核电厂换热设备涡流检验结果数据统计与分析浅谈

马奔宇 张文哲 高旭东

【摘 要】CNPO在核电厂在役检查过程中积累了大量的换热设备涡流检验结果数据，这些数据均以结构化的形式规范存储于专门的核电役检信息化平台（IMS）;根据换热设备运行管理、维护的需要，CNPO能够使用这些历史数据进行合适的统计和分析，有效利用这些数据的价值。

【关键词】核电厂换热设备;涡流检验;统计和分析

中图分类号： TM623.4 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）04-0218-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.083

Statistic and analysis of eddy current test results of heat exchanger equipment in nuclear power plants

MA Ben-yu ZHANG Wen-zhe GAO Xu-dong

（In-service Inspection Center of Nuclear Industry， CNNC Wuhan Nuclear Power Operation Technology Co.， Ltd.， Wuhan Hubei 430223， China）

【Abstract】With the process of nuclear power plants in-service inspection actuated by CNPO，there are large amounts of Eddy current testing data normalized and structured in IMS platform. Based upon Heating-Transfer devices running and maintenance requirements， CNPO can use these historical data for appropriate statistics and analysis， and effectively utilize the value of these data.

【Key words】Nuclear power plants heating-transfer devices; Eddy-current test; Statistics and analysis

1 现状

当前，中核武汉核电运行技术股份有限公司（简称CNPO）承担了国内主要核电厂的换热设备役前与在役检查工作，在此过程中积累了大量的换热管涡流检验结果数据，这些数据经CNPO役检技术人员的规范化、结构化处理后已存储于该公司开发的核电役检役检信息化平台（IMS），授权用户能够在IMS平台中对这些涡流检验历史结果数据进行访问。

随着换热设备投运时间的增长，累积的缺陷数量、缺陷管数量及堵管数量随大修次数增加而逐年增长，IMS平台中存储的这类数据也逐步增加，因此可以引入合适的方法来有效利用这些数据。

2 数据分析及应用的需求

换热设备是核电厂中执行能量转换、余热排放及除气冷凝等功能的关键设备，某些设备（如蒸汽发生器）同时还承担着一回路边界的重要职能，针对换热设备的换热管进行涡流检验是掌握设备健康状态的必要手段，因此在役检查执行人员、核电厂管理部门和监管单位希望能够直观、便捷地获取缺陷的分布信息和缺陷变化的趋势信息，具体需求为：

（1）单台换热设备整体缺陷数量及存在缺陷的管子数量增长较快，或单根管子轴向缺陷数量增多，核电厂管理部门、监管单位需要获取缺陷分布信息及缺陷数值变化趋势信息;

（2）核电厂管理部门、监管单位对于特定的涡流检验缺陷类型存在专门的类型或数量统计和缺陷数值变化趋势分析需求。

3 数据分析方法

3.1 基于图形化技术的缺陷数据统计方法

使用IMS平台中提供的“特殊部件模块”管板管理功能，并提供可扩展/配置的筛选条件（如指定行、指定列、泥渣区及大弯管区等区域条件，以及特定幅值范围、特定伤深范围、特定相位范围及指定的通道等类型条件），IMS平台能够根据用户选定的筛选条件在二维管板图中展示缺陷分布信息，二维管板图中采用颜色标识方案来区分超标管、达记录管、跟踪检查管、待检管、堵管等不同类型换热管，效果如图1所示;

使用IMS平台中提供的“特殊部件模块”缺陷信息三维展示功能，导入换热设备的传热管涡流检验结果数据，IMS平台能够根据用户选定的筛选条件（筛选条件同二维图形一致）按照时间维度展示该换热设备单次大修或历次大修的周向（管板周向分布）及轴向（单个管子轴向分布）视角的缺陷分布情况，效果如图2所示;

3.2 基于动态图表技术的缺陷数据统计方法

（1）对统计条件集合Uc初始化，集合Uc包括：支撑板区间统计条件子集Uc-sd，缺陷类型统计条件子集，缺陷参数统计条件子集Uc-ch，检验周期统计条件子集Uc-ip;

（2）根据实际业务需要手动调整各子集中元素的值，包括支撑板区间具体范围、所需的缺陷类型编码、缺陷参数名称以及检验周期范围，同时可手动选择所需的视觉效果，如颜色、标识符样式等;

（3）对调整后的各子集中元素值执行校验;

（4）将完成校验后的条件集合Uc中最终值传递至图表自变量数据结构，由图表引擎执行图表生成操作，效果如图3所示，图中使用柱状图展示了该换热设备在指定大修范围期间各支撑板的缺陷分布统计结果信息;

b）趨势图动态生成

（1）对趋势分析对象集合Uo初始化，集合Uo包括：缺陷参数对象子集Uo-ch，时间对象子集Uo-ip以及分析算法子集Uo-alg;

（2）算法子集Uo-alg为可定制/扩展的趋势分析算法库，算法文件需采用IMS支持的格式;

（3）对子集Uo-ch和子集Uo-ip中的元素值执行校验;

（4）将完成校验后的条件集合Uo中最终值传递至趋势图对象数据结构，由图像引擎执行趋势图像生成操作，效果如图4所示;

4 结论

通过使用本文中的技术手段，能够以二维、三维图形化方式直观显示缺陷在管板及换热管分布的实际情况，同时能够基于用户设定的条件动态生成缺陷统计图像和缺陷数值变化趋势分析图像，为相关部门和人员提供了获取这些信息的便捷手段，同时可以为核电厂运行周期/大修周期的编排提供技术依据。后续工作中，还能够结合换热设备的设计、制造及安装信息等业务背景通过该技术手段建立幅值、相位和伤深等参数与堵管标识和换管标准的精确判定模型，将统计分析的研究结论应用于换热设备设计方案改进和老化管理等领域中，提升数据使用价值。

【参考文献】

[1]马奔宇，张文哲.图形技术在核电役检信息化中的应用[J].科技视界，2017（1）：357-357.

[2]张文哲，马奔宇.核电厂在役检查管理信息平台设计与实现[J].科技视界，2017（1）：341-342.

[3]基于EAM平台的核电在役检查管理系统模型设计《电力信息与通信技术》，2013，11（11）：82-86.

[4]《Tomcat与Java Web开发技术详解》电子工业出版社 [著]孙卫琴.