一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法及系统，涉及核电安全管理技术领域，方法包括以下步骤：S1：连续采集设备冷却水热交换器运行中的数据，创建历史数据库；S2：构建算法模型，将历史数据库输入算法模型训练，得到预测模型；S3：将当前采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据输入至预测模型中，得到输出结果，结合相关导则给出设备冷却水热交换器预测性运维建议。本发明专利技术一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法及系统便于执行，通过对热交换器的冷却水侧出口温度与厂用水侧的流量与特征进行预测，从而有效对设备进行反冲洗预测性运维，还可结合海水流量预测提取的解体指标，进行设备解体清洗的预测。进行设备解体清洗的预测。进行设备解体清洗的预测。

【技术实现步骤摘要】
一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法及系统


[0001]本专利技术涉及核电安全管理
，尤其是，本专利技术涉及一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法及系统。

技术介绍

[0002]随着社会的进步，绿色新能源的使用越来越受到重视，特别是核电其巨大潜能受到很大的关注，但是核能在使用时尤其需要注重其安全性，那么对于核电的运行维护要求十分之高。
[0003]目前针对现有核电设备冷却水热交换器进行状态监测的方法，通常是通过对该设备冷却水侧出口温度与厂用水侧流量进行监测，当热交换器出口温度高于固定阈值且厂用水侧流量低于固定阈值后判断热交换器当前可能出现性能衰退，此时需要通知工程师现场巡视，一旦判定异常则要对该台热交换器进行切换，预留维修窗口，以及反清洗或解体检修等一系列操作。
[0004]例如中国专利专利技术专利CN112366016A公开了一种核电厂冷却水系统，包括用于冷却水回路、辅助冷却水回路、多组换热器、用于控制冷却水回路和辅助冷却水回路以及换热器工作的控制装置；辅助冷却水回路包括连接海水冷源的第一管路，有输送海水冷源的第一循环泵，所述第一循环泵通过柔性连接调速组件连接电机；所述柔性连接调速组件对第一循环泵进行无级调速；所述冷却水回路包括第二管路，所述第二管路上连接至少一个待冷却设备，所述第二管路上设有用于将冷却水输送至待冷却设备的第二循环泵；所述第一管路与第二管路通过多组热交换器进行换热。上述专利技术提供一种可以对海水冷源流量进行调节、使得在不同的环境海水温度下，设备进行冷却的冷却水回路的温度稳定在需要定值的核电厂冷却水系统，节省管道上一系列调整管件，且该系统设备运转稳定。
[0005]在当前采用的方法中，对于热交换器出口温度的监测目的是监测设备换热能力是否满足要求。但是，由于设备冷却水热交换器的最终热阱是海水而海水又受到外部环境温度的影响呈现出很强的周期性变化，因此设备冷却水出口温度也会出现周期性变化且这种变化是可预测的，通过预测后的海水温度结合热负荷与流量等因素，即可预测出未来热交换器设备冷却水侧的出口温度即可提前进行设备运维操作。
[0006]此外，对厂用水侧流量进行监测的目的主要是看该侧管道是否发生阻塞、泄漏等现象。通过固定阈值的监测手段也只是达到事后运维的目的。然而，热交换器作为静态设备，其大部分异常如管道阻塞、泄漏等造成的性能衰退是存在趋势项并可在一定时间范围下进行预测的，因此对厂用水侧的流量下降趋势进行预测即可做到对设备进行预测性运维的目的。
[0007]所以，如何设计一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法或者系统，成为我们当前急需要解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种便于执行，通过对设备冷却水热交换器的设备冷却水侧出口温度与厂用水侧的流量与特征进行预测，从而有效对设备进行反冲洗预测性运维，还可以结合海水流量预测提取的解体指标，进行设备解体清洗的预测的核电设备冷却水热交换器预测性运维方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案得以实现的：一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法，该方法包括以下步骤：S1：连续采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据，创建历史数据库；S2：在算法服务层构建预定的算法模型，将历史数据库中的历史数据输入相应的算法模型中进行训练，得到预测模型；S3：将当前采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据输入至预测模型中，得到输出结果，结合相关导则给出设备冷却水热交换器预测性运维建议。
[0010]作为本专利技术的优选，执行步骤S1时，设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据包括：历史海水温度、时间、历史热负荷以及历史海水流量。
[0011]作为本专利技术的优选，执行步骤S1时，创建至少包含两年数据的历史数据库。
[0012]作为本专利技术的优选，采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据，具体包括以下步骤：S1.1：获取历史海水温度数据，历史热负荷数据以及历史海水流量；并在获取各数据准确时间戳并进行标注；S1.2：关联设备运行工单，剔除非正常运行工况下对应的数据，包括停机和测试；S1.3：剔除异常数据，包括坏点和死数。
[0013]作为本专利技术的优选，执行步骤S2时，算法模型包括海水温度
‑
时间关联模型、热负荷预测模型以及海水流量预测模型；预测模型包括出口温度关联模型和解体指标预测模型。
[0014]作为本专利技术的优选，执行步骤S2时，具体包括以下步骤：S2.1：对时间戳进行预处理，剔除年份信息，根据月份和日期更新标签，将时间戳与历史海水温度结合构建不同时段下的海水温度关联模型；S2.2：计算热负荷值，构建热负荷预测模型；S2.3：计算海水流量值，构建海水流量预测模型；S2.4：将预测热负荷进行标准化、预测海水流量进行标准化以及预测海水温度进行融合，构建出口温度关联模型多项式，即出口温度关联模型；S2.5：基于海水流量预测结果提取指标，得到解体指标预测多项式，即解体指标预测模型。
[0015]作为本专利技术的优选，执行步骤S3时，预测性运维建议包括设备反冲洗预测和设备解体清洗预测。
[0016]作为本专利技术的优选，执行步骤S3时，具体包括以下步骤：S3.1：计算海水流量预测值和海水流量预测值，输入至出口温度关联模型中，若得到结果大于第一预定数值，则进行设备反冲洗预警；S3.2：计算海水流量预测值，输入至解体指标预测模型中；若得到结果大于第二预
定数值，则进行设备解体清洗预警。
[0017]另一方面，本专利技术中另外还提供一种核电设备冷却水热交换器预测性运维系统，该系统包括：数据采集模块：连续采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据，创建历史数据库；算法服务模块：在算法服务层构建预定的算法模型，将历史数据库中的历史数据输入相应的算法模型中进行训练，得到预测模型；系统应用模块：将当前采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据输入至预测模型中，得到输出结果，结合相关导则给出设备冷却水热交换器预测性运维建议。
[0018]作为本专利技术的优选，本专利技术一种核电设备冷却水热交换器预测性运维系统，还包括标准化计算模块：设置于所述算法服务模块内，用于将构建的包括海水温度
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时间关联模型、热负荷预测模型以及海水流量预测模型在内的算法模型进行标准化，从而便于得到出口温度关联模型多项式以及解体指标预测多项式。
[0019]本专利技术一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法及系统有益效果在于：便于执行，通过对设备冷却水热交换器的设备冷却水侧出口温度与厂用水侧的流量与特征进行预测，从而有效对设备进行反冲洗预测性运维，还可以结合海水流量预测提取的解体指标，进行设备解体清洗的预测。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法的流程示意图；图2为本专利技术一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法的预测逻辑示意图；图3为本专利技术一种核电设备冷却水热交换器预测性运维系统的模块构成示意图。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：连续采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据，创建历史数据库；S2：在算法服务层构建预定的算法模型，将历史数据库中的历史数据输入相应的算法模型中进行训练，得到预测模型；S3：将当前采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据输入至预测模型中，得到输出结果，结合相关导则给出设备冷却水热交换器预测性运维建议。2.根据权利要求1所述的一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法，其特征在于：执行步骤S1时，设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据包括：历史海水温度、时间、历史热负荷以及历史海水流量。3.根据权利要求1所述的一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法，其特征在于：执行步骤S1时，创建至少包含两年数据的历史数据库。4.根据权利要求2所述的一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法，其特征在于： 采集设备冷却水热交换器运行中所产生的过程数据，具体包括以下步骤：S1.1：获取历史海水温度数据，历史热负荷数据以及历史海水流量；并在获取各数据准确时间戳并进行标注；S1.2：关联设备运行工单，剔除非正常运行工况下对应的数据，包括停机和测试；S1.3：剔除异常数据，包括坏点和死数。5.根据权利要求4所述的一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法，其特征在于：执行步骤S2时，算法模型包括海水温度
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时间关联模型、热负荷预测模型以及海水流量预测模型；预测模型包括出口温度关联模型和解体指标预测模型。6.根据权利要求5所述的一种核电设备冷却水热交换器预测性运维方法，其特征在于：执行步骤S2时，具体包括以下步骤： S2.1：对时间戳进行预处理，剔除年份信息，根据月份和日期更新标签，将时间戳与历史海水温度结合构建不同时段下的海水温度关联模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭长平，潘凡，马仕洪，俞建明，赵彤，
申请(专利权)人：三门核电有限公司，
类型：发明
国别省市：