CN114420324A - 一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电厂监测技术领域，具体公开了一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，包括主蒸汽管道、蒸汽浓度测量***和冷凝液位测量旁路；所述主蒸汽管道的外部套设有保温层，蒸汽浓度测量***包括微型光纤探头和信号中转装置，微型光纤探头安装在主蒸汽管道和保温层之间的间隙内；所述冷凝液位测量旁路包括电磁阀、冷凝箱，冷凝箱通过测量管路与保温层连接，测量管路上安装有电磁阀。该监测***可实现在安全壳环境下对气态泄漏蒸汽的直接监测，原理简单，结构可靠，安装后维护成本极低。该监测***通过冷凝液位法和光谱法的结合，实现主蒸汽管道泄漏监测方法的多样性及冗余性，使检测结果更为可信。
Description
技术领域
本发明涉及核电厂监测技术领域，具体为一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***。
背景技术
核电厂设计中关于主蒸汽管道LBB(破前先漏)准则的应用，要求核电厂具备较高管道泄漏监测能力。利用泄漏监测***，能够及时有效地发现管道的泄漏，并有足够的时间采取相应的处理措施，从而避免管道裂纹进一步扩展导致大破口，主蒸汽管道泄漏监测对定量测量的能力有较强的要求。
目前核电厂设计中普遍应用的主蒸汽管道泄漏监测技术，如安全壳地坑液位测量等响应时间较长，定位及定量精度较差，因此需要在使用LBB技术的主蒸汽管道上增加泄漏监测***，以满足LBB的要求，实现监测方法多样性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，包括主蒸汽管道、蒸汽浓度测量***和冷凝液位测量旁路；所述主蒸汽管道的外部套设有保温层，蒸汽浓度测量***包括微型光纤探头和信号中转装置，微型光纤探头安装在主蒸汽管道和保温层之间的间隙内，微型光纤探头的输出端与信号中转装置的输入端连接；所述冷凝液位测量旁路包括电磁阀、冷凝箱，冷凝箱通过测量管路与保温层连接，测量管路上安装有电磁阀，信号中转装置的输出端与电磁阀的控制端连接。
优选的，所述微型光纤探头优选采用基于直接吸收法和TDLAS技术的光谱分析仪。
优选的，所述微型光纤探头通过不锈钢铠装光纤将激光光束导入和导出。
优选的，所述微型光纤探头的两端为光纤接口，中间为便于周围气体自由通过的镂空气室。
优选的，所述镂空气室的两端设置有准直透镜。
优选的，所述保温层上开设有排汽口，排汽口通过测量管路与冷凝箱连通。
优选的，所述电磁阀的控制端与信号中转装置连接，电磁阀由信号中转装置控制。
优选的，所述信号中转装置还连接有管道泄露报警装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提供的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，该监测***可实现在安全壳环境下对气态泄漏蒸汽的直接监测，原理简单，结构可靠，安装后维护成本极低。
2.本发明提供的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，该监测***可实现对于主蒸汽管道泄漏更高的检测灵敏度、更快的响应时间，显著地提升发现泄漏后的反应速度，提供更大的安全裕量。
3.本发明提供的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，该监测***可通过冷凝液位的增加速率推导主蒸汽管道的泄漏情况，是一种原理简单、结果可靠的定量测量主蒸汽的泄漏量的方法。
4.本发明提供的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，该监测***能够定量测量主蒸汽的泄漏量，可以在管道裂纹扩展阶段对主蒸汽管道结构损伤进行判断，在主蒸汽管道泄漏前作出预警。
5.本发明提供的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，该监测***通过冷凝液位法和光谱法的结合，实现主蒸汽管道泄漏监测方法的多样性及冗余性，使检测结果更为可信。
6.本发明提供的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，该监测***通过增设电磁阀，保证了电站正常运行工况下保温层的保温性能。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的剖视图。
图中：1、主蒸汽管道；2、保温层；3、微型光纤探头；4、信号中转装置；5、电磁阀；6、冷凝箱；7、测量管路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，包括主蒸汽管道1、蒸汽浓度测量***和冷凝液位测量旁路；主蒸汽管道1的外部套设有保温层2，蒸汽浓度测量***包括微型光纤探头3和信号中转装置4，微型光纤探头3安装在主蒸汽管道1和保温层2之间的间隙内，微型光纤探头3的输出端与信号中转装置4的输入端连接，微型光纤探头3通过不锈钢铠装光纤将激光光束导入和导出；
冷凝液位测量旁路包括电磁阀5、冷凝箱6，保温层2上开设有排汽口，排汽口通过测量管路7与冷凝箱6连通，测量管路7上安装有电磁阀5，电磁阀5的控制端与信号中转装置4连接，电磁阀5由信号中转装置4控制。
作为一种优选实施例，微型光纤探头3优选采用基于直接吸收法和TDLAS技术的光谱分析仪。
作为一种优选实施例，微型光纤探头3的两端为光纤接口，中间为便于周围气体自由通过的镂空气室，镂空气室的两端设置有准直透镜。
作为一种优选实施例，信号中转装置4还连接有管道泄露报警装置。
工作原理：在正常工况下，冷凝液位测量旁路的电磁阀5处于关闭状态，确保了主蒸汽管道1的保温性能不受影响。
当主蒸汽管道1发生泄漏时，主蒸汽管道1和保温层2间隙内的蒸汽浓度过高，微型光纤探头3检测到异常情况，可以测量主蒸汽管道和保温层的间隙内的气体浓度的增加并将异常的数字信号传递给信号中转装置4，信号中转装置4触发报警信号，并打开电磁阀5，使测量管路7与保温层2连通，让保温层2内的蒸汽和冷凝水进入冷凝箱6。
此时，由于冷凝箱6内的液位增加速率与主蒸汽管道1的泄漏量呈正比例函数关系，使得可以通过冷凝箱6内的液位增加速率推导主蒸汽管道1的泄漏量。
值得注意的是：整个装置通过控制器对其实现控制，由于控制器为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，其特征在于：包括主蒸汽管道(1)、蒸汽浓度测量***和冷凝液位测量旁路；所述主蒸汽管道(1)的外部套设有保温层(2)，蒸汽浓度测量***包括微型光纤探头(3)和信号中转装置(4)，微型光纤探头(3)安装在主蒸汽管道(1)和保温层(2)之间的间隙内，微型光纤探头(3)的输出端与信号中转装置(4)的输入端连接；所述冷凝液位测量旁路包括电磁阀(5)、冷凝箱(6)，冷凝箱(6)通过测量管路(7)与保温层(2)连接，测量管路(7)上安装有电磁阀(5)，信号中转装置(4)的输出端与电磁阀(5)的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，其特征在于：所述微型光纤探头(3)优选采用基于直接吸收法和TDLAS技术的光谱分析仪。
3.根据权利要求1所述的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，其特征在于：所述微型光纤探头(3)通过光纤将激光光束导入和导出。
4.根据权利要求1所述的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，其特征在于：所述微型光纤探头(3)的两端为光纤接口，中间为便于周围气体自由通过的镂空气室。
5.根据权利要求4所述的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，其特征在于：所述镂空气室的两端设置有准直透镜。
6.根据权利要求1所述的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，其特征在于：所述保温层(2)上开设有排汽口，排汽口通过测量管路(7)与冷凝箱(6)连通。
7.根据权利要求1所述的一种光谱法和冷凝液位法结合的主蒸汽管道泄漏监测***，其特征在于：所述信号中转装置(4)还连接有管道泄露报警装置。
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