核電站松動(dòng)件定位分析與質(zhì)量估計(jì)系統(tǒng)及其LabVIEW實(shí)現(xiàn).pdf

1、核電作為一種技術(shù)成熟的清潔能源,在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。核電與煤電,風(fēng)電等相比雖然具有諸多的優(yōu)點(diǎn),但其存在的安全隱患也是非常巨大的。核電廠的輕水反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中的零部件數(shù)以千計(jì),考慮到水流的影響,很難保證所有零部件都不松動(dòng)或脫落。然而,核電站內(nèi)松脫零部件的出現(xiàn)就意味著核電站安全性能的降低。因此,為了對(duì)核電站一回路內(nèi)可能存在的松動(dòng)部件進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷,在核電站一回路內(nèi)必須安裝松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(Loose Parts M

2、onitoring System,LPMS)作為核電站的重要系統(tǒng)之一,可以為核反應(yīng)堆安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供重要保障。
　　目前,國(guó)外核電站松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有很強(qiáng)的生命力,呈現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。我國(guó)對(duì)于核電站松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究起步較晚,技術(shù)也不夠純熟。因此,積極研發(fā)這種能夠保障核電站運(yùn)行安全性和可靠性的松動(dòng)件故障診斷技術(shù),并在診斷的智能化上有進(jìn)一步的發(fā)展和提高具有非常重要的意義。本文結(jié)合國(guó)家科技重大專項(xiàng)“核電站松動(dòng)件監(jiān)

3、測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)研究(KYZ193612003)”和“浙江省公益技術(shù)社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目(2012C23017)”,對(duì)核電站松動(dòng)件定位、質(zhì)量估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究,提出了基于CWT的Hilbert包絡(luò)線到達(dá)時(shí)差估算方法和小波能量譜質(zhì)量估計(jì)法,并通過(guò)LabVIEW進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
　　論文的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集部分,分別闡述了平板沖擊實(shí)驗(yàn)和鍋爐背景噪聲采集實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建過(guò)程。包括:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟等。該部分完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的

4、采集,并對(duì)鍋爐背景噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,為后序的定位理論算法和質(zhì)量估計(jì)理論算法的驗(yàn)證提供了必要的數(shù)據(jù)。
　　論文結(jié)合時(shí)-頻域信號(hào)處理方法,提出了一種基于CWT的Hilbert包絡(luò)線到達(dá)時(shí)差估算方法。該方法先通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行連續(xù)小波變換(Continuous Wavelet Transform,CWT)得到信號(hào)主頻帶內(nèi)的信號(hào),然后再求主頻帶內(nèi)信號(hào)的希爾伯特包絡(luò)線,取包絡(luò)線的首個(gè)峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻作為信號(hào)的到達(dá)時(shí)間,然后結(jié)合網(wǎng)格定位法進(jìn)行松動(dòng)

5、件定位。論文中通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)該方法進(jìn)行了分析,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法具有較高的定位精度,且抗噪聲干擾能力較強(qiáng)。
　　論文中對(duì)現(xiàn)有質(zhì)量估計(jì)方法的原理和特點(diǎn)進(jìn)行了分析,并針對(duì)其存在的缺點(diǎn)提出一種基于小波能量譜的質(zhì)量估計(jì)方法。該方法首先采用小波能量譜的計(jì)算方法對(duì)不同質(zhì)量沖擊信號(hào)小波能量譜的峰值進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)不同質(zhì)量對(duì)應(yīng)的小波能量譜峰值用線性插值法建立碰撞質(zhì)量與尺度峰值的函數(shù),并用質(zhì)量尺度峰值函數(shù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量估計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法質(zhì)量估

6、計(jì)誤差較小,且抗干擾能力強(qiáng)。
　　論文中基于LabVIEW分別編程實(shí)現(xiàn)了基于CWT的累積法、基于CWT的均方根法、基于CWT的Hilbert包絡(luò)線法這三種到達(dá)時(shí)間差估算方法和網(wǎng)格定位法中的查表定位程序,將這兩個(gè)模塊組合成為松動(dòng)件定位分析系統(tǒng)。并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試和驗(yàn)證,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)各種到達(dá)時(shí)差估算方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。最后,用LabVIEW開(kāi)發(fā)了LPMS原理樣機(jī)主要軟件,實(shí)現(xiàn)了松動(dòng)件的在線監(jiān)測(cè)、松動(dòng)件定位、質(zhì)量估