[发明专利]一种蒸汽发生器氦质谱检漏系统与检漏方法

权利要求书

1.一种蒸汽发生器氦质谱检漏系统，其特征在于：它包括吸枪定位装置(1)、吸枪组件(2)、流量控制系统(3)、氦质谱检漏仪系统(4)、物理数据测量系统(5)、数据采集和分析系统(6)；吸枪组件(2)安装在吸枪定位装置(1)上；吸枪定位装置(1)安装在蒸发器水室(11)上；流量控制系统(3)与吸枪组件(2)连接；氦质谱检漏仪系统(4)与吸枪组件(2)连接；物理数据测量系统(5)分别与流量控制系统(3)、氦质谱检漏仪系统(4)、温度传感器(7)、压力传感器(8)、氦气浓度传感器(9)连接；数据采集和分析系统(6)分别与吸枪定位装置(1)和物理数据测量系统(5)连接。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器氦质谱检漏系统，其特征在于：所述的吸枪定位装置(1)装载吸枪组件(2)进行定位，使吸枪组件(2)能够被移动到检查计划内的所有传热管(10)下方，由数据采集和分析系统(6)中的运动控制模块进行控制。

3.根据权利要求2所述的蒸汽发生器氦质谱检漏系统，其特征在于：所述的吸枪组件(2)由2根独立的吸气套筒、2根独立的吸气气管和2根独立的吸枪组成，吸枪组件(2)通过快速接口安装在吸枪定位装置(1)上；检验时吸气套筒分别覆盖1根与传热管(10)相连的节流组件(12)，2根吸气气管分别与流量控制系统(3)中的2台流量控制器相连，2根吸枪分别与氦质谱检漏仪系统(4)中的2台氦质谱检漏仪连接；用于吸出传热管(10)中的气体供氦质谱检漏仪系统(4)进行氦气浓度分析。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器氦质谱检漏系统，其特征在于：所述的流量控制系统(3)由2台流量控制器与一台抽气泵组成，通过数据采集和分析系统(6)控制传热管(10)内部的吸气流量。

5.根据权利要求4所述的蒸汽发生器氦质谱检漏系统，其特征在于：所述的氦质谱检漏仪系统(4)由2台氦质谱检漏仪组成，用于分析吸枪组件(2)吸出的气体中氦气的浓度；通过物理数据测量系统(5)将分析后的数据传输给数据采集和分析系统(6)进行记录和分析。

6.根据权利要求5所述的蒸汽发生器氦质谱检漏系统，其特征在于：所述的物理数据测量系统(5)用于测量和记录温度传感器(7)、压力传感器(8)、氦气浓度传感器(9)、流量控制器和氦质谱检漏仪的信号，并将数据传输给数据采集和分析系统(6)。

7.根据权利要求6所述的蒸汽发生器氦质谱检漏系统，其特征在于：所述的数据采集和分析系统(6)由运动控制模块、物理数据采集模块和数据分析模块组成。

8.一种蒸汽发生器氦质谱检漏方法，使用根据权利要求1所述的检漏系统实现，具体包括如下步骤：

步骤一：在正式检查开始前，确认蒸汽发生器壳侧密封性良好；

步骤二：将各子系统/部分：吸枪定位装置(1)、吸枪组件(2)、流量控制系统(3)、氦质谱检漏仪系统(4)、物理数据测量系统(5)、数据采集和分析系统(6)、温度传感器(7)、压力传感器(8)、氦气浓度传感器(9)进行连接；使用数据采集和分析系统(6)对各个子系统/部分进行功能测试，并确认各子系统/部分工作正常；

步骤三：将温度传感器(1)通过快速接口安装在蒸汽发生器水室(11)，温度传感器(7)、压力传感器(8)、氦气浓度传感器(9)通过快速接口安装在蒸汽发生器壳侧；

步骤四：将吸枪定位装置(1)安装在蒸汽发生器水室(11)，并搭载含有2套吸枪和吸气套筒的吸枪组件(2)，进行自动定位，以保证吸枪组件(2)中的任意一个吸气套筒能够到达所有与传热管(10)相连的节流组件(12)下方；

步骤五：使吸枪组件(2)中的2个吸气套筒分别与2根节流阻件(12)接触形成密封，启动流量控制系统(3)，并将2根传热管(10)内部的气体流量设定为Q1，使得传热管(10)内部形成负压气流，分别将2根传热管(10)内部气体吸出，将泄漏出来的氦气从漏点处转移至传热管管口，进而被连接在吸枪组件(2)上的吸枪吸取进入氦质谱仪检漏系统(4)，使用物理数据测量系统(5)记录氦质谱检漏仪系统(4)中2台氦质谱检漏仪的信号值，记为本底I0和I0＇，同时记录2个温度传感器(7)、压力传感器(8)、氦气浓度传感器(9)的数值和2根传热管(10)内部的实际流量值Q1＇和Q1＂，通过局域网将物理数据测量系统(5)记录的数值传输给数据采集和分析系统(6)；将吸枪组件(2)与节流阻件(12)分开；

步骤六：将蒸汽发生器壳侧充入氦气；

步骤七：再次将搭载含有2套吸枪和吸气套筒的吸枪组件(2)与2根节流阻件(12)接触形成密封，并启动流量控制系统(3)，并将2根传热管(10)内部的气体流量设定为Q1，分别将2根传热管(10)内部气体吸出，使用物理数据测量系统(5)记录氦质谱检漏仪系统(4)中2台氦质谱检漏仪的信号值，记为测量值I1和I1＇，同时记录2个温度传感器(7)、压力传感器(8)、氦气浓度传感器(9)的数值和2根传热管(10)内部的实际流量值Q2＇和Q2＂，通过数据采集和分析系统(6)，根据流量控制系统(3)测量出的传热管(10)内部实际气体流量大小Q2和氦质谱仪检漏系统(4)测量出的氦气含量多少I1，以及2个温度传感器(7)、压力传感器(8)、氦气浓度传感器(9)的数值计算出漏点泄漏量的大小；

步骤八：对所有传热管(10)进行定量检查后，确认传热管(10)是否存在泄漏，若未检查到存在泄漏的传热管(10)，则检查结束，进入数据分析管理阶段；若发现传热管存在泄漏，则对存在泄漏的传热管进行定位检查；

步骤九：将吸枪组件与被检传热管(10)相连的节流组件(12)接触并使密封，启动流量控制系统(3)，对被检传热管(10)施加一个吸出流量，在气体完全转移时间tf之后，立刻改变吸出流量Q1，在气体完全转移时间加上安全时间这段时间内保持此流量；然后继续改变吸出流量Q2，在气体完全转移时间加上安全时间这段时间内保持此流量；施加流量Q1所需的时间t1，观测对应流量造成传热管出口处的氦信号值的变化；施加流量Q2所需的时间t2，观测对应流量造成传热管出口处的氦信号值的变化；根据在不同流量Q1/Q2时，信号反应时间t1/t2的不同，利用二次不同流量的等式进行差值计算，计算出漏点的位置；

步骤十：所有存在泄漏的传热管(10)的定位检查结束后，对检查数据进行管理，对所有传热管(10)是否存在泄漏和漏点的大小和位置进行记录；并生成检查报告；检查报告生效后，确认检查最终结束；

步骤十一：拆除相关检查设备，并恢复蒸汽发生器状态。