一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法技术

本发明专利技术属于核泄漏率计算技术领域，具体涉及一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，包括七个步骤；其特征在于：步骤1，画出新安全壳泄漏率△P‑Qleak的限值曲线；步骤2，查询需要监测机组的Qp历史数据，选取较大值；步骤3，计算值与限值对比；步骤4，结果判断；步骤5，压力变化分析；步骤6，温度变化分析；步骤7，逆向计算结束。本方法具备较强的可执行性，在特殊工况时可以准确的计算安全壳泄漏率。可实现每天对安全壳完整性的及时、有效监测，即对于安全壳完整性的有效监测由5天缩短为1天，实现了及时性。

【技术实现步骤摘要】
一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法
本专利技术属于核泄漏率计算
，具体涉及一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法。
技术介绍
1)安全壳泄漏率简介安全壳是核电厂的第三道安全屏障，是带钢衬里的预应力混凝土结构，作用是限制放射性气体向环境的释放。机组正常运行期间，安全壳处于封闭状态，但因贯穿件在线状态不对，引起安全壳的泄漏。为了保护公众所受辐射安全，电厂设置了安全壳泄漏率在线监测系统(以下简称“监测系统”)对机组运行期间的安全壳泄漏率进行在线监测，监视安全壳的密封性变化，在泄漏率达到运行限值时及时通知操纵员采取必要的行动。2)安全壳泄漏率计算原理在机组正常运行期间，壳内气体压力从-4kPa缓慢升压到+6kPa，然后通过系统排放再降到-4kPa，如此循环反复。影响壳内气体压力的主要因素有，壳内水蒸气的凝结和蒸发、仪表压缩空气的注入(记为Qsar)、壳内其他承压设备的泄漏(记为Qp)以及贯穿件的泄漏(记为Qleak)。根据质量守恒定律，壳内气体总质量的变化率△m/△t＝Qleak+Qp+Qsar(公式①)。将上式中(Qleak+Qp)定义为日平均泄漏率，记为Qld，则由公式①可得Qld＝△m/△t–Qsar(公式②)。根据理想气体状态方程，可计算得到壳内气体总质量变化△m/△t的值；通过电厂SAR系统安装的流量计可读取到Qsar值，即△m/△t和Qsar均为已知值，则由公式②可计算得到Qld值，该值每天可计算得到一组。随着机组连续运行，壳内外气体压差△P在-4kPa-+6kPa变化，可以绘制每天△P和Qld的散点图，然后利用线性回归法得到一条以△P为横坐标、Qld为纵坐标的泄漏率曲线。当△P＝+6kPa时该曲线对应的斜率截距即为安全壳泄漏率(记为Ql60)，也就是安全壳内外压差为+6kPa时通过贯穿件的泄漏Qleak。△P-Qld泄漏率曲线示意图如图1所示。电厂运行技术规格书规定了Ql60限值绝对值不能超过5Nm3/h，当Ql60绝对值大于该限值时将触发安全壳泄漏率高报警，若不能及时查明泄漏原因则机组将后撤运行，造成电厂经济损失。3)Ql60的实际计算机组正常运行时，壳内外气体实际压差始终低于+6kPa，故Ql60不能直接测量得到，而是一个拟合值。为确保拟合值的准确性，监测系统技术规格书要求第一个Ql60的计算至少需要同时满足如下两个条件：a.五个连续有效的(△P,Qld)坐标点；b.△P变化范围应大于1.5kPa。所用的(△P,Qld)的点数越多，△P的范围越大，Ql60的误差就越低，Ql60的代表性也就越好。4)不足之处在实际监测过程中，发现当监测系统重启后初始阶段以及机组处于大修前后一回路状态变化等特殊工况时，监测系统对于Ql60的计算存在及时性不足的问题。由计算Ql60的两个条件可知：当监测系统重启后及机组大修后，△P-Qld泄漏率曲线需重新拟合，第一组Ql60需等至少5天才能得到，而在此之前的5天内对于安全壳完整性的监测处于无效状态。同时，若安全壳完整性存在真实异常，导致△P变化范围无法满足大于1.5kPa的条件，监测系统将始终无法计算得出Ql60，则会影响技术人员对安全壳完整性的判断，进而延误对异常问题的及时处理，给机组安全稳定运行带来风险，也失去了对安全壳完整性的监测意义。综上所述，当监测系统重启后初始阶段以及机组处于大修前后一回路状态变化等特殊工况时，监测系统对安全壳完整性的监测不及时，需要制定新的安全壳泄漏率计算方法，弥补特殊工况时监测系统的不足之处。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述弊端，提出一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，实现了对安全壳边界完整性的及时、准确监测。本专利技术的技术方案如下：一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，所述步骤1，画出新安全壳泄漏率△P-Qleak的限值曲线；根据运行技术规格书对Ql60限值的规定：压差为+6kPa时其绝对值不能超过5Nm3/h，也就是已知两个(△P,Qleak)坐标点(+6,5)和(+6,-5)；根据气体流动的物理原理，当壳内外压差△P为0kPa时，通过机械贯穿件的气体泄漏率为0Nm3/h，即已知了第三个坐标点(0,0)；根据两点确定一条直线的原理，由(0,0)和(+6,5)可以得到一条△P-Qleak的正限值曲线，其斜率为正值；由(0,0)和(+6,-5)可以得到一条△P-Qleak的负限值曲线，其斜率为负值，正限值曲线和负限值曲线在0点交叉，与横坐标分别为-4kPa和+6kPa的两条垂直边界实线之间构成两个三角形区域，正限值曲线和负限值曲线上的坐标点就是对应压差下安全壳泄漏率的限值；所述步骤2，查询需要监测机组的Qp历史数据，选取较大值；由Qld定义可知Qleak＝Qld-Qp，公式③；其中Qld每天可由监测系统计算得到，Qp代表壳内其他承压设备的泄漏，由公式③可知，为得到更准确的Qleak值，反映出通过贯穿件向安全壳外泄漏的最大流量，应选取Qp的较大值；所述步骤3，计算值与限值对比；监测系统每天计算一组Qld，根据公式③，得出每天的Qleak；将每天的△P,Qleak标注在△P-Qleak的限值曲线上进行对比；所述步骤4，结果判断；若△P,Qleak坐标点在两条正负限值曲线内，则拟合得到的曲线比限值曲线平缓，斜率小，Ql60满足限值要求；若△P,Qleak坐标点在两条正负限值曲线范围外，则拟合得到的曲线比限值曲线陡峭，斜率大，Ql60也将大于限值要求，此时需进一步执行步骤5；所述步骤5，压力变化分析；当预判Ql60大于限值时，需分析此时壳内气体压力变化趋势，若压力呈上涨趋势则保持观察一天，重复执行步骤3；若压力未上涨，则执行步骤6；所述步骤6，温度变化分析；若出现压力未上涨的情况，需分析此时壳内气体温度变化趋势；若温度下降则压力未上涨的原因可能由温度变化引起，保持观察一天，重复执行步骤3；若温度上涨或趋于稳定，则安全壳边界异常，需立即响应进行边界查漏；所述步骤7，逆向计算结束；当监测系统满足Ql60两个计算条件后，则逆向计算工作结束，恢复由监测系统自动监测的状态。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过“逆向计算”，当监测系统处于初始状态时，将每天得的Qleak值与正负限值曲线进行对比，即可实现每天对安全壳完整性的及时、有效监测，即对于安全壳完整性的有效监测由5天缩短为1天，实现了及时性。本方法具备较强的可执行性，在特殊工况时可以准确的计算安全壳泄漏率。附图说明图1为
技术介绍
中所述技术方案的△P-Qld泄漏率曲线；图2为本专利技术的△P-Qleak的限值曲线；图3为本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。如图2-3所示，一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，包括以下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，包括七个步骤；其特征在于：步骤1，画出新安全壳泄漏率△P-Qleak的限值曲线；步骤2，查询需要监测机组的Qp历史数据，选取较大值；步骤3，计算值与限值对比；步骤4，结果判断；步骤5，压力变化分析；步骤6，温度变化分析；步骤7，逆向计算结束。/n

【技术特征摘要】
1.一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，包括七个步骤；其特征在于：步骤1，画出新安全壳泄漏率△P-Qleak的限值曲线；步骤2，查询需要监测机组的Qp历史数据，选取较大值；步骤3，计算值与限值对比；步骤4，结果判断；步骤5，压力变化分析；步骤6，温度变化分析；步骤7，逆向计算结束。


2.如权利要求1所述的一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，其特征在于：所述步骤1，画出新安全壳泄漏率△P-Qleak的限值曲线；
根据运行技术规格书对Ql60限值的规定：压差为+6kPa时其绝对值不能超过5Nm3/h，也就是已知两个(△P,Qleak)坐标点(+6,5)和(+6,-5)；根据气体流动的物理原理，当壳内外压差△P为0kPa时，通过机械贯穿件的气体泄漏率为0Nm3/h，即已知了第三个坐标点(0,0)；
根据两点确定一条直线的原理，由(0,0)和(+6,5)可以得到一条△P-Qleak的正限值曲线，其斜率为正值；由(0,0)和(+6,-5)可以得到一条△P-Qleak的负限值曲线，其斜率为负值，正限值曲线和负限值曲线在0点交叉，正限值曲线和负限值曲线在0点交叉，与横坐标分别为-4kPa和+6kPa的两条垂直边界实线之间构成两个三角形区域，正限值曲线和负限值曲线上的坐标点就是对应压差下安全壳泄漏率的限值。


3.如权利要求1所述的一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，其特征在于：所述步骤2，查询需要监测机组的Qp历史数据，选取较大值；
由Qld定义可知Qleak＝Qld-Qp，公式③；
其中Qld每天可由监测系统计算得到，Qp代表壳内其他承压设备的泄漏，由公式③可知，为得到更准确的Qleak值，反映出通过贯穿件向安全壳外泄漏的最大流量，应选取Qp的较大值。


4.如权利要求1所述的一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，其特征在于：所述步骤3，计算值与限值对比；
监测系统每天计算一组Qld，根据公式③，得出每天的Qleak；将每天的△P,Qleak标注在△P-Qleak的限值曲线上进行对比。


5.如权利要求1所述的一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，其特征在于：所述步骤4，结果判断；
若△P,Qleak坐标点在两条正负限值曲线内，则拟合得到的曲线比限值曲线平缓，斜率小，Ql60满足限值要求；若△P,Qleak坐标点在两条正负限值曲线范围外，则拟合得到的曲线比限值曲线陡峭，斜率大，Ql60也将大于限值要求，此时需进一步执行步骤5。


6.如权利要求1或5所述的一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，其特征在于：所述步骤5，压力变化分析；
当预判Ql60大于限值时，需分析此时壳内气体压力变化趋势，若压力呈上涨趋势则保持观察一天，重复执行步骤3；若压力未上涨，则执行步骤6。


7.如权利要求6所述的一种特殊工况时安全壳泄漏率计算方法，其特征在于：所述步骤6，温度变化分析；
若出现压力未...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志永，李晓庚，金凯，李振，饶建民，
申请(专利权)人：福建福清核电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35