Способ определения места утечки в емкостях,работающих под давлением

Способ определения места утечки в емкостях,работающих под давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контролю герметичности емкостей, работающих под давлением, и позволяет повысить точность определения места утечки. Измеряют фоновые высокочастотные шумы емкости в течение 10 мин и среднее значение их интенсивности принимают за пороговое. Регистрируемое эффективное значение высокочастотных шумов сравнивают с пороговым и при превышении его над последним делают вывод о наличии утечки. С помощью нескольких зондов, установленных на стенках емкости, определяют место максимального шума, которое является местом утечки. Последнее определяют раздельно для нескольких различных частот и усредняют полученные значения . Зонды периодически калибруют с помощью известного звукового сигнала с известным положением в пространстве . Для снижения фонового шума при контроле охлаждающего контура ядерного реактора во время регистрации шумов основной насос отключают. 4 3.п. ф-лы, 5 ил. I СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) АЗ (5D ф 01 М 3/24t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н IlATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3791605/25-28 (22) 21.09.84 (31) Р 3336245.9 (32) 05.10.83 (33) DK (46) 23. 05. 88. Бюл. У 19 (7 1) Крафтверк Унион АГ (DK) (72) Вильгельм Лойкер, Гюнтер Штипситс и Бернхард Тиль (DE) (53) 620.165.29(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР (947666, кл. G Ol M 3/24, !980.

Патент Великобритании

У .!349120,,кл. H l D, 1974. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА УТЕЧКИ

В ЕМКОСТЯХ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к контролю герметичности емкостей, работающих под давлением, и позволяет повысить точность определения места утечки.

Измеряют фоновые высокочастотные шумы емкости в течение 10 мин и среднее значение их интенсивности принимают за пороговое. Регистрируемое эффективное значение высокочастотных шумов сравнивают с пороговым и при превышении его над последним делают вывод о наличии утечки. С помощью нескольких зондов, установленных на стенках емкости, определяют место максимального шума, которое является местом утечки. Последнее определяют раздельно для нескольких различных частот и усредняют полученные значения. Зонды периодически калибруют с помощью известного звукового сигнала с известным положением в пространстве. Для снижения фонового шума при контроле охлаждающего контура ядерного реактора во время регистрации шумов основной насос отключают.

4 з.п. ф-лы, 5 ил. * 3987 78

Изобретение Относится к,;oFtzpottbнО "измерительной т;.хнкке и можа I быть использОвано д31я Определения места утечки в емкостях, 1>абота<ощих под давлением,, например охлаждающем контуре ядерного peàt.<ора или в трубопроводных системах химкческHx устаF" OI2OW.

1(елью изобретения является повь1шение точности путем исключения погрешности, обуслов.ленной влиянием «астоты звука на его затухание в стенках емкости.

На фиг. 1 представлена схема части1 первичного охлажда1<2111его контура реактора; на фиг. 2 .- Схема установки двух зондов и регистрируемые имк значения звуковых шумов; на фиг. 3 принципиальная блок--схема устройства для.реализации способа," на фиг. 4 детализированная 631ок-схема того же устройства; на фиг,, 5 — график зна, чений регистрируемых звуковых шумов по длине контролируемой емкости и результатов их обработки.

Йервичный контур 1 ре,-:.т,,ара, ох3 .аждаемого водой, вклкзчает 3 себя напорную емкост:= 2 peактОра B кото рой размещена с;-рп>3евина реактора

"т»Е ПОКаэаиа3< q 0HB ОХ3 ажд 1ЕТСН НЯХО ,т»ЯЩЕЙСЯ НОД ДНВЛЕНИЕМ ВОДОЙ, КОТОра,т подводится,осн>эвьл:„,; на< Ос<>м 3 ;:хлаждения через ">.оубопровод т< бла»годаря пароген<»р»>тор»3 э., Я 1тарогенеРаТОf3Е Э РаЗОГPЕтай Н СeРДЦЕВИНЕ

35 реектоt а нано 32<ая вода отдает с13ое, »!ПЧО ПК . аТЕ. »-;..>НОй ОДЕ > КО 3 ОРН:1 тс<

11:Iì Образ.эм испарн тсяе Затем пар

ti I>» води t b дви21 (« .»>»е т gpQFI»t",; 1 е tte»oe-Я тr!pa

1 асос 3 с",<дит на хо3»днэй;- ктке я, .рного реакт:: :;>а> "а. . как паоогенер;»"! o» «» ч,: реэ кc>t-!II,ó !; н тр1> >прotto

33а ., которые связаньt i póã с другом,. р» - » Ф <Ь»;Н т ;;;: :r" ТВ» Н2»> -„.1 . P->тжат» ГСFI В На13 —. ра<,леиик с I >e3 FI

В певвичном Koнт3> :>е . 2,",тановлено

1>ять IO F131;. «3 9, содержащих пьеэоэле тр»кчес ие ---.»увствк".ельнь:,:.. элемент ы, к;2торые через:-: Олв 0 3:çö свя заны СО стенкой ItepÂFI«t ;oF c конт 2 pH . т, e .

231»<РОК >ГOJIOCHbtl ЧУВС i:3H Te„fbttbte ЭЛЕменты, к >торые предназначены для спектра частот 100 — 800 кГц. Волков водам является металлический стержень, например,, д;.аметром << мм и длиной 30 м<к, wove>pbtt соединен чувствктель1<ь>м элеме:- том через KoHII ческую концевую часть. Соединение производится благодаря нажимному предварительному натяженк<о, которое одновременно прижимает волновод к стенке первичного контура 1 °

Кроме того, на первичном контуре

1 установлен электроакусткческий передатчик 10, который может выдавать определенный сигнал для калибровки, который вводится в определенном месте в корпус основного насоса 3 охлаждения, На фиг. 2 схематично показана компоновка двух зондов на стенке первичного контура 1. Между зондом обозначено место утечки L с интенсивностью утечки М, Оно удалено от одного зонда 9 на расстояние d, и от другого зонда 9 на расстояние

d, Расстояние d<+d между зондами 9 составляет, например, 10 м. Выходы зондов 9 эапитывают через предварительные усилители 11 вольтметры 12, образующие эффективное значение шумов. Вольтме;"-,.ы 12 показывают возрастание шума :. началом утечки к.времени t, (фиг. 5), С .мма повышения шу- ма, т,е, изменение эффективного значения сигнала вольтметров 12,зависит от расстояния места утечки От зондов 9 потому, что шум„ попадающий в качестве звука. Исследуемого тела K зондам„,цемцфируется в стенке. Зонд

9 с меньшим удалением от течи выдает более сильный сигнал U(d<), чем более удаленный зонд 9 с скгн=".ëobt - (Ь) .

На фкг„2 производственный фон шума утечки, т. е. уровень шума. Имеющийся при нормальной работе, обозначен д, значение 0, шума, 1;оявля>ощееся в момент времени с, с началом утечки, состоит кэ фонового шума Up, к дополнительного п<ума 1,,,„ вь. званного утечкой, Зонды Оснащены широкополосными уСКЛКТЕЛт МЛ 1 1» КОТ >рЬ1Е СВяэаНЫ ЧЕ

pes перек32ючатe3» 1 .. : метром 12 для измерения эффективных значений, вь::ход кото>рого присоединен уст>ройc t I3»>> l li для обработки данных.

УСИ33:.. е,:ть 11 передатчика 10 связан

« ер = э формирователь 1 6 Импульсов с

62 на.. ным генератором 17 шума, который в определенные мом нть времени управляется от устройст .:. I - Обраб 2ткк да- нъ>х.- Устройство l- . -бработки дан«!t, км.ет на нчх<> -,е :-I ìoïèñåö 15, 1398778 который может также включать в себя магнитную запись.

Кроме того, каждый зонд 9 связан через волновод 18 с первичным конту5 ром 1, который представляет собой стенку емкости. Зонд 9 связан через усилитель ll имеющий 40 дБ, с функциональным узлом 19. Он включает в себя управляющее электронное устройство, в частности для опроса зондов 9 в режиме шагового перемещения, анало" говый соединительный элемент и преобразователь непрерывных величин в цифровые, значения которых подаются в двойную кольцевую линию 20, имеющую кольца 21 и 22. Кольцевая линия

20 связана с каждым из зондов. 9, при необходимости с пучком, в котором объединены несколько зондон 9 с их функциональными узлами 22 в кольцевую станцию 23.

Кольцо 21 кольцевой линии 20 выполнено двухполюсным. Оно служит для цифровой передачи данных, Кольцо 22 25 передает аналоговые величины сигнала.

Далее к кольцевой линии 20 присоединен по меньшей мере один блок 24 калибровки. Он включает в себя пере датчик 10, который предусмотрен для подачи звукового сигнала, с известной частотой и амплитудои. Однако с помощью двух передатчиков 10 с известным расстоянием между ними можно еще более точно контролировать функцию определения местонахождения. 35

Кольцевая линия 20 ведет к головной станции 25, которая находится за пределами включающего первичный контур 1 резервуара 26. Головная станция 25 включает в себя цифровое элек" тронное устройство 27 обработки данных, ж еющее запоминающее устройство

28 и микропроцессор 29, который управляет самописцем 15. С электронным устройством 27 обработки данных связана через провод 30 шина 31, которая ведет к диагностической системе. Провод 32 ведет к другой шине 33, которая принадлежит управляющей технике атомной электростанции, которая

50 включает в себя реактор, охлаждаемый водой под давлением. К электронному устройству 27 обработки данных может быть присоединено мобильное табло 34 обслуживания. 55

Способ определения места утечки в емкостях, работающих под давлением, осуществляется следующим образом.

Пороговое значение фонового высокочастотного звукового шума определяют путем измерения эксплуатационного шума охлаждающего контура в течение времени не менее 10 мин. 3аno ranmee устройстно 28 служит для формирования долговременного среднего значения интенсивности фонового шума, которое принимают за пороговое значение ° Пороговое значение является скользящим, так как меняется при изменении производственного шума. Кроме того, запоминающее устройство 28 служит для того, чтобы в случае утечки зафиксировать "предысторию" шума утечки.

Во время контроля с помощью зондон 9 осуществляется измерение нысокочастотных шумов. Их эффективное значение в микропроцессоре 29 сравнивается с пороговым значением, и в случае повышения этого эффективного значения над пороговым формируется сигнал о наличии утечки, По интенсивностям U(d ) и U(d ) шумов, регистрируемых каждым из зондов 9, определяются расстояния d и d от этих зондов 9 до места мак2

Ю симального затухания шумов, что зависит от частоты, поэтому определение места утечки проводят раздельно для нескольких частот. Полученные координаты места утечки усредняют.

Таким образом, положение места утечки может быть определено с точностью до нескольких процентов от расстояния между зондами 9.

Зонды 9 соединены с головной станцией 25 через кольцевую линию 20.

Если линия 20 исправна, сигнал поступает на станцию 25 дважды. В случае обрыва линии 20 в любом месте сигнал поступит на станцию 25 через целую ветвь. Таким образом, использование кольцевой линии 20 повышает надежность контроля.

Периодически, например один раэ в 24 ч, проводят калибровку зондов

9. С помощью электроакустического передатчика 10, который может выдавать известный звуковой сигнал в известном месте, возбуждают зонды 9.

Таким образом учитываются и сравниваются изменения состояния чувствительных элементов зондов 9. При этом определяются конкретные коррекционные факторы для каждс г.> зонда 9, 1398778 на которые умножаются их сигналы при дальнейшем контроле „

Калибровка может также включать в себя определение положения местона5 хождения передатчика 10. При этом проверяется совпадение рассчитанных по сигналам зондов 9 местонахождений передатчика 10 с истинным. Такая периодическая проверка позволяет быстро устанавливать вышедшие из строя зонды 9. Обычно в системе имеются резервированные зонды, что обеспечивает эксплуатационную надежность системы. t5

На диаграмме с эффективными значениями 11(мВ) на логарифмической ординате над интервалом Й(м) на линейной абсциссе показано, что эксплуатационные шумы U<(t ) выдают в пяти зондах и

9 эффективное значение, которое находится в области 1 — 5 мВ исходного напряжения (фиг. 5, кривая 35). Для имитиронания утечки на эксплуатационный шум наложен с помощью передатчи- 25 ка 10 нысокочастотньй сигнал. Суммарный сигнал образует более высокие значения U6 (й,) (криная Зб). Затем из корня разности квадратов иэмеренньix величин получают чистый передан- З0

Г ный "èãíàë U = U -Uz . Этот переданный сигнал экспоненциально зависит от места расположения имитированной утечки и при полулогарифмическом построении образует дне находящиеся под углом одна к другой прямые 37 и

38. Их точка 39 пересечения показывает место имитированной утечки L.

40 ,Пля случая реальной утечки получают соответствующие прямые 37 и 38 для определения ее местонахождения.

Для снижения фоновых шумов при обнаружении утечки в ядерном реакторе основной насос 3 охлаждения отключается„ При этом сущес.твенно уменьшается уровень шумов и повышается чувствительность. С лоньпшенной чувствительностью можно обнаружить утечку менее 30 кгуч, в то время как при работающем насосе 3 надежно можно определить утечку до 100 кг/ч. Этот прием применим к ядерным реакторам несколькими контурами охлаждения, э которых возможно отключение основного насоса охлаждения и одном кон..уре без ущерба для эксплуатации.

Формула изобретения

1, Способ определения места утечки в емкостях, работающих под давлением, заключающийся в том, что определяют пороговое значение фонового шума путем измерения фоновых высокочастотных звуковых шумов емкос" ти, регистрируют высокочастотные звуковые шумы от течи с помощью по меньшей мере двух зондов, установленных на стенках емкости, зарегистрированные сигналы усиливают, сравнивают эффективное значение их интен синности с порогоным значением фоно" ного шума и.при превышении ее над пороговым значением получают сигнал утечки, сравнивают друг с другом эффективные значения интенсивности звуковых шумов емкости по меньшей мере от двух зондов, по результатам этого сравнения с учетом расстояния между этими зондами и зависящего от частоты коэффициента затухания звуковых шумов в стенках емкости определяют место максимального звукового шума емкости, которое принимают за место утечки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение фоновых шумов проводят в течение 10 мин, среднее значение их интенсивности принимают за пороговое, регистрацию высокочастотных звуковых шумов от течи осущестнляют для нескольких различных частот, определение превышения их над пороговым . значением и места максимального звукового шума емкости осуществляют для каждой из этих частот отдельно и место течи определяют как .среднее значение этих мест максимального звукового шума.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что зонды калибруют путем возбуждения их через определен" ные промежутки времени с помощью иэ. вестного звукового сигнала °

3. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что используют из вестный звуковой сигнал с известным положением в пространстве и после калибровки зондов определяют с их помощью место положения известного звукового сигнала„ сравнивают его с известным H определяют погрешность определения этого места, 4, Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что после полу1398778 чения сигнала утечки в ядерном реакторе с основным охлаждаюшим насосом при регистрации звуковых шумов основной охлаждающий «асос отключа ют.

5. Способ по пп. 1-, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что зарегистрированные зондами сигналы передают на гс.донную станцию по двум независимым одна от другой проводящим линиям.

1398778

/ Щ с s 23

ВН1 11И Заказ 2610/58 Тираж 847 Подписное

Произв." полигр. пр-тие,, г. Ултород, ул. Проектная, Т