核電廠換熱設備渦流檢驗結果數據統計與分析淺談

馬奔宇 張文哲 高旭東

【摘 要】CNPO在核電廠在役檢查過程中積累了大量的換熱設備渦流檢驗結果數據，這些數據均以結構化的形式規范存儲于專門的核電役檢信息化平臺（IMS）;根據換熱設備運行管理、維護的需要，CNPO能夠使用這些歷史數據進行合適的統計和分析，有效利用這些數據的價值。

【關鍵詞】核電廠換熱設備;渦流檢驗;統計和分析

中圖分類號： TM623.4 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）04-0218-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.083

Statistic and analysis of eddy current test results of heat exchanger equipment in nuclear power plants

MA Ben-yu ZHANG Wen-zhe GAO Xu-dong

（In-service Inspection Center of Nuclear Industry， CNNC Wuhan Nuclear Power Operation Technology Co.， Ltd.， Wuhan Hubei 430223， China）

【Abstract】With the process of nuclear power plants in-service inspection actuated by CNPO，there are large amounts of Eddy current testing data normalized and structured in IMS platform. Based upon Heating-Transfer devices running and maintenance requirements， CNPO can use these historical data for appropriate statistics and analysis， and effectively utilize the value of these data.

【Key words】Nuclear power plants heating-transfer devices; Eddy-current test; Statistics and analysis

1 現狀

當前，中核武漢核電運行技術股份有限公司（簡稱CNPO）承擔了國內主要核電廠的換熱設備役前與在役檢查工作，在此過程中積累了大量的換熱管渦流檢驗結果數據，這些數據經CNPO役檢技術人員的規范化、結構化處理后已存儲于該公司開發的核電役檢役檢信息化平臺（IMS），授權用戶能夠在IMS平臺中對這些渦流檢驗歷史結果數據進行訪問。

隨著換熱設備投運時間的增長，累積的缺陷數量、缺陷管數量及堵管數量隨大修次數增加而逐年增長，IMS平臺中存儲的這類數據也逐步增加，因此可以引入合適的方法來有效利用這些數據。

2 數據分析及應用的需求

換熱設備是核電廠中執行能量轉換、余熱排放及除氣冷凝等功能的關鍵設備，某些設備（如蒸汽發生器）同時還承擔著一回路邊界的重要職能，針對換熱設備的換熱管進行渦流檢驗是掌握設備健康狀態的必要手段，因此在役檢查執行人員、核電廠管理部門和監管單位希望能夠直觀、便捷地獲取缺陷的分布信息和缺陷變化的趨勢信息，具體需求為：

（1）單臺換熱設備整體缺陷數量及存在缺陷的管子數量增長較快，或單根管子軸向缺陷數量增多，核電廠管理部門、監管單位需要獲取缺陷分布信息及缺陷數值變化趨勢信息;

（2）核電廠管理部門、監管單位對于特定的渦流檢驗缺陷類型存在專門的類型或數量統計和缺陷數值變化趨勢分析需求。

3 數據分析方法

3.1 基于圖形化技術的缺陷數據統計方法

使用IMS平臺中提供的“特殊部件模塊”管板管理功能，并提供可擴展/配置的篩選條件（如指定行、指定列、泥渣區及大彎管區等區域條件，以及特定幅值范圍、特定傷深范圍、特定相位范圍及指定的通道等類型條件），IMS平臺能夠根據用戶選定的篩選條件在二維管板圖中展示缺陷分布信息，二維管板圖中采用顏色標識方案來區分超標管、達記錄管、跟蹤檢查管、待檢管、堵管等不同類型換熱管，效果如圖1所示;

使用IMS平臺中提供的“特殊部件模塊”缺陷信息三維展示功能，導入換熱設備的傳熱管渦流檢驗結果數據，IMS平臺能夠根據用戶選定的篩選條件（篩選條件同二維圖形一致）按照時間維度展示該換熱設備單次大修或歷次大修的周向（管板周向分布）及軸向（單個管子軸向分布）視角的缺陷分布情況，效果如圖2所示;

3.2 基于動態圖表技術的缺陷數據統計方法

（1）對統計條件集合Uc初始化，集合Uc包括：支撐板區間統計條件子集Uc-sd，缺陷類型統計條件子集，缺陷參數統計條件子集Uc-ch，檢驗周期統計條件子集Uc-ip;

（2）根據實際業務需要手動調整各子集中元素的值，包括支撐板區間具體范圍、所需的缺陷類型編碼、缺陷參數名稱以及檢驗周期范圍，同時可手動選擇所需的視覺效果，如顏色、標識符樣式等;

（3）對調整后的各子集中元素值執行校驗;

（4）將完成校驗后的條件集合Uc中最終值傳遞至圖表自變量數據結構，由圖表引擎執行圖表生成操作，效果如圖3所示，圖中使用柱狀圖展示了該換熱設備在指定大修范圍期間各支撐板的缺陷分布統計結果信息;

b）趨勢圖動態生成

（1）對趨勢分析對象集合Uo初始化，集合Uo包括：缺陷參數對象子集Uo-ch，時間對象子集Uo-ip以及分析算法子集Uo-alg;

（2）算法子集Uo-alg為可定制/擴展的趨勢分析算法庫，算法文件需采用IMS支持的格式;

（3）對子集Uo-ch和子集Uo-ip中的元素值執行校驗;

（4）將完成校驗后的條件集合Uo中最終值傳遞至趨勢圖對象數據結構，由圖像引擎執行趨勢圖像生成操作，效果如圖4所示;

4 結論

通過使用本文中的技術手段，能夠以二維、三維圖形化方式直觀顯示缺陷在管板及換熱管分布的實際情況，同時能夠基于用戶設定的條件動態生成缺陷統計圖像和缺陷數值變化趨勢分析圖像，為相關部門和人員提供了獲取這些信息的便捷手段，同時可以為核電廠運行周期/大修周期的編排提供技術依據。后續工作中，還能夠結合換熱設備的設計、制造及安裝信息等業務背景通過該技術手段建立幅值、相位和傷深等參數與堵管標識和換管標準的精確判定模型，將統計分析的研究結論應用于換熱設備設計方案改進和老化管理等領域中，提升數據使用價值。

【參考文獻】

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[3]基于EAM平臺的核電在役檢查管理系統模型設計《電力信息與通信技術》，2013，11（11）：82-86.

[4]《Tomcat與Java Web開發技術詳解》電子工業出版社 [著]孫衛琴.