[发明专利]用于核电站高能管道介质泄漏的温湿度监测方法和监测系统

说明书

技术领域

本发明属于核工业测量技术领域，具体涉及一种用于核电站高能管道介质泄漏的温湿度监测方法和监测系统。

背景技术

破前泄漏技术是保证反应堆运行安全性和可靠性的一种先进的设计技术。其基本思想是当管道发生泄漏，泄漏量达到一定程度时，可以通过专设泄漏监测装置测量出来并告知运行人员，因此，在管道裂纹扩展到临界裂纹尺寸而突然断裂之前，可以有充裕时间实现安全停堆，对泄漏管道进行修补或更换等处理，以避免管道双端断裂的发生。

在以往已建核电站的设计中，对高能管道介质泄漏监测都是采用地坑液位、水装量平衡等常规手段进行监测，这些监测手段总体监测相应时间漫长，并且无法对不可识别泄漏进行定位、定量。对于主管道、主蒸汽管道这样的高能管道为避免管道在极端情况下发生双端断裂，通常可在管道上加装防甩件等限制管道潜在的破裂位移。此种方法成本不菲，且只能在极端工况发生的情况下，被动对事故进行限制，失去了主动监视、预防高能管道脆性断裂的能力。

随着核电技术的发展，如何将破前泄漏技术在核电厂的改造、设计和建造中进行有效应用，具有重要意义，同时会产生巨大的社会和经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于温湿度原理的核电站高能管道专设局部泄漏监测方法和系统，实现对发生介质（水/蒸汽）泄漏的管道进行泄漏位置的定位、泄漏源的尺寸评估、以及泄漏量的监测。

本发明的技术方案如下：一种用于核电站高能管道介质泄漏的温湿度监测方法，该方法在沿高能管壁与保温层之间的传播通道上加装若干个温湿度探头，湿度探头测量介质泄漏后通道内的绝对湿度变化，利用不同探头接收到湿度增加信号的不同时间的相对关系，辨识出泄漏位置；湿度探头记录下湿度增加后，换算出整个通道内总体介质增量，并除以累计所用时间得到泄漏率；然后通过热工计算，将实际泄漏处的体积泄漏率除以泄漏速率，从而估算出泄漏源的尺寸；温度探头通过温度升高对管道泄漏情况和泄漏位置进行辅助性判断。

进一步，如上所述的用于核电站高能管道介质泄漏的温湿度监测方法，其中，对泄漏位置的计算通过以下公式实现：

xL=x1-x1-x3-v12(t3-t1)2]]>

v₁₂=Δx₁₂/(t₂-t₁)

公式中，

x_L为泄漏点的位置；

x₁、x₂、x₃为三个温湿度探头1、2、3布置的位置，取探头1、2在泄漏点处管道介质流向的下游，探头3在泄漏点处管道介质流向的上游；

t₁，t₂，t₃为三个探头接受到相应湿度信号的时间；

v₁₂为两探头间泄漏蒸汽的平均流速；

Δx₁₂为探头1、2的间距。

进一步，如上所述的用于核电站高能管道介质泄漏的温湿度监测方法，其中，对泄漏率的计算可通过以下公式实现：

G_mL=2π(D+l)lv₁₂Δφ

当D>>1时，G_mL=2πDlv₁₂Δφ

公式中，

G_mL为泄漏质量流量；

D为管道外径；

l为管道与保温层之间的缝隙；

v₁₂为两探头间泄漏蒸汽的平均流速；