Способ определения места утечки в емкостях, работающих под давлением

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 1% 111) 504 С О 1 М Э/24 ИСАНИЕ Н ПАТЕН 1 т ССС80 ТЕЧКИ ЕНИЕМ А контролюающихвысить ечки.ные шуГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(7 1) Крафтверк Унион АГ (РЕ)(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТВ ЕМКОСТЯХ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДА(57) Изобретение относится кгерметичности емкостей, рабопод давлением, и позволяет иточность определения места уИзмеряют фоновые высокочасто мы емкости в течение 10 мин и среднее значение их интенсивности принимают за пороговое. Регистрируемоеэффективное значение высокочастотныхшумов сравнивают с пороговым и припревышении его над последним делаютвывод о наличии утечки. С помощьюнескольких зондов, установленных настенках емкости, определяют местомаксимального шума, которое являетсяместом утечки, Последнее определяютраздельно для нескольких различныхчастот и усредняют полученные значения, Зонды периодически калибруют спомощью известного звукового сигналас известным положением в пространстве. Для снижения фонового шума приконтроле охлаждающего контура ядерного реактора во время регистрациишумов основной насос отключают,4 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение Относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для огределения места утечки в емкостях, работающих под давлением например охлаждающем контуре ядерного рак тора или в трубопроводных системах химических установок.Целью изобретения является ловышение точности путем исключения погредности, обуслов.ленной влиянием частоты звука на его затухание в стенкахЕМКОСТИ.На Фиг. 1 представлена схема части 5первичного охлаждающего контура реактора; на Фиг. 2 " схема установкидвух зондов и регистрируемье имк значения звуковых шумов; на фиг. Эпринципиальная блок-.схема устройствадля,реализации способа," на. Фиг. 4детализированная блок-схема того жеустройства; на Фиг 5 - граФик зна, чений регистрируемых звуковых шумовпо длине контролируемой емкости ирезультатов их обработки.Йервичный контур 1 рва,Ора Охлаждаемого водой, включает з себян 1 орную еькость 2 реактора,рой оазмещена сердцевина реактора1;е .1 О 1(азана), Ъа ОхлаждаетсяДЯ 1 гЕЙСЯ ЛОД ДаВЛЕНИЕМ ВОДой, КОТОрв я подводится основ 111:,; на О ом 3;хлаждения через " рубяровод 4 благсдаря парогенератэру 5 Б парогенератора э разогре 1 ая в сердцевине35реактора напор 11 ая вода отдает своетепчо питател:;.ной где которая гак 1 м обр 13 эм испа р 1:. Т" Я 3 а 1 ем 1 арп рс,води г з дви 1 ;.не, урби,;,.1; г е не оа 40";(1 Р Я .,1 асос 3 сидит на холодной ;1 т".(еконого реактра "а.( как -,арогекератор э чесэеэ к 1 ь 1 ць,и 7 тру, Олрово дакоторые вязань друг с другом,.не 11(",:. ствен 11( н , руж:ется в напра:ленки стрелкиВ первичном контуре . .,тановленоать зондоз 9 содержащих льеэоэлектр(ические -.:.увствк",ельнь.:,: э.пементы, которые через .слвоцод связаны со (стенкой перника;Ого контура 1 т,е, ъпрокг 1 полосны,. чувстзительные элементы, которые предназначены для спектра частот 100 - 800 кГц. Волн( - водам является металлический стер" жень, например диаметром 4 мм и длиной 30 мм, кот(ры 1 соединен с чувствительным элеме;- том через конкческую концевую часть. Соединениепроизводится благодаря нажимномупредварительному натяжению, котороеодновременно прижимает волновод кстенке первичного контура 1Кроме того, на первичном контуре1 установлен электроакусткческий передатчик 10, который может выдаватьопределенный сигнал для калибровки,который вводится в определенном месте в корпус основного насоса 3 охлаждения,На Фиг. 2 схематично показанакомпоновка двух зондов на стенке первичного контура 1. Между зондом обозначено место утечки Ь с интенсивностью утечки М, Оно удалено от одного зонда 9 на расстояние (1 и от другого зонда 9 на расстояние (1, Расстояние (1+0 между зондами 9 составляет, например, 10 м. Выходы зондов 9 запитывают через предварительные усилители 11, вольтметры 12, образующие эФФективное значение шумов. Вольтметры 12 показывают возрастание шума :. началом утечки к.времени е ,Фиг, 5), С гмма повышения шу- ма, т,е, изменение эфФектквного значения сигнала вольтметров 12,зависит от расстояния места утечки от зондов 9 потому, что шум попадающий вкачестве звука. исследуемого тела к зондам,цемкФируется в стенке. Зонд 9 с меньшим удалением от течи выдает более сильный сигнал БЙ), чем более удаленный зонд 9 с скгналом т-т (д. )На Фкг 2 производственный фон шума утечки, т.е. уровень шума, имеющийся при нормальной работе; обозначен д , значение 11, шума, 1;оявляющееся в момент времени в, с началом утечки, состоит кэ Фонового шума 11 к дополнительного шума 1, вь.званного утечкой,Зонды оснащены широкополосными усклителямк 11 которье связаны че рез переключатель 1 Каналов с вол"т" метром 12 для измерения эФФективных значений, вьход кот(рого присоединен к устройству 1, для обработки данных. Усклк"галь 11 передатчика 10 связан чер=. Формирователь 16 импульсов с бина.ньм генератором 17 шума, который в Определенные моменть времени управляется от устоойст .а 6 Обработки да- нь 1 х- Устройство 1-, -бработкк даннь км;ет на выходе самописец 15,который может также включать в себя магнитную запись.Кроме того, каждый зонд 9 связан через волновод 18 с первичным конту 5 ром 1, который представляет собой стенку емкости. Зонд 9 связан через усилитель 11, имеющий 40 дБ, с функциональным узлом 19. Он включает в себя управляющее электронное устрой ство, в частности для опроса зондов 9 в режиме шагового перемещения, анало" говый соединительный элемент и преобразователь непрерывных величин в цифровые, значения которых подаютсяв 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 ликии 20 выполнено двухполюсным. Оно служит для цифровой передачи данных, Кольцо 22 2 В 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 1 О с известным расстоянием между ними можно еще более точно контролировать функцию определения местонахождения. 35Кольцевая 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, щеющее 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, которая80 включает в себя реактор, охлаждаемый водой под давлением. К электронному устройству 27 обработки данных может быть присоединено мобильное табло 34 обслуживания. 551Способ определения места утечки в емкостях, работающих под давлением, осуществляется следующим образом. Пороговое значение фонового высокочастотного звукового шума определяют путем измерения эксплуатационного шума охлаждающего контура втечение времени не менее 10 мин. Запоминающее устройстно 28 служит дляФормирования долговременного среднего значения интенсивности Фоновогошума, которое принимают за пороговоезначениеПороговое значение является скользящим, так как меняетсяпри изменении производственного шума, Кроме того, запоминающее устройство 28 служит для того, чтобы вслучае утечки зафиксировать "предысторию" шума утечки.Во время контроля с помощью зондон 9 осуществляется измерение высокочастотных шумов. Их эффективноезначение в микропроцессоре 29 сравнивается с пороговым значением, и вслучае повышения этого эффективногозначения над пороговым формируетсясигнал о наличии утечки,По интенсивностям П(д,) и 0(с 12)шумов, регистрируемых каждым из зондов 9, определяются расстояния й,и й от этих зондов 9 до места мак 2Эсимального затухания шумов, что зависит от частоты, поэтому определение места утечки проводят раздельнодля нескольких частот. Полученныекоординаты места утечки усредняют,Таким образом, положение места утечкиможет быть определено с точностью донескольких процентов от расстояниямежду 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 местесигнал поступит на станцию 25 черезцелую ветвь. Таким образом, использование кольцевой линии 20 повышаетнадежность 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, 1398778на которые умножаются их сигналы при дальнейшем контролеКалибровка может также включать в себя определение положения местона"Б хождения передатчика, 10При 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. 1 БНа диаграмме с эффективными значениями 11(мВ) на логарифмической ординате над интервалом Й(м) на линейной абсциссе показано, что эксплуатационные шумы 0 (й ) выдают в пяти зондах щ 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 Б ка 10 высокочастотный сигнал. Суммарный сигнал образует более высокие значения 11 (й,) (криная Зб). Затем из корня разности квадратов измеренных величин получают чистый передан- З 04ный сигнал П = чП -0 . Этот переГа инданный сигнал экспоненцнально 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 Ь.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 кг/ч, в то время как при работающем насосе 3 надежно можно определить утечку до 100 кг/ч. Этот прием применим к ядерным реакторамнесколькими контурами охлаждения, э которых возможно отключение основного насоса охлаждения и одном кон,- ,уре без ущерба для эксплуатации. Формула и з обретения 1, Способ определения места утечки в емкостях, работающих под давлением, заключающийся в том, чтоопределяют пороговое значение Фонового шума путем измерения фоновыхвысокочастотных звуковых шумов емкос"ти, регистрируют высокочастотныезвуковые шумы от течи с помощью поменьшей мере двух зондов, установленных на стенках емкости, зарегистрированные сигналы усиливают, сравни"вают эффективное значение их интен.синности с порогоным значением фоно"ного шума и.при превышении ее над пороговым значением получают сигналутечки, сравнивают друг с другом эфФективные значения интенсивности звуковых шумов емкости по меньшей мереот двух зондов, по результатам этогосравнения с учетом расстояния междуэтими зондами и зависящего от частоты коэффициента затухания звуковыхшумов в стенках емкости определяютместо максимального звукового шумаемкости, которое принимают за местоутечки, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности,измерение фоновых шумов проводят втечение 1 О мин, среднее значение ихинтенсивности принимают за пороговое,регистрацию высокочастотных звуковых шумов от течи осущестнляют длянескольких различных частот, определение превышения их над пороговымзначением и места максимального звукового шума емкости осуществляютдля каждой из этих частот отдельнои место течи определяют как .среднеезначение этих мест максимальногозвукового шума.2. Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что зонды калибруютпутем возбуждения их через определен"ные промежутки времени с помощью иэвестного звукового сигнала3. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что используют известный звуковой сигнал с известнымположением в пространстве и после калибровки зондов определяют с их помощью место положения известного звукового сигнала сравнивают его сизвестным и определяют погрешностьопределения этого места,4, Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что после получения сигнала утечки в ядерном реакторе с основным охлаждающим насосом при регистрации звуковых шумов основной охлаждающий насос отключа ют.5 5. Способ по пп. 1-, о т л и -ч а ю ш и й с я тем, что зарегистрированные зондами сигна.пы передают паголовную станцию по двум независимымодна От дръфГОЙ проР одяппм линиям