本发明专利技术涉及用于进行疲劳监测和疲劳评估的装置和方法。一种用于对核电技术设备的部件进行疲劳监测和疲劳评估的装置(2)，具有：至少一个测量设备(4)，其用于采集部件温度测量值；数据采集系统(6)，其具有用于进行冷端补偿的设备(8)、用于处理测量值的第一处理单元(10)、至少一个与第一处理单元(10)连接的信息模块(12)和数据服务器(14)；以及，评估单元(34)，其中执行了用于评估测量值的软件。一种通过上述装置(2)来进行疲劳监测和疲劳评估的方法，其中确定核电技术设备的部件的温度测量值(VM)，根据温度测量值(VM)来确定温度循环(ZT)并评估部件的疲劳程度(F)。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本专利技术涉及用于对核电技术设备的部件进行疲劳监测和疲劳评估的装置和方法。 由于新设备的运行时间延长或现有设备的使用寿命延长，因此核电技术设备的老 化和疲劳管理变得越来越重要。此外，也在不断要求灵活的设备操作并考虑疲劳效应。由 于核电设备的老化和疲劳效应可导致意想不到的问题而且会因此造成设备停机，因此可取 的是将在设备运行时出现的载荷识别出来，以便能评估其状态。 WO 2014/131499 Al公开了一种用于疲劳监测的方法，其中要测量部件（例如管 道）外表面的温度，以确定温度分布。此外还使用了电磁超声换能器，以便连同温度测量的 结果一同确定张力曲线。 EP 2 743 500 Al描述了一种用设备来对风力涡轮机进行疲劳监测的方法，所述 设备具有至少一个传感器、控制单元和存储介质。在计算模型的基础上对借助于传感器检 测到的测量数据进行分析，以便能对受到监控的部件进行评估。 从EP 2 108 112 Bl中已知一种用于确定部件的疲劳状态的方法，其中分别从温 度分布确定张力振幅。 下列出版物（非专利文献）中也描述了用于对核电技术设备的部件进行疲劳监测 和疲劳评估的装置和方法： -AREVA股份有限公司2013年发表的"FAMOSI-疲劳监测系统（FAMOSi - Fatigue Monitoring System)"， -AREVA股份有限公司2013年发表的"AREVA疲劳概念（AFC :AREVA Fatigue Concept) "， -Rudolph J.，Bergholz S.，Heinz B. and Jouan Β·(德国埃尔兰根 AREVA NP股份有限公司）于2012年3月21日在由Soon Heung Chang博士编辑， ISBN: 978-953-51-0408-7,出版商InTech出版的刊物：核电厂第293-317页的"AREVA疲劳 概念-电厂部件疲劳评估三阶段法"("AREVA Fatigue Concept-A Three Stage Approach to the Fatigue As-sessment of Power Plant Components"）一文，2014 年 11 月 12 日的 访问网址为 http://www. intechopen. com/books/nuclear-power-plants〇 基于现有技术，本专利技术的任务在于，提出用于对核电技术设备的部件进行疲劳监 测和疲劳评估的装置和方法。 就装置而言此任务通过用于对核电技术设备部件，特别是管，进行疲劳监测和疲 劳评估的装置得以实现，所述装置具有权利要求1所述的特征。 所述装置具有：至少一个测量设备，其用于采集部件的温度测量值；以及，数据采 集系统，该数据采集系统包括用于进行冷端补偿的设备、用于处理测量值的第一处理单元、 至少一个与处理单元连接的信息模块和数据服务器。此外所述装置还具有评估单元，其中 执行了用于评估测量值的软件。 处理单元会将温度变化记录下来并进行分类，然后借助解析方程来计算从中得出 的机械应力。接着借助雨流算法（Rainflow-Algorithmus)将张力最大值和最小值进行分 类，将所述这些最大值和最小值与材料特定的负荷变化图，例如沃勒曲线（\V0hlerkurve) 进行比较以确定疲劳程度。使用如本专利技术所述的装置既可以对疲劳程度进行在线评估也可 按一定的时间间隔对其进行评估。此外所有的数据都可以离线评估并用于进行详细的疲劳 分析。 测量设备安装在与部件的疲劳相关的位置，例如管道表面（"局部疲劳监测"），从 而使得这里除了操作参数外还可借助热电偶来测量温度。 信息模块被用于进行信号调节并使测量设备采集到的测量值数字化。第一处理装 置将测量值减少并进行信号分析，而且还提供与数据服务器的通信。 数据服务器与数据采集系统相连并且例如集成到位于核电技术设备中的电控箱。 数据服务器具有数据库，其中不仅可以存储测量值及其评估结果，而且还可存储设备的运 行参数。这样一来就可长期使用测量值和评估结果。同样也可存储有关测量设备和数据采 集单元的信息，例如图片或线路图，从而使得总是可以获得，例如关于安装位置或测量设备 布线的概况。 评估单元，例如计算机，可以访问数据服务器的数据库并借助所执行的软件对测 量值进行评估。例如可实时显示测量值并且可对整个测量系统，即测量设备和处理单元进 行配置。系统中的故障或偏离正常范围的测量值会被显示出来。此外对所述数值进行合理 性检验以评估测量值，从而确定温度曲线和机械负载并用图表将其描绘出来。 在一个优选的实施形式中，至少一个测量设备具有至少一个布置在带尺 (Messband)上表面的热电偶。该热电偶例如焊接在带尺上。带尺本身紧夹在部件上，例如 管道上。一种结构简单的方法是用张力销来紧固，这会实现即使管道直径不同也有短的安 装时间。为了确保最佳的热传递，在热电偶的安装位置处要求部件有尽可能光滑的表面，即 没有干扰性的凹凸，例如凹槽。带尺约为30mm宽，0.5mm厚，并且-根据其中应安装测量设 备的部件的材料-例如由碳钢或不锈钢制成。 热电偶本身仅具有非常薄的壳体，这有利的是，带尺和至少一个所述热电偶由保 护套环绕以保护其免受损坏。借助间隔螺栓使保护套与带尺保持一定的距离，这也取决于 管道的材料-例如由碳钢或不锈钢制成。保护套也优选通过张力销来安装，以缩短所需的 安装时间并从而减少安装人员暴露在辐射中的风险。特别是当管道直径较大时也提供其它 的紧固可能性，例如拧紧。 至少一个热电偶的测量线优选在导槽内或管道内被引向用于冷端补偿的设备，其 中导槽或管道具有至少一个第一刚性部分和一个第二柔性部分。用于进行冷端补偿的设备 特别具有电缆接线箱。在这种情况下，所述部分通过适当的连接器，例如通过由阳极氧化铝 构成的连接器彼此相连。第一刚性部分，例如以中空管形式被焊接到保护套上并通过隔离 部件或管道来引导热电偶的测量线。第一刚性部分一般由不锈钢制成。如果热电偶的测量 线具有多个不同长度的部分，其可通过插头连接彼此连接，则插头连接位于第二柔性部分 以内。第二部分优选由弹性金属，例如阳极氧化铝，或镀锌钢制成。这具有的优点在于，其 很容易就可将测量线或热电偶分离或连接以进行构建或维修工作，方式是缩回第二柔性部 分从而使得插头连接裸露在外。第二柔性部分例如又与电缆槽连接，该电缆槽将测量线引 向冷端补偿。因此，测量设备可以安装在不同位置上，因为可将测量线灵活地在不同的方向 上引导，但在导槽内会受到保护。 在冷端补偿的电缆接线箱中将多个特别是彼此临近布置的热电偶的测量线捆成 主缆。热电偶的测量线由镍铬/镍构成而主缆由铜构成，则材料变化时产生的温度信号的 补偿通过电阻温度计来实现，所述电阻温度计例如布置在由银或铜构成的等温块上。将这 样采集到的温度信号累加成相应热电偶的信号，以便确定部件的绝对温度。 为了能检查从电缆接线箱到冷端补偿的测量链，设置了用于分离热电偶的测量线 的分离终端和连接自动测试系统的插头，以便能够依次测试单个测量通道。将测试系统连 接之后，则可独立并远程控制地进行所述测试，从而使得在辐射值较大时也可保护工作人 员不会暴露在福射下。 例如通过电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对核电技术设备的部件进行疲劳监测和疲劳评估的装置(2)，所述装置(2)具有：至少一个测量设备(4)，其用于采集所述部件的温度测量值；数据采集系统(6)，其具有用于进行冷端补偿的设备(8)、用于处理所述测量值的第一处理单元(10)、与所述第一处理单元(10)连接的至少一个信息模块(12)和数据服务器(14)；以及，评估单元(34)，其中执行用于评估所述测量值的软件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·艾因兹曼，贝内迪克特·海因茨，斯蒂芬·贝格霍尔茨，
申请(专利权)人：阿海珐有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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