转探头到达指定的所述支撑板的检测初始位置时停止。

在其中一个实施例中，利用所述旋转探头采集各支撑板的涡流信号时，利用推拔器推动所述旋转探头沿所述传热管移动。

附图说明

图1为本发明的一实施例的核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法的流程图；

图2为图1所示的进行涡流信号采集前的准备处理步骤的具体流程图；

图3为图1所示的在分析软件上将涡流信号以平面c扫图的模式显示步骤的具体流程图；

图4为图1所示的根据分析软件上的平面c扫图中的波谷深度计算对应梅花孔的泥渣堆积情况步骤的具体流程图；

图5为蒸汽发生器内部的支撑板与传热管的局部示意图；

图6为支撑板与传热管之间在平面上的配合关系图；

图7为旋转探头通过未发生泥渣堆积的梅花孔时所接收的涡流信号所生成的平面c扫图；

图8为旋转探头通过发生泥渣堆积的梅花孔时所接收的涡流信号所生成的平面c扫图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图4，为本发明一实施方式的核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法，用于蒸汽发生器内与支撑板600对应的传热管800表面的泥渣堆积情况进行测量。该核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法的步骤包括：

s10：进行涡流信号采集前的准备处理；

s20：利用旋转探头700采集各支撑板600的涡流信号；

s30：在分析软件上将涡流信号以平面c扫图的模式显示；

s40：根据分析软件上的平面c扫图中的波谷深度计算对应梅花孔601的泥渣堆积情况。

通过将采集到的支撑板600上的涡流信号以平面c扫图显示，以波谷相对波峰的深度对应支撑板600上梅花孔601中的间隙602保留大小，利用波谷的高度表示梅花孔601上相应间隙602的泥渣堆积情况，从而可对支撑板600的对应梅花孔601的泥渣堆积程度进行识别，有助于提高对蒸汽发生器的整体泥渣堆积的了解，从而能准确地规划蒸汽发生器的传热管800清洗作业。

请参阅图2，在步骤s10中，包括

步骤s11：在采集软件上，对旋转探头700的通道进行频率及模式的设定；

步骤s12：对推拔器900的推进速度、及旋转探头700的旋转速度进行设定。

步骤s13：将旋转探头700从传热管800的一端穿入，并在旋转探头700到达指定支撑板600的检测初始位置603时停止，然后等待推拔器移动旋转探头700以采集相应支撑板的信号；

在步骤s11中，具体地，旋转探头700上设有第一扁平线圈、第二扁平线圈、及十字线圈，第一扁平线圈、第二扁平线圈、及十字线圈以120°的间隔放置于旋转探头700骨架的同一周向横截面上；其中，第一扁平线圈的直径为0.115英寸，第二扁平线圈的直径为0.08英寸。旋转探头700连接马达，以提供旋转动力，配合推拔器900带动的直线运动同步进行螺旋形扫查。具体地，旋转探头700可为zetec的+point-.610-mrpc，或其他具有同等功能的旋转探头。

根据表1，采集软件上设有与旋转探头700对应的第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道、第六通道、第七通道、第八通道、第九通道、第十通道、及第十一通道。

第一通道、第五通道、及第八通道分别与第一扁平线圈对应，第一通道、第五通道、及第八通道的设定频率依次为400khz、300khz、100khz；第一通道、第五通道、及第八通道的设定模式依次为绝对、绝对、绝对。

第四通道、第七通道、及第十通道分别与第二扁平线圈对应，第四通道、第七通道、及第十通道的设定频率依次为400khz、300khz、100khz；第四通道、第七通道、及第十通道的设定模式依次为绝对、绝对、绝对。

第三通道、第六通道、及第九通道分别与十字扁平线圈对应，第三通道、第六通道、及第九通道的设定频率依次为400khz、300khz、100khz；第三通道、第六通道、及第九通道的设定模式依次为差分、差分、差分。

第二通道对应旋转探头700的触发功能，第十一通道对应支撑板600定位功能；第二通道及第十一通道的设定频率依次为400khz、30khz；第二通道及第十一通道的设定模式依次为绝对、绝对。

在步骤s12中，将推拔器900的推进速度设定为5～9mm/s，优选地，推进速度为7mm/s；旋转探头700的转速设定为15转/s。

表1

请参阅图5，其中，在步骤s13中，旋转探头700首先移动至支撑板600的检测初始位置603，处于支撑600的上侧，且与支撑板600的上边缘相距45-55mm。

具体地，在步骤s20中，利用推拔器900推动旋转探头700沿传热管800移动，同时，旋转探头700开始旋转并采集数据，旋转探头700移动至支撑板600的下侧，且与支撑板600的下边缘相距45-55mm时，停止旋转并停止数据采集，由推拔器900继续推动旋转探头700至下一层支撑板600的检测初始位置603，重复同样操作，进行数据采集。具体地，检测初始位置603与对应支撑板600相距约45～55mm。

具体地，由于旋转探头700为刚性，故旋转探头700一次移动的单程只能在传热管800的其中一直管段中移动检测，若要对传热管800的另一直管段上的支撑板600进行检测，则旋转探头700及推拔器900需要重新安装。在实际应用中，一般仅对传热管600上高温介质流入的直管段801进行涡流检测。具体地，由于最高层的支撑板的泥渣堆积较严重，故通常直接对最高层的支撑板600进行涡流信号检测。

请参阅图3，步骤s30中，包括：

步骤s31，在分析软件上，对旋转探头700进行信号显示比例、及旋转角度进行设置；

步骤s32，在分析软件上，将涡流信号的显示由长条图转换为平面c扫图。

请参阅图7及图8，在平面c扫图中，波峰部分表示支撑板600与传热管800的接触位置，波谷部分表示传热管800外侧在支撑板600上的间隙602；在平面c扫图中，梅花孔601的叶数与波峰或波谷的数量对应；在本实施方式汇总，梅花孔601为四叶结构，因此，平面c扫图中的波峰数量、波谷数量均为四。

请参阅图4，步骤s40中，包括：

步骤s41：在平面c扫图中，将波峰与零线之间的距离进行划分；

步骤s42：根据划分出的等距线，确定波谷由于变形而相对零线的高度；

步骤s43：根据梅花孔601的叶数，对波谷深度进行加权计算，获得梅花孔601的孔堆积率。

请参阅图7，具体地，在测量方法实施前，通过令旋转探头700通过人工加工的标定管完成校验，从而分析软件可获得零线位置；波峰与零线之间划分出若干等分线，在本实施方式中，波峰与零线之间的距离划分为十等分。

请参阅图5及图6，由于梅花孔601的结构特性，当传热管800的直管段穿设在梅花孔601中部后，梅花孔601的内端部与传热管800的表面相抵靠，从而避免传热管800因水流或气流的冲击而发生振动；另外，梅花孔601在传热管800的外侧留有间隙602，以便水流或气流通过支撑板600，间隙602即为梅花孔601的叶，故间隙602的数量与梅花孔601的叶数对应。当传热管800外侧发生泥渣堆积时，间隙602被部分或完全填充，涡流信号增强，波谷变形后，其上侧边缘的高度反应出了泥渣堆积程度。

请参阅图8，在本实施方式中，对于单个四叶的梅花孔601，其各个波谷相对零线的高度分别为a1、a2、a3、及a4，若波峰相对零线的高度为a，则该梅花孔601的孔堆积率h可由式(1)计算：

其中，n为梅花孔601的叶数；根据图8所示结果，a1、a2、a3、及a4分别为3、2、1、1，a为10，因此，其计算得的孔堆积率为17.5％。

请参阅图1，进一步地，为方便清楚确定是否需要进行支撑板600的清洗作业，核电站蒸汽发生器传热管支撑板泥渣堆积的测量方法还包括：

步骤s50：对多个传热管800进行涡流检测后，对同一支撑板600的整体泥渣堆积情况进行统计分析。

具体地，在步骤s50中，通过均匀选取进行涡流检测的传热管800，令获得孔堆积率的梅花孔601均匀分布在相应支撑板600上，从而可确定指定支撑板600上的整体泥渣堆积情况。

本实施例中，通过将采集到的支撑板上的涡流信号以平面c扫图显示，以波谷相对波峰的深度对应支撑板上梅花孔中的间隙保留大小，利用波谷的高度表示梅花孔上相应间隙的泥渣堆积情况，从而可对支撑板的对应梅花孔的泥渣堆积程度进行识别，有助于提高对蒸汽发生器的整体泥渣堆积的了解，从而能准确地规划蒸汽发生器的传热管清洗作业。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。