Система акустического контроля течи теплоносителя

При истечении в атмосферу жидкости, находящейся под высоким давлением и при высокой температуре, возникает акустическая эмиссия, заключающаяся в проявлении таких эффектов, как акустические волны напряжения на поверхности оборудования РУ и акустические волны давления в воздушной среде помещений РУ.

В связи с этим возможны два способа реализации акустического метода – контактный, когда информационным признаком является интенсивность и или спектральный состав волн напряжения на поверхности трубопроводов, корпусов оборудования, генерируемых истекающей паро- жидкостной средой, и чисто акустический, связанный с регистрацией сравнительно низкочастотных волн акустического давления в воздушной среде вблизи контролируемого оборудования.

Объектом контроля и диагностирования САКТ являются:

· главный циркуляционный трубопровод (ГЦТ);

· трубопроводы САОЗ;

· трубопроводы системы компенсации давления (СКД), включающие трубопровод соединительный, трубопровод впрыска, трубопровод сброса; патрубки импульсных предохранительных клапанов (ИПК);

· компенсатор давления (КД); крышка верхнего блока.

Основные проблемы, возникающие при разработке акустического метода - это выбор датчика, соответствующего условиям работы установки; решение проблемы передачи и регистрации сигнала; создание эффективного алгоритма обработки.

Где: 1 – подизоляционное пространство;

2- трубопровод;

3 – тепловая изоляция.

Рисунок Схема размещения акустических датчиков на трубопроводе и место предполагаемой течи.

Рисунок методы локации предполагаемой течи

Где: l12 – расстояние между ПП;

α - коэффициент затухания акустических колебаний в трубопроводе;

U₁, U₂ - среднеквадратичные значения сигналов, вызываемых течью, от 1 и 2 датчиков соответственно.

Величина акустического сигнала зависит от интенсивности течи по закону:

Uт = k×G^γ

Система СКТ, использующая акустический метод контроля (САКТ), обеспечивает обнаружение течи теплоносителя по первому контуру с расходом от 1,9 л/мин для соединительного трубопровода системы компенсации давления и трубопроводов САОЗ и от 3,8 л/мин для остальных трубопроводов и оборудования РУ, и определение места течи с точностью 50% длины участка трубопровода между двумя датчиками, по которым зафиксирована течь.. Время запаздывания информации при обнаружении течи в САКТ должно быть не более 3 мин, определение места течи и оценка ее величины должно быть за время не более 10 мин.

· ГЦТ;

· пассивная часть САОЗ;

· трубопровод соединительный системы компенсации давления.

Течь водяного теплоносителя ГЦТ величиной 1 л/мин (требования ТЗ) сопровождается заметным изменением относительной влажности и температуры в изоляции или в подызоляционном пространстве. Все выбранные характеристики являются информативными. Наиболее информативным и надежным из рассматриваемых методов является абсолютная влажность воздуха в подизоляционном пространстве трубопровода, которая вычисляется по показаниям сенсоров температуры и относительной влажности.

Основные проблемы, возникающие при разработке влажностного метода - это выбор датчика, соответствующего условиям работы установки; решение проблемы передачи и регистрации сигнала; создание эффективного алгоритма обработки.

Рисунок Схема размещения датчиков влажности на трубопроводе и место предполагаемой течи

Где: 1 – подизоляционное пространство;

2- трубопровод;

3 – тепловая изоляция.

Рисунок Динамика изменения абсолютной влажности в местах размещения зондов выносных при течи расходом 0,5 л/мин

Рисунок Структурная схема системы СКТВ

Система СКТ, использующая влажностный метод контроля (СКТВ), обеспечивает обнаружение течи теплоносителя в оборудовании и трубопроводах РУ по первому контуру с расходом от 1,0 л/мин и более и определение места течи. Время запаздывания информации при обнаружении течи в СКТВ должно быть не более 3 мин, определение места течи и оценка ее величины должно быть за время не более 10 мин. Количество и места расположения первичных преобразователей СКТ должны быть определены на этапе рабочего проектирования СКУД на основе исходных данных, выдаваемых Главным конструктором РУ.

ПТК СКТ должны обеспечивать прием информации от ВК СВРК и СВБУ (через СКД), необходимой для функционирования СКТ, прием и обработку информации от собственных датчиков, сравнение с уставками, реализацию алгоритма обнаружения течей, формирование сигналов о координате и величине течи и передачу этой информации и информации о собственных неисправностях в СКД, в том числе для совместного анализа по течам и последующей выдачи информации в СВБУ (через СКД).

Рисунок Коробки коммутационные

Рисунок Зонд выносной СКТВ

Рисунок Шкафы технических средств САКТ и СКТВ

Рисунок Схема размещения первичных преобразователей на трубопроводах первого контура и трубопроводе соединительном системы КД