[发明专利]一种蒸汽发生器在线疲劳寿命监测装置及方法

说明书

本发明涉及核电疲劳寿命监测技术领域，具体公开了一种蒸汽发生器在线疲劳寿命监测装置及方法。该监测装置中疲劳监测点温度测量装置和疲劳监测点压力测试装置分别与服务器相连接，并将金属壁面及流体温度数据，以及蒸汽发生器一次侧压力和二次侧压力传输至服务器，并在服务器中处理、显示监测结果；与服务器相连接的疲劳监测点应力处理模块利用监测点测量的温度和压力参数，利用应力计算函数转换为监测点应力计算结果，并传输至与疲劳监测点应力处理模块相连接的监测点疲劳寿命在线分析模块转换为累积疲劳损伤系数。该装置及方法具有高精度、高效率及在线评价等优点。

技术领域

本发明属于核电疲劳寿命监测技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器在线疲劳寿命监测装置及方法。

背景技术

蒸汽发生器是核电厂核岛内重要的设备，是核电厂一回路及二回路重要压力边界，而疲劳是影响蒸汽发生器压力边界完整性的重要因素，如何实时把握蒸汽发生器关键承压部件疲劳损伤状态至关重要，累积疲劳损伤系数是衡量疲劳损伤状态的重要指标，目前核电厂对蒸汽发生器疲劳敏感点的累积疲劳损伤系数评价均采用离线方式，评价耗时，且由于设计瞬态与实际瞬态之间的差异导致评价结果不能如实反映蒸汽发生器实际疲劳损伤状态，评价结果过于保守，难以为蒸汽发生器老化管理及许可证延续提供准确数据，通过蒸汽发生器在线疲劳监测装置可有效获得蒸汽发生器实际运行参数，并对实际疲劳损伤系数做出精确评估。

现有的蒸汽发生器疲劳寿命评价方式，虽然可以得到蒸汽发生器关注部位累积疲劳损伤系数，但是其输入数据来自两个部分，一是设计瞬态数据，该数据会得到较大蒸汽发生器各部件的累积疲劳损伤系数，保守裕量过大；另外一项数据来自核电厂信息系统，需通过手动方式获取与蒸汽发生器疲劳寿命相关的数据，通过有限元数值分析技术获得评价部位的应力分布状态，并依据规范要求，得到蒸汽发生器累积疲劳损伤系数结果，其中在利用手动方法获取蒸汽发生器相关数据时，由于数据量庞大，按照实际采集数据，并结合数值分析技术计算蒸汽发生器应力分布状态并不现实，需对实际数据进行包络处理，从而造成了评价结果过于保守，且数据分析处理及利用数值分析技术计算蒸汽发生器应力状态时需要花费大量的时间，效率不高。同时，利用核电厂现有的热工数据采集条件并不能获得准确的蒸汽发生器疲劳敏感部位实际温度数据，从而影响蒸汽发生器累积疲劳损伤系数的计算精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽发生器在线疲劳寿命监测装置及方法，解决现有蒸汽发生器疲劳寿命保守裕量大，过程耗时，精度不高等问题。

本发明的技术方案如下：一种蒸汽发生器在线疲劳寿命监测装置，该监测装置包括疲劳监测点温度测量装置、疲劳监测点压力测试装置、疲劳监测点应力处理模块以及监测点疲劳寿命在线分析模块，其中，疲劳监测点温度测量装置和疲劳监测点压力测试装置分别与服务器相连接，并将疲劳监测点温度测量装置监测获得蒸汽发生器疲劳监测点金属壁面及流体温度数据，以及疲劳监测点压力测试装置测量的蒸汽发生器一次侧压力和二次侧压力传输至服务器，并在服务器中处理、显示监测结果；与服务器相连接的疲劳监测点应力处理模块利用疲劳监测点温度测量装置和疲劳监测点压力测试装置测量的温度和压力参数，利用应力计算函数转换为监测点应力计算结果，并传输至与疲劳监测点应力处理模块相连接的监测点疲劳寿命在线分析模块，并利用监测点疲劳寿命在线分析模块将监测点应力数据转换为累积疲劳损伤系数，并显示任一运行周期内的蒸汽发生器各监测点疲劳寿命。

所述的疲劳监测点温度测量装置包括在蒸汽发生器疲劳敏感部位共布置12个温度计，用于测量金属壁面温度；以及在蒸汽发生器进出口管嘴、蒸汽出口管嘴及给水管嘴处布置4个温度计，用于进行流体温度测量；利用上述温度计测量蒸汽发生器特定部位的金属壁面及流体温度。

所述的疲劳监测点应力处理模块包括管板应力处理模块、一次侧进出口管嘴应力处理模块、给水管嘴应力处理模块、蒸汽出口管嘴应力处理模块以及筒体应力处理模块，上述各个应力处理模块可实现对疲劳监测点温度测量装置和疲劳监测点压力测量装置监测的不同监测点的温度与压力参数转换为相应的应力参数。