核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法，其依次包括以下步驟：對二次側進行干燥；對二次側進行隔離；對二次側通示蹤氦氣；利用搭載有質譜儀吸槍且與傳熱管一端密封連接的抽氣工具架對傳熱管進行抽氣，通過改變抽速測得質譜儀示數的響應時間等數據，根據以下公式：測得漏點位置。本發明可以實現單根傳熱管上多個漏點的分別定位，定位精度達到≤±1m。
【專利說明】
核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法
技術領域
[0001] 本發明涉及核電無損檢測領域，特別涉及一種核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設 備漏點定位方法。
【背景技術】
[0002] 泄漏檢查方法多種多樣，比較常用的有氣泡檢漏、壓力變化檢漏、鹵素檢漏、氦質 譜檢漏、滲透和化學示蹤物檢漏等。針對某些部件，特別是常見的閥門、管道、焊縫等的泄漏 檢查方法在相關技術標準和專業資料都已有詳細介紹。為了核電站的安全和經濟運行，研 究滿足蒸汽發生器傳熱管泄漏檢查要求的合適方法就十分迫切和必要。傳熱管氦檢漏采用 吸槍法，現有吸槍法是一種半定量的方法，只可用以檢測泄漏，無法檢測到漏點的位置。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種能夠測定多個漏點的核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏 設備漏點定位方法。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種核蒸汽發生器傳熱管氦質 譜檢漏設備漏點定位方法，蒸汽發生器管板、傳熱管及其兩者的連接焊縫將蒸汽發生器分 為一次側和二次側。漏點定位方法包括以下步驟:步驟一、對二次側進行干燥;步驟二、對二 次側進行隔離；步驟三、對二次側充含示蹤氦氣的混合氣體至一定壓力，氦氣濃度高于 10%;漏點定位方法還包括:步驟四、利用搭載有質譜儀吸槍且與傳熱管一端密封連接的抽 氣工具架對傳熱管進行抽氣，當二次側壓力和氦氣濃度確定的情況下，漏點的漏率是確定 的，當傳熱管存在一個漏點時，漏點上風向的氣流中的氦氣濃度為純凈空氣中的氦本底，漏 點下風向至管口的氣流中由于混合了二次側漏進的氦氣，氦氣濃度就會升高，當傳熱管存 在n個不同高度的漏點時，n個漏點將傳熱管分成n+1段，每段氣流中的氦氣濃度都不一樣， 氣流每流經一個漏點就將該漏點漏到一次側得氦氣帶走，傳熱管氣流中的氦氣濃度就產生 一次躍升。在傳熱管口處以恒定的抽速Qo吸走管內的氣體，當恒定抽速由Qo變為&時，傳熱 管口的氦氣濃度也會隨之變化，抽速由小變大，氦氣濃度降低，抽速由大變小，氦氣濃度升 高。抽速改變引起的氦氣濃度變化不是立即產生的，期間會有一個變化過程，當存在一個漏 點時，會有一個濃度變化臺階；當存在n個漏點時，就會存在n個濃度變化臺階。從質譜儀測 得的濃度變化臺階曲線可以判斷漏點的數量，并且可以得到每個漏點從抽速改變到該漏點 引起濃度變化臺階之間的時間。已知傳熱管的橫截面積S，通過改變兩次抽速Qo-QdPh- Q 2，分別得到每個漏點對應兩次抽速改變對應的濃度變化臺階響應時間t#Pt2，
[0005] 針對每個漏點，均可根據公式②：
[0007] 以上公式①為檢測系統的響應時間，即從吸槍口氦氣濃度變化到引起質譜儀示數 變化所需的時間，算得漏點的近似高度H，漏點位置不同時改變抽速Q，測得的響應時間t就 不同。其中：Q為工具架吸槍的抽速，Qi為抽速1，Q2為抽速2; t為抽速1時泄漏信號的響應時 間；t2為抽速2時泄漏信號的響應時間；S為傳熱管的截面積;T為傳熱管中氣體的溫度。
[0008] 優化的，所述二次側在通氦氣時，需要氣體循環裝置保證二次側各處的氦氣濃度 一致。
[0009] 優化的，所述抽氣工具架設有多組吸槍，可一次檢測多根傳熱管。
[0010]優化的，步驟一中，檢漏狀態下，二次側壓力是標準大氣壓的數倍，二次側的干燥 情況需要格外重視，保證其工作狀態下的露點溫度相較于環境溫度保持充分的安全裕度。
[0011] 優化的，為防止二次側隔離存在漏點，導致氦氣泄漏到反應堆廠房，影響查漏時的 氦氣本底，需在步驟二后先對二次側充壓縮空氣至3bar (絕對壓力），穩定2h后再保壓2h，當 壓降滿足<15mbar/h，才能繼續步驟三。
[0012] 本發明的有益效果在于:本發明可以實現單根傳熱管上多個漏點的分別定位，定 位精度達到< ± lm。
【附圖說明】
[0013] 附圖1為存在一個漏點的情況下改變抽速后氦氣濃度的變化圖；
[0014] 附圖2為存在兩個漏點的情況下改變抽速后氦氣濃度的變化圖；
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖所示的實施例對本發明作以下詳細描述：
[0016] 蒸汽發生器管板、傳熱管及其兩者的連接焊縫將蒸汽發生器分為一次側和二次 側。本核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法包括以下步驟:步驟一、對二次側 進行干燥;步驟二、對二次側進行隔離;步驟三、對二次側充含示蹤氦氣的混合氣體至一定 壓力，氦氣濃度高于10%;漏點定位方法還包括:步驟四、利用搭載有質譜儀吸槍且與傳熱 管一端密封連接的抽氣工具架對傳熱管進行抽氣，當二次側壓力和氦氣濃度確定的情況 下，漏點的漏率是確定的，當傳熱管存在一個漏點時，漏點上風向的氣流中的氦氣濃度為純 凈空氣中的氦本底，漏點下風向至管口的氣流中由于混合了二次側漏進的氦氣，氦氣濃度 就會升高，當傳熱管存在n個不同高度的漏點時，n個漏點將傳熱管分成n+1段，每段氣流中 的氦氣濃度都不一樣，氣流每流經一個漏點就將該漏點漏到一次側得氦氣帶走，傳熱管氣 流中的氦氣濃度就產生一次躍升。在傳熱管口處以恒定的抽速Q〇吸走管內的氣體，當恒定 抽速由Qo變為Qi時，傳熱管口的氦氣濃度也會隨之變化，抽速由小變大，氦氣濃度降低，抽速 由大變小，氦氣濃度升高。抽速改變引起的氦氣濃度變化不是立即產生的，期間會有一個變 化過程，當存在一個漏點時，會有一個濃度變化臺階；當存在n個漏點時，就會存在n個濃度 變化臺階。如圖1所示，當有一個高度具有漏點時，從質譜儀測得的濃度變化臺階曲線可以 判斷同一高度漏點的數量，并且可以得到每個高度上的漏點從抽速改變到該漏點引起濃度 變化臺階之間的時間。已知傳熱管的橫截面積S，通過改變兩次抽速Qo-QdPQi-Qs，分別得 到每個漏點對應兩次抽速改變對應的濃度變化臺階響應時間ti和t 2，針對每個漏點，均可根 據公式②：
[0018] 以上公式①為檢測系統的響應時間，即從吸槍口氦氣濃度變化到引起質譜儀示數 變化所需的時間。算得漏點的近似高度H，漏點位置不同時改變抽速Q，測得的響應時間t就 不同。其中：Q為工具架吸槍的抽速，Qi為抽速1，Q2為抽速2; t為抽速1時泄漏信號的響應時 間；t2為抽速2時泄漏信號的響應時間；S為傳熱管的截面積;T為傳熱管中氣體的溫度。
[0019] 當存在兩個漏點時，改變抽速后氦氣濃度的變化圖如圖2所示。
[0020] 在檢漏時需要注意以下幾點：1.所述二次側在通氦氣時，需要氣體循環裝置保證 二次側各處的氦氣濃度一致;2.所述抽氣工具架設有多組吸槍，可一次檢測多根傳熱管;3. 步驟一中，檢漏狀態下，二次側壓力是標準大氣壓的數倍，二次側的干燥情況需要格外重 視，保證其工作狀態下的露點溫度相較于環境溫度保持充分的安全裕度;4.為防止二次側 隔離存在漏點，導致氦氣泄漏到反應堆廠房，影響查漏時的氦氣本底，需在步驟二后先對二 次側充壓縮空氣至3bar(絕對壓力），穩定2h后再保壓2h，當壓降滿足<15mbar/h，才能繼續 步驟三。
[0021] 上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明 精神所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法，蒸汽發生器管板、傳熱管 及其兩者的連接焊縫將蒸汽發生器分為一次側和二次側。漏點定位方法包括以下步驟:步 驟一、對二次側進行干燥;步驟二、對二次側進行隔離;步驟三、對二次側充含示蹤氦氣的混 合氣體至一定壓力，氦氣濃度高于10%;其特征在于，漏點定位方法還包括:步驟四、利用搭 載有質譜儀吸槍且與傳熱管一端密封連接的抽氣工具架對傳熱管進行抽氣，當二次側壓力 和氦氣濃度確定的情況下，漏點的漏率是確定的，當傳熱管存在一個漏點時，漏點上風向的 氣流中的氦氣濃度為純凈空氣中的氦本底，漏點下風向至管口的氣流中由于混合了二次側 漏進的氦氣，氦氣濃度就會升高，當傳熱管存在n個不同高度的漏點時，n個漏點將傳熱管分 成n+1段，每段氣流中的氦氣濃度都不一樣，氣流每流經一個漏點就將該漏點漏到一次側得 氦氣帶走，傳熱管氣流中的氦氣濃度就產生一次躍升。在傳熱管口處以恒定的抽速Q0吸走 管內的氣體，當恒定抽速由Q〇變為Qi時，傳熱管口的氦氣濃度也會隨之變化，抽速由小變大， 氦氣濃度降低，抽速由大變小，氦氣濃度升高。抽速改變引起的氦氣濃度變化不是立即產生 的，期間會有一個變化過程，當存在一個漏點時，會有一個濃度變化臺階；當存在n個漏點 時，就會存在n個濃度變化臺階。從質譜儀測得的濃度變化臺階曲線可以判斷漏點的數量， 并且可以得到每個漏點從抽速改變到該漏點引起濃度變化臺階之間的時間。已知傳熱管的 橫截面積S，通過改變兩次抽速Qo-Qi和Qi-Q 2,分別得到每個漏點對應兩次抽速改變對應 的濃度變化臺階響應時間t :和t2 針對每個漏點，均可根據公式②：以上公式①為檢測系統的響應時間，即從吸槍口氦氣濃度變化到引起質譜儀示數變化 所需的時間，算得漏點的近似高度H，漏點位置不同時改變抽速Q，測得的響應時間t就不同。 其中：Q為工具架吸槍的抽速，Qi為抽速1，Q 2為抽速2; t為抽速1時泄漏信號的響應時間；t2 為抽速2時泄漏信號的響應時間；S為傳熱管的截面積;T為傳熱管中氣體的溫度。2. 根據權利要求1所述的核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法，其特征 在于:所述二次側在通氦氣時，需要氣體循環裝置保證二次側各處的氦氣濃度一致。3. 根據權利要求1所述的核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法，其特征 在于:所述抽氣工具架設有多組吸槍，可一次檢測多根傳熱管。4. 根據權利要求1所述的核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法，其特征 在于:步驟一中，檢漏狀態下，二次側壓力是標準大氣壓的數倍，二次側的干燥情況需要格 外重視，保證其工作狀態下的露點溫度相較于環境溫度保持充分的安全裕度。5. 根據權利要求1所述的核蒸汽發生器傳熱管氦質譜檢漏設備漏點定位方法，其特征 在于:為防止二次側隔離存在漏點，導致氦氣泄漏到反應堆廠房，影響查漏時的氦氣本底， 需在步驟二后先對二次側充壓縮空氣至3bar (絕對壓力），穩定2h后再保壓2h，當壓降滿足 < 15mbar/h，才能繼續步驟三。
【文檔編號】G01M3/22GK106052968SQ201610326615
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】張紅星, 高建民, 劉軍, 張俊杰, 錢俊毅
【申請人】中廣核檢測技術有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司