一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法技术

本发明专利技术涉及一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法，获取第若干次循环末期之前每次循环末期的传热管缺陷深度，根据第若干次循环末期之前每次循环末期的传热管缺陷深度，计算传热管缺陷深度的扩展速率，预测第若干次循环末期完成后的传热管缺陷深度，根据第若干次循环末期完成后的传热管缺陷深度预测第若干次循环末期完成后的传热管剩余壁厚。本发明专利技术的方法以传热管涡流检查剩余壁厚数据为基础，针对缺陷类型为点蚀或磨损的传热管，按照数学计算方法拟合出缺陷增长速率方程，从而迭代计算传热管在未来循环寿期末的剩余壁厚。厚。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法


[0001]本专利技术属于传热管维护
，具体涉及一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法。

技术介绍

[0002]管壳式热交换器是核电厂热力系统中的以传热为其主要过程(或目的)的重要设备，其性能的好坏直接影响到设备的安全、稳定和经济运行，进而影响到系统、机组的安全、稳定和经济运行。在运行期间，热交换器主要失效模式是结构性失效，主要表现为各结构部件的降质、失效，包括支撑板、出入接管、防冲击板、传热管等。核电厂可靠性数据系统的研究表明，传热管失效是管壳式热交换器占比最大的失效机制。当传热管失效或预计即将失效时，则需要对传热管实施预防性的堵管。总之，如何确保管壳式热交换器的安全、稳定和经济运行是核电厂面临的重要问题。
[0003]如发生预期外的热交换器传热管缺陷扩展导致大面积的传热管泄漏失效的情况，则可能不得不将该热交换器相关的一列系统设备退出运行，从而导致机组不得不降功率运行，甚至导致机组进入停机检修模式；假如在当次大修或者强迫停机小修期间才发现该热交换器传热管的缺陷管数量已经达到设计规格书里的“允许堵管裕量”而不得不更好热交换器管束或整台设备，但重新采购热交换器管束或整台设备至少需要4年的时间，这就可能造成机组长期停机的严重后果。因此需要对热交换器传热管结构完整性进行监控和预测。
[0004]为了监测热交换器传热管结构完整性，及时发现缺陷的产生和预判缺陷深度的扩展情况，需要对传热管实施定期的壁厚涡流检验和前瞻性的剩余壁厚预测计算。
专利
技术实现思路

[0005]基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本专利技术的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法，用于第若干次循环末期完成后的传热管剩余壁厚预测，方法具体包括如下步骤：
[0008]S1、获取第若干次循环末期之前每次循环末期的传热管缺陷深度；
[0009]S2、根据第若干次循环末期之前每次循环末期的传热管缺陷深度，计算传热管缺陷深度的扩展速率；
[0010]S3、根据传热管缺陷深度的扩展速率预测第若干次循环末期完成后的传热管缺陷深度；
[0011]S4、根据第若干次循环末期完成后的传热管缺陷深度预测第若干次循环末期完成后的传热管剩余壁厚。
[0012]2.如权利要求1的一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法，其特征
在于，步骤S2具体包括：
[0013]S21、筛选出完成了第若干次循环末期之前多次循环的涡流复检的传热管，作为数据源传热管；
[0014]S22、使用数据源传热管在每次循环末期的传热管缺陷深度构成传热管缺陷深度数据集；
[0015]S23、使用传热管缺陷深度数据集拟合计算传热管缺陷深度的扩展速率。
[0016]作为一种优选方案，步骤S23的拟合具体为：
[0017]使用最小二乘法完成传热管缺陷深度的扩展速率的线性回归拟合。
[0018]作为一种优选方案，步骤S23的计算具体为：
[0019]使用待定系数法完成传热管缺陷深度的扩展速率计算。
[0020]作为一种优选方案，步骤S1具体使用第1次循环末期和第2次循环末期实际测量得到的传热管缺陷深度值。
[0021]作为一种优选方案，设第1次循环末期的传热管缺陷深度：D1＝D1act；
[0022]第2次循环末期的传热管缺陷深度：D2＝D2act；
[0023]D1act和D2act分别为第1和2次循环末期实际测量得到的传热管缺陷深度。
[0024]作为一种优选方案，传热管缺陷深度的扩展速率K2以如下公式计算：
[0025][0026]其中，(T1∪T2)是第1次循环末期的传热管缺陷深度和第2次循环末期的传热管缺陷深度数据集，|(T
1 Y T2)|是传热管缺陷深度数据集的点数。
[0027]作为一种优选方案，第3次循环末期的传热管缺陷深度值的以如下公式计算：
[0028]其中b
act
为待定系数。
[0029]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
[0030]而专利技术的方法以传热管涡流检查剩余壁厚数据为基础，针对缺陷类型为点蚀或磨损的传热管，按照数学计算方法拟合出缺陷增长速率方程，从而迭代计算传热管在未来循环寿期末的剩余壁厚。通过本专利技术的计算方法，能够量化得出热交换器传热管所有缺陷的增长速率，根据大修期间传热管的缺陷深度实测结果，迭代计算出每一根传热管在经历后续一个或若干个循环运行工况后的剩余壁厚数值。
具体实施方式
[0031]下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0032]在下述介绍中，提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
[0033]下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
[0034]本申请实施例提出一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法，用于第若干次循环末期完成后的传热管剩余壁厚预测，包括如下步骤：
[0035]本专利技术模拟了传热管在机组不同循环阶段的缺陷深度变化过程，假设上述第若干次循环末期为第n+1次循环，第n次循环末期为当次大修，则第n+1次循环末期的传热管壁厚缺陷深度D
n+1
计算方法和剩余壁厚X
n+1
计算公式如下表1所示：
[0036]表1第n+1循环末的传热管缺陷深度和剩余壁厚计算
[0037]缺陷深度计算公式剩余壁厚计算公式D
n
‑1＝D
n
‑
1_act
X
n
‑1＝(1
‑
D
n
‑
1_act
)
·
δD
n
＝D
n_act2
X
n
＝(1
‑
D
n_act
)
·
δD
n+1
＝f(D<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法，用于第若干次循环末期完成后的传热管剩余壁厚预测，其特征在于，方法具体包括如下步骤：S1、获取所述第若干次循环末期之前每次循环末期的传热管缺陷深度；S2、根据所述第若干次循环末期之前每次循环末期的传热管缺陷深度，计算传热管缺陷深度的扩展速率；S3、根据所述传热管缺陷深度的扩展速率预测所述第若干次循环末期完成后的传热管缺陷深度；S4、根据所述第若干次循环末期完成后的传热管缺陷深度预测所述第若干次循环末期完成后的传热管剩余壁厚。2.如权利要求1所述的一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：S21、筛选出完成了所述第若干次循环末期之前多次循环的涡流复检的传热管，作为数据源传热管；S22、使用所述数据源传热管在每次循环末期的传热管缺陷深度构成传热管缺陷深度数据集；S23、使用所述传热管缺陷深度数据集拟合计算传热管缺陷深度的扩展速率。3.如权利要求2所述的一种核电厂管壳式热交换器传热管剩余壁厚预测方法，其特征在于，所述步骤S23的所述拟合具体为：使用最小二乘法完成所述传热管缺陷深度的扩展速率的线性回归拟合。4.如权利要求2所述的一种核电厂管壳式热交换器传热...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛昌森，向群，官益豪，涂智雄，陈灵，
申请(专利权)人：三门核电有限公司，
类型：发明
国别省市：