【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及管式热交换器的维护领域。更确切地说，本专利技术适用于基于来自穿过每个管内部的测量探头的信号来搜索热交换器的管中的缺陷。
技术介绍
1、诸如蒸汽发生器的管式热交换器通常由管束组成，热流体在管束中循环，并且待加热的流体围绕管束循环。例如，在pwr核电站的蒸汽发生器的情况下，蒸汽发生器是热交换器，其使用源自核反应的一次回路的能量，将二次回路的水转化为蒸汽，该蒸汽将供给涡轮机，从而产生电力。
2、蒸汽发生器利用一次水的热量，在饱和极限下将二次流体从液态转变为蒸汽状态。这在二次水进行循环所围绕的管中循环。蒸汽发生器的出口是二次回路上温度和压力最高的点。
3、根据该模型，物理分离两个回路的热交换表面因此由3500至5600根管组成的管束组成，加热到高温(例如320℃)和高压(例如155巴)的一次水在管束中循环。
4、为了确保蒸汽发生器的正常运行，有必要定期检查其管道。由于操作员无法直接接触到这些，因此使用测量探头，该探头穿过管内部以获得测量信号，对测量信号的分析必须使得管中的任何缺陷能够被检测和表征。
5、测量探头的一个典型示例是涡流探头，也称为sax探头。当附近的磁通量变化时，导电材料中会出现涡流。因此，涡流探头在蒸汽发生器管中循环，并用于测量测量信号，该测量信号是探头所处环境的函数，可以从中提取关于管中异常的信息。通常由ac电流流过的线圈引起的磁感应变化产生涡流，并检测由此感应的磁场的变化。通常，测量由线圈的阻抗变化引起的电压差。
6、一旦获得了由测量探头在
7、此外，最简单的方法包括通过与阈值进行比较来检测局部振幅过冲。尽管这种方法在管的不与其他元件接触的区域中起作用，但当其他元件位于管附近时，这种方法是无效的。此外，管的几何形状可能会发生变化，这可能会使振幅变化的解释变得困难。
8、图1示出了测量探头1穿过蒸汽发生器的管2以采集测量信号的示例。蒸汽发生器的管2由隔板4固定，隔板4通常垂直于穿过它们的管设置。为了允许汽化的水通过，这些隔板4中管2的通道6是叶片状的，换句话说，它们的形状在管2周围具有凸起。当水从液态变为气态时，它会沉积它所含的所有物质。如果物质沉积发生在叶片中，则它们会减少通道6的自由横截面：这就是堵塞，因此，这是沉积物对用于水/蒸汽混合物通道的孔或通道6的逐渐堵塞。
9、蒸汽发生器的管2通常包括热分支的直部2a，热的传热流体在此到达管中，接着是弯曲部分2b，称为弯道，并且最后是冷分支的直部2c，冷却的传热流体在此离开。在弯曲部分2b上还有防振杆8。
10、因此，隔板4、防振杆8或隔板4的通道6中的堵塞沉积物的存在影响测量信号，并且不能简单地通过搜索测量信号的振幅变化来检测潜在的缺陷。一种解决方案是在没有缺陷的情况下将特定区域中的测量信号与该区域中的对应于测量信号的参考信号进行比较。例如，在通过隔板4的情况下，可以将测量信号与先前采集的参考信号进行比较，该参考信号对应于在没有缺陷的情况下管2通过隔板4。
11、因此，图2示出了由涡流探头1沿蒸汽发生器的管2采集的测量信号分量的振幅变化的示例，该振幅变化是时间的函数，并且因此也是探头1沿着管2的轨迹的函数。第一部分10a对应于热分支的直部2a，热的传热流体在此到达管中。注意到突然振幅变化的存在，其与管状板的上边缘、流量分配板以及然后(从第三个开始)隔板4的交叉有关，呈近似规则的间隔。然后是对应于管的弯曲部2b的第二部分10b。这里，突然的振幅变化再次出现，但这一次与测量探头1穿过防振板8有关。与第一部分10a相比，突然振幅变化的周期更短并且更不规则。最后，第三部分10c对应于冷分支的直部2c，冷却的传热流体在此离开。在这里，存在在第一部分10a中遇到的与穿过隔板4、然后流量分配板和管状板的上边缘有关的突然振幅变化。
12、理论上，测量探头1对穿过已知元件的反应是可以预料的，并且然后可以使用对应的参考信号。然而，参考信号不能代表测量探头1的环境，并且因此不能使缺陷被检测到。如上所述，例如，隔板4中管2的通道6被未知尺寸和结构的沉积物堵塞，这使得与参考信号的比较对于检测管2的缺陷无效。此外，测量探头1在管2中的运动可以表现出局部速度变化，特别是在管的弯曲区域中，因为测量探头1不再能沿直线运动。诸如防振杆8的外部元件的位置也不能精确地知道。这可能导致测量信号的不同步，即使有必要很好地知道测量信号和测量探头1的位置之间的对应关系，以便能够在测量信号中的正确位置使用潜在参考信号。
13、因此，需要一种用于检测热交换器的管中的缺陷的方法，该方法使得能够自动识别潜在包含缺陷的管。
技术实现思路
1、提出了一种用于维护管式热交换器的方法，包括：
2、-获得由测量探头在热交换器的管中的通过而产生的测量信号，
3、-确定对应于每个时刻的测量信号的平均值的参考时间序列，
4、-通过对所述测量信号和参考时间序列应用动态时间扭曲(dtw)使每个测量信号与参考时间序列同步，
5、-通过测量测量信号相对于与参考时间序列同步的其他测量信号的潜在局部偏差来搜索潜在异常。
6、使用所提出的方法，可以自动识别潜在包含缺陷的管。这使得可以排除大部分待分析的信号，这些信号明显对应于管的健康区域。因此，操作员可以专注于信号具有异常特征的各个区域。因此，所提出的方法有利地能够使分析时间显著减少并且降低诊断错误的风险。
7、该方法有利地由以下特征来补充，这些特征单独地或以其任何技术上可能的组合采用：
8、-每个测量信号是包括p个分量的多维时间序列，p是大于或等于2的自然整数，并且参考时间序列包括p个分量；
9、-dtw被同时多维地应用于p个分量上；
10、-对潜在异常的搜索是逐分量执行的；
11、-该方法包括在测量信号中选择由测量探头在属于根据它们的物理特性的相似性分组的管的子集的管中通过而产生的测量信号；
12、-通过测量测量信号相对于其他测量信号的潜在局部偏差来搜索潜在异常包括确定测量信号的值与其他测量信号的对应值之间的距离；
13、-将中值滤波器应用于在搜索异常期间确定的距离；
14、-测量探头是多频涡流探头。
15、本专利技术还涉及一种计算机程序产品，包括当在计算机上执行所述程序时用于执行根据本专利技术的方法步骤的程序代码指令。计算机程序产品可以采用存储指令的非暂时性介质的形式，尤其是硬盘驱动器、ssd、闪存等。
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1.一种用于维护管式热交换器的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个测量信号是包括P个分量的多维时间序列，P是大于或等于2的自然整数，并且所述参考时间序列包括P个分量。
3.根据前一项权利要求所述的方法，其中，所述DTW同时多维地应用于所述P个分量。
4.根据前两项权利要求中的任一项所述的方法，其中，对潜在异常的所述搜索是逐分量执行的。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在所述测量信号中选择由测量探头(1)在属于根据管的物理特性的相似性分组的管(2)的子集的所述管(2)中的通过而产生的测量信号。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过测量测量信号相对于其他测量信号的潜在局部偏差来搜索潜在异常包括确定所述测量信号的值与其他测量信号的对应值之间的距离。
7.根据前一项权利要求所述的方法，其中，将中值滤波器应用于在所述异常的搜索期间确定的所述距离。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述测量探头是多频涡流探头。
9.一种计算机程序产品，包括
...【技术特征摘要】
1.一种用于维护管式热交换器的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个测量信号是包括p个分量的多维时间序列，p是大于或等于2的自然整数，并且所述参考时间序列包括p个分量。
3.根据前一项权利要求所述的方法，其中，所述dtw同时多维地应用于所述p个分量。
4.根据前两项权利要求中的任一项所述的方法，其中，对潜在异常的所述搜索是逐分量执行的。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在所述测量信号中选择由测量探头(1)在属于根据管的物理特性的相似性分组的管(2)的子集的所述管(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·缪尔，尼古拉斯·保罗，卢瓦克·瓦兰斯，
申请(专利权)人：法国电力公司，
类型：发明
国别省市：
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