1 范圍

      本文件規(guī)定了核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)松脫部件的聲學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)的特性、設(shè)計要求和運行規(guī)程。

      本文件適用于反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和運行。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 15474 核電廠安全重要儀表和控制功能分類（GB/T 15474-2010，IEC 61226：2005，MOD)

      NB/T 20026 核電廠安全重要儀表和控制系統(tǒng)總體要求（NB/T 20026-2014，IEC 61513：2011，MOD)

3 術(shù)語和定義

      下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

      松脫部件 loose part

      脫落部件、松動部件和核電廠建造、換料和維修期間遺留物的統(tǒng)稱。

3.2

      脫落部件 detached part

      與反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界內(nèi)的部件已失去連接，從而可以被反應(yīng)堆冷卻劑所攜帶的部件。

3.3

      松動部件 loosened part

      已經(jīng)松動，但與原固定部件仍保持連接的部件。

3.4

      結(jié)構(gòu)聲音 structure-borne sound

      在金屬結(jié)構(gòu)件表面?zhèn)鞑サ摹㈩l率在可聽范圍內(nèi)的聲音。

3.5

      聲音傳感器 sound sensor

      把機械信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕淖儞Q器，它在反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界外表面接收聲音，該聲音借助于位移、速度或加速度探測。

      注：本文件中的聲音傳感器是指探測“結(jié)構(gòu)聲音”的傳感器。

3.6

      本底噪聲 background noise

      反應(yīng)堆運行期間在無松脫部件時由恒定本底噪聲綜合運行相關(guān)單一聲音事件產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)聲音。

3.7

      恒定本底噪聲 stationary background noise

      由隨機噪聲（如冷卻劑流動噪聲、流體共振噪聲）和確定噪聲（如與反應(yīng)堆冷卻劑泵轉(zhuǎn)速有關(guān)的噪聲）組成的本底噪聲。

3.8

      單一聲音事件 single sound event

      由單一事件（如松脫部件撞擊、控制棒驅(qū)動、應(yīng)力突然降低等）造成的結(jié)構(gòu)聲音，它疊加在恒定本底噪聲之上。

3.9

      陣發(fā)波 sound burst

      由單一聲音事件導(dǎo)致的，在聲音傳感器中產(chǎn)生的電信號。

3.10

      滯后時間差 delay difference

      單一聲音事件在不同的聲音傳感器中產(chǎn)生的陣發(fā)波之間的時間差。

3.11

      報警監(jiān)視器 alarm level monitor

      將被測變量與一個定值或閾值比較的裝置。當(dāng)變量超過閾值時，會更改輸出信號的狀態(tài)。

3.12

      監(jiān)測信號 monitored signal

      聲音傳感器輸人到帶通濾波器的信號。

3.13

      已知事件 known event

      有類似事件反復(fù)發(fā)生并已得到記錄和評估，且類似事件的相似性標準（如信號形式、滯后時間差）已經(jīng)確立的事件。

4 松脫部件監(jiān)測

4.1 監(jiān)測目的

      主冷卻劑系統(tǒng)存在松脫部件，表明有故障和松動的部件，或在核電廠建造、換料和維修期間一回路內(nèi)一部分無意的遺留物導(dǎo)致的反應(yīng)堆安全的降級。松脫部件頻繁撞擊系統(tǒng)內(nèi)其他部件，導(dǎo)致部件損壞和材料磨損。松脫部件可能造成局部流道阻塞的嚴重威脅，伴隨偏離泡核沸騰，進而導(dǎo)致燃料包殼的破損。因此，反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界內(nèi)出現(xiàn)松脫部件對核電廠的安全運行具有潛在的風(fēng)險。安裝松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)以及早發(fā)現(xiàn)松脫部件，避免或緩解對一回路系統(tǒng)部件造成安全相關(guān)損壞和故障。松脫部件探測系統(tǒng)的主要目的是早期發(fā)現(xiàn)可能會造成以下項目損壞的松脫部件：

      a）反應(yīng)堆堆芯部件（包括堆內(nèi)構(gòu)件）；

      b）反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)件；

      c）反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界。

4.2 一般要求

      松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)依據(jù)核電廠安全監(jiān)管要求，首先考慮下述方面。

      a) 松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)主要用于監(jiān)測反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)的松脫部件。松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)也可用于監(jiān)測反應(yīng)堆冷卻劑回路的振動狀態(tài)（此功能在本文件的要求范圍之外），但此功能可能對傳感器的數(shù)量及布置位置有影響。

      b）可采用如下兩種方式進行松脫部件的診斷。

      1）在核電廠現(xiàn)場進行診斷。此方式應(yīng)配備必要的分析工具及對現(xiàn)場操作人員進行信號分析培訓(xùn)。

      2）在遠程技術(shù)支持中心進行診斷。此方式應(yīng)為評估人員提供有效、充足的現(xiàn)場信息。

      c) 為主控制室的操作員提供報警可通過如下信號超過閾值后給出。

      1）單一聲音事件陣發(fā)波的信號幅值超過閾值。此方式可記錄和分析每一個事件的信號。

      2）探測到的聲音事件發(fā)生的頻次超過閾值。此方式連續(xù)記錄信號，通過分析多個單一聲音事件進行診斷。

      d) 可通過如下方式對傳感器狀態(tài)進行監(jiān)測。

      1）通過校準設(shè)備在反應(yīng)堆冷卻劑回路進行撞擊實現(xiàn)對測量通道的監(jiān)測；或

      2）對本底噪聲進行監(jiān)測、處理及分析。

4.3 系統(tǒng)概貌

      典型的松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)一般包括安裝在反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器和主冷卻劑泵外殼上的加速度傳感器、對來自傳感器的聲音信號濾波的處理設(shè)備、報警監(jiān)視器。此外，由于人耳的靈敏度和處理能力，應(yīng)配備相應(yīng)的信號記錄（錄音）設(shè)備，以便操作員定期監(jiān)聽傳感器噪聲，尤其在換料以后，此時操作員通過監(jiān)聽方式能獲得更好的靈敏度及處理能力。有關(guān)松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)的說明以及典型的聲音信號波形見附錄A。

5 系統(tǒng)要求

5.1 基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計準則

5.1.1 松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示，具備下列功能：

      a）信號采集；

      b）信號處理；

      c）信號貯存和顯示；

      d）信號監(jiān)測；

      e）校準。

      圖1中每個模塊的詳細功能見附錄B。

      附錄C給出了松脫部件數(shù)字監(jiān)測系統(tǒng)示例。

5.1.2 松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)僅執(zhí)行監(jiān)視功能，不執(zhí)行自動控制和保護功能。由于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界內(nèi)松脫部件的監(jiān)測具有安全重要性，松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)屬于核電廠重要安全儀表和控制系統(tǒng)，其功能分類和設(shè)備分級應(yīng)遵照GB/T 15474和NB/T 20026的有關(guān)規(guī)定。

5.1.3 系統(tǒng)設(shè)計和安裝（包括探測靈敏度）應(yīng)符合核電廠安全重要儀表和控制系統(tǒng)的相關(guān)要求。

5.1.4 系統(tǒng)設(shè)計的頻率范圍應(yīng)確保系統(tǒng)具有足夠的靈敏度且誤報警率最低。對于一個具體的系統(tǒng)，當(dāng)規(guī)定帶通的低端（f．）和高端（f6）均為3dB時，頻率范圍f．應(yīng)為0.5Hz～1kHz，f6應(yīng)為10kHz～20 kHz（f₀達到20kHz為宜）。

5.1.5 當(dāng)選取帶通濾波器相同的截止頻率時，一個測量通道與其他測量通道（不包括聲音傳感器）的傳遞函數(shù)偏差不宜超過1dB。

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