基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，包括分布在主蒸汽管道上的多个用于检测水蒸气浓度的气室光纤探测器和设置在安全壳内的前置光信号处理箱，以及设置在安全壳外的机柜；前置光信号处理箱内设置有控制模块和多个多模光开关，机柜内设置有工控PC机、电源管理模块和多个TDLAS处理单元，多个TDLAS处理单元均与工控PC机相接，电源管理模块为控制模块和工控PC机供电，气室光纤探测器通过多模光开关与TDLAS处理单元相接，控制模块与工控PC机相接并通讯。本发明专利技术系统设计合理，能够有效应用在核电站的主蒸汽管道泄漏监测中，实现主蒸汽管道的在线实时泄漏监测，使用效果好，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统
本专利技术属于蒸汽管道泄露监测
，具体涉及一种基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统。
技术介绍
核电厂主蒸汽管道采用LBB(LeakBeforeBreaking,破前先漏)设计准则时，要求对主蒸汽管道进行泄漏监测，对泄漏进行定位、定量分析，并产生相应的报警。国内核电厂现有的泄漏监测系统，基本没有针对于主蒸汽管道专用的泄漏监测系统，AP1000堆型通过对反应堆冷却剂系统压力边界(RCPB)进行泄漏监测，间接进行安全壳内高能管道如主蒸汽管道的监测；VVER堆型采用基于声发射的泄漏监测系统ALMS(Acousticleakmonitoringsystems)和基于温湿度的泄漏监测系统HLMS(Humidityleakmonitoringsystems)，对一回路管道进行泄漏监测；华龙1号堆型采用基于声发射进行主管道和波动管进行LBB泄漏监测，且上述业内使用的泄漏监测系统普遍造价昂贵。现有的CAP1400主蒸汽管道监测系统采用安全壳地坑液位和安全壳淹没液位方法进行泄漏监测的方法，其测量精度和响应时间受多种因素影响，抗干扰性不强，且响应时间较长，精度较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，其系统结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在核电站的主蒸汽管道泄漏监测中，实现主蒸汽管道的在线实时泄漏监测，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，包括分布在主蒸汽管道上的多个用于检测水蒸气浓度的气室光纤探测器和设置在安全壳内的前置光信号处理箱，以及设置在安全壳外的机柜；所述前置光信号处理箱内设置有控制模块和多个多模光开关，多个所述多模光开关均与控制模块的输出端连接，所述机柜内设置有工控PC机、电源管理模块和多个TDLAS处理单元，多个所述TDLAS处理单元均与工控PC机相接，所述电源管理模块为控制模块和工控PC机供电，所述气室光纤探测器通过多模光开关与TDLAS处理单元相接，所述控制模块与工控PC机相接并通讯。上述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，所述气室光纤探测器的一端为光纤接口，所述气室光纤探测器的另一端为镂空金属腔体，所述镂空金属腔体全部暴露在主蒸汽管道的保温层环腔内，且供气体自由进出。上述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，所述安全壳上设置有供光纤穿过的光纤贯穿件和供电气线穿过的电气贯穿件。上述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，所述光纤贯穿件为2芯贯穿件，所述电气贯穿件为4芯贯穿件。上述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，所述TDLAS处理单元包括处理器和为所述TDLAS处理单元中各用电模块供电的电源模组，以及与处理器相接的采集卡，所述采集卡的输入端接有铟镓砷探测器，所述采集卡的输出端接有激光驱动器，所述激光驱动器的输出端接有DFB激光器。上述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，所述处理器为PC104处理器。上述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，所述铟镓砷探测器的输入端接有Y型光纤环形器，所述气室光纤探测器和DFB激光器均与Y型光纤环形器连接。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的系统结构简单，设计合理，实现方便。2、本专利技术系统模块化程度高，整个系统由三个部分组成：气室光纤探测器和安全壳内前置光信号处理箱，以及一个安全壳外机柜，便于后期维护和检修。3、本专利技术系统所需的贯穿件少，且光纤贯穿件和电气贯穿件分别独立存在，可使用核电厂现有的贯穿件，尽可能减少贯穿件的使用数量，提高了电厂安全裕量。4、本专利技术搭建的在线监测系统采用小型化设备，安全壳内的前置光信号处理箱和安全壳外的机柜尺寸小，给现场布置提供了很大的便利。5、本专利技术基于TDLAS直接吸收法对主蒸汽管道进行12个测点同时监测，能够给现有的CAP1400核电厂增加一种精度更好，响应时间更快、泄露定位更精确的的泄漏监测方式，满足了LBB技术要求，且实现了监测方法多样性的目的，提高了核电厂的安全性。6、本专利技术能够有效应用在核电站的主蒸汽管道泄漏监测中，实现主蒸汽管道的在线实时泄漏监测，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本专利技术系统结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在核电站的主蒸汽管道泄漏监测中，实现了主蒸汽管道的在线实时泄漏监测，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的系统组成示意图；图2为本专利技术TDLAS处理单元的组成原理框图。附图标记说明:1—气室光纤探测器；2—前置光信号处理箱；3—机柜；4—控制模块；5—多模光开关；6—工控PC机；7—电源管理模块；8—TDLAS处理单元；8-1—处理器；8-2—电源模组；8-3—采集卡；8-4—铟镓砷探测器；8-5—激光驱动器；8-6—DFB激光器；9—光纤贯穿件；10—电气贯穿件；11—Y型光纤环形器。具体实施方式如图1所示，本专利技术的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，包括分布在主蒸汽管道上的多个用于检测水蒸气浓度的气室光纤探测器1和设置在安全壳内的前置光信号处理箱2，以及设置在安全壳外的机柜3；所述前置光信号处理箱2内设置有控制模块4和多个多模光开关5，多个所述多模光开关5均与控制模块4的输出端连接，所述机柜3内设置有工控PC机6、电源管理模块7和多个TDLAS处理单元8，多个所述TDLAS处理单元8均与工控PC机6相接，所述电源管理模块7为控制模块4和工控PC机6供电，所述气室光纤探测器1通过多模光开关5与TDLAS处理单元8相接，所述控制模块4与工控PC机6相接并通讯。具体实施时，气室光纤探测器1的数量为12个，多模光开关5的数量为4个，每个多模光开关5连接3个气室光纤探测器1，TDLAS处理单元8的数量为4个。本实施例中，所述气室光纤探测器1的一端为光纤接口，所述气室光纤探测器1的另一端为镂空金属腔体，所述镂空金属腔体全部暴露在主蒸汽管道的保温层环腔内，且供气体自由进出。具体实施时，气室光纤探测器1可以在350℃以下长久使用，高温耐辐照铠装光纤可在400℃以下长久使用，满足安全壳内工作环境要求，气室光纤探测器1能够同时完成输入激光信号的接收与输出激光信号的发射，且不会产生光的干涉。本实施例中，所述安全壳上设置有供光纤穿过的光纤贯穿件9和供电气线穿过的电气贯穿件10。本实施例中，所述光纤贯穿件9为2芯贯穿件，所述电气贯穿件10为4芯贯穿件。具体实施时，光纤贯穿件9的数量为2个，4个TDLAS处理单元8分别通过测量光纤与安全壳内的4个多模光开光输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，其特征在于：包括分布在主蒸汽管道上的多个用于检测水蒸气浓度的气室光纤探测器(1)和设置在安全壳内的前置光信号处理箱(2)，以及设置在安全壳外的机柜(3)；所述前置光信号处理箱(2)内设置有控制模块(4)和多个多模光开关(5)，多个所述多模光开关(5)均与控制模块(4)的输出端连接，所述机柜(3)内设置有工控PC机(6)、电源管理模块(7)和多个TDLAS处理单元(8)，多个所述TDLAS处理单元(8)均与工控PC机(6)相接，所述电源管理模块(7)为控制模块(4)和工控PC机(6)供电，所述气室光纤探测器(1)通过多模光开关(5)与TDLAS处理单元(8)相接，所述控制模块(4)与工控PC机(6)相接并通讯。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，其特征在于：包括分布在主蒸汽管道上的多个用于检测水蒸气浓度的气室光纤探测器(1)和设置在安全壳内的前置光信号处理箱(2)，以及设置在安全壳外的机柜(3)；所述前置光信号处理箱(2)内设置有控制模块(4)和多个多模光开关(5)，多个所述多模光开关(5)均与控制模块(4)的输出端连接，所述机柜(3)内设置有工控PC机(6)、电源管理模块(7)和多个TDLAS处理单元(8)，多个所述TDLAS处理单元(8)均与工控PC机(6)相接，所述电源管理模块(7)为控制模块(4)和工控PC机(6)供电，所述气室光纤探测器(1)通过多模光开关(5)与TDLAS处理单元(8)相接，所述控制模块(4)与工控PC机(6)相接并通讯。


2.按照权利要求1所述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，其特征在于：所述气室光纤探测器(1)的一端为光纤接口，所述气室光纤探测器(1)的另一端为镂空金属腔体，所述镂空金属腔体全部暴露在主蒸汽管道的保温层环腔内，且供气体自由进出。


3.按照权利要求1所述的基于TDLAS的核电厂主蒸汽管道泄漏监测系统，其特征在于：所述安全壳上设置有供光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏栓，王颖，江浩，吴鹏，张明旭，王明明，邸甲峻，
申请(专利权)人：陕西卫峰核电子有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61