Способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода



Способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода
Способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода

 


Владельцы патента RU 2583893:

Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" (RU)

Изобретение относится к диагностике технического состояния систем контроля технологических процессов. Предложен способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода, который включает воспроизведение системой параметров эталонного имитатора измеряемых системой физических величин, сравнение воспроизведенных параметров с заданными параметрами эталонного имитатора и выработку заключения о работоспособности системы. Параметры эталонного имитатора течи задают перед каждой проверкой работоспособности системы в виде величин массового расхода и местоположения течи. Рассчитывают временной и температурный режимы теплового воздействия на каждый первичный преобразователь температуры системы при течи с заданными эталонным имитатором параметрами. Проводят тепловое воздействие на каждый первичный преобразователь температуры с соблюдением рассчитанных временного и температурного режимов. Регистрируют воспроизведенные системой параметры эталонного имитатора. Сравнивают их с заданными параметрами эталонного имитатора течи и признают систему работоспособной при условии совпадения указанных параметров в пределах допустимых нормированных погрешностей. Технический результат- повышение достоверности и точности диагностики. 2 табл.

 

Изобретение относится к диагностике технического состояния сложных систем контроля технологических процессов и может быть использовано для проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода, в частности трубопроводов ядерных энергетических установок с водяным теплоносителем.

Известно техническое решение, рассмотренное в патенте РФ на изобретение №2184369 «Устройство для измерения влажности воздуха», из описания которого известен способ проверки его работоспособности. Сущность способа заключается в дистанционном отключении чувствительных к измеряемым физическим величинам элементов первичных преобразователей от входов пространственно удаленных усилителей-преобразователей, подключении к ним эталонных имитаторов измеряемых физических величин и сравнении показаний измерительных каналов с подключенными эталонными имитаторами с параметрами самих эталонных имитаторов.

Недостаток способа заключается в том, что он не контролирует технического состояния чувствительных элементов первичного преобразователя, который эксплуатируется в условиях воздействия деструктивных факторов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ, раскрытый в препринте Морозов С.А., Ковтун С.Н., Дврников П.А. и др. Система влажностного контроля течи (СКТВ) водяного теплоносителя. Препринт ФЭИ-3080. Обнинск, 2006, 20 с.

Сущность способа заключается в периодическом дистанционном отключении от входов усилителей-преобразователей каналов измерения относительной влажности и температуры воздуха, чувствительных к измеряемым физическим величинам элементов, емкостного сенсора относительной влажности воздуха и резистивного сенсора температуры воздуха, и дистанционном подключении вместо них эталонных имитаторов измеряемых физических величин, эталонного конденсатора и эталонного резистора, регистрации показаний измерительных каналов с подключенными эталонными имитаторами и сравнении воспроизведенных параметров эталонных имитаторов с параметрами самих эталонных имитаторов. Описанный способ позволяет контролировать линии связи между первичными преобразователями и пространственно удаленными усилителями-преобразователями измерительных каналов и сохранность характеристик усилителей-преобразователей в точке контроля, заданной параметрами имитаторов физических величин.

Недостатком известного технического решения является отсутствие комплексного контроля со стороны системы за работоспособностью чувствительных элементов первичных преобразователей и электрическими характеристиками измерительных каналов, а также отсутствие комплексной проверки алгоритма определения местоположения и массового расхода течи по показаниям задействованных на контролируемом участке трубопровода первичных преобразователей.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение комплексного контроля со стороны системы за работоспособностью чувствительных элементов первичных преобразователей и электрическими характеристиками измерительных каналов, а также обеспечение комплексной проверки алгоритма определения местоположения и массового расхода течи.

Технический результат - расширение функциональных возможностей способа проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода.

Для исключения указанных недостатков в способе проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода, включающем воспроизведение системой параметров эталонного имитатора измеряемых системой физических величин, сравнение воспроизведенных параметров с заданными параметрами эталонного имитатора и выработку заключения о работоспособности системы, предлагается:

- перед каждой проверкой работоспособности системы задавать параметры эталонного имитатора течи в виде величин массового расхода и местоположения течи;

- рассчитывать временной и температурный режимы теплового воздействия на каждый первичный преобразователь температуры системы при течи с заданными эталонным имитатором массового расхода и местоположения течи;

- проводить тепловое воздействие на каждый первичный преобразователь температуры с соблюдением рассчитанных временного и температурного режимов и зарегистрировать воспроизведенные системой параметры эталонного имитатора;

- сравнить указанные параметры имитатора;

- признать работоспособность системы при условии совпадения воспроизведенных системой параметров эталонного имитатора течи в пределах допустимых нормированных погрешностей.

Сущность способа состоит в следующем.

Способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода включает воспроизведение системой параметров эталонного имитатора измеряемых системой физических величин, сравнение воспроизведенных параметров с заданными параметрами эталонного имитатора и выработку заключения о работоспособности системы.

Параметры эталонного имитатора течи задают перед каждой проверкой работоспособности системы в виде величин массового расхода и местоположения течи.

Рассчитывают временной и температурный режимы теплового воздействия на каждый первичный преобразователь температуры системы при течи с заданными эталонным имитатором параметрами.

Проводят тепловое воздействие на каждый первичный преобразователь температуры с соблюдением рассчитанных временного и температурного режимов.

Регистрируют воспроизведенные системой параметры эталонного имитатора, сравнивают их с заданными параметрами эталонного имитатора течи и признают систему работоспособной при условии совпадения указанных параметров в пределах допустимых нормированных погрешностей.

Способ предназначен для проверки системы контроля течи трубопровода, в которой в качестве физического признака течи используется эффект повышения температуры, регистрируемый тремя термоэлектрическими преобразователями (ТЭП), установленными на известных расстояниях (X1, Х2 и Х3) вдоль длины контролируемого участка трубопровода. ТЭП установлены в патрубках, нижние концы которых сочленены с пространством трубопровода, образованного зазором между внешним диаметром трубопровода и внутренним диаметром теплоизоляции. Система постоянно измеряет температуру воздуха в местах установки ТЭП. При наличии течи трубопровода образовавшийся пар в силу избыточного давления распространяется равномерно от места течи (XT) в обе стороны по подизоляционному пространству трубопровода, при этом некоторая часть пара через патрубки выходит в окружающую среду, что приводит к повышению температуры воздуха в патрубках, которая регистрируется ТЭП. Поскольку ТЭП находятся на различных расстояниях от места течи, то моменты времени увеличения показаний соответствующих измерительных каналов будут различными и зависимыми от величины (расхода) течи. Моменты времени достижения измерительными каналами уставок по температуре фиксируются и используются в качестве входных данных в алгоритме вычисления параметров течи - расход и координаты места течи.

Для проверки работоспособности описанной системы необходимо выполнить следующие действия:

1. Задать параметры эталонной течи: эталонную величину расхода течи Gэт и эталонную координату места течи Хэт, величины которых находятся внутри диапазонов измерения системой расхода и координаты места течи.

2. По заданным параметрам эталонной течи рассчитать временной и температурный режимы теплового воздействия на все ТЭП, для чего определить:

- среднюю скорость W ¯ прохождения парогазового фронта (ПГФ) вдоль подизоляционного пространства по формуле

где ν - удельный объем перегретого газа при температуре подизоляционного пространства; S - площадь сечения подизоляционного пространства трубопровода;

- времена t1, t2, t3 прохождения ПГФ расстояний от заданного эталонного места течи (Хэт) до мест установок первичных преобразователей (Х1, Х2 и Х3), что равносильно временам от момента начала течи до моментов теплового воздействия на первичные преобразователи, по формулам:

если

или по формулам:

если

- время искусственного теплового воздействия на термоэлектроды ТЭП (tи.т.в.) по формуле

величину тока нагрева термоэлектродов ТЭП по формуле

где ΔT - величина уставки по температуре, определяется как превышение температуры над фоном; k - коэффициент пропорциональности между скоростью увеличения показаний температуры измерительными каналами и током нагрева термоэлектродов ТЭП.

3. Зафиксировать показания температур Тф1, Тф2 и Тф3 измерительными каналами при отсутствии течи (фоновые температуры).

4. Одновременно отключить все ТЭП от входов усилителей-преобразователей измерительных каналов и через времена t1, t2, t3 подключить к источнику тока (источнику теплового воздействия) соответствующие ТЭП.

5. По истечении времени искусственного теплового воздействия на ТЭП (tи.т.в) одновременно отключить их от источника тока и подключить ко входам усилителей-преобразователей измерительных каналов, зафиксировать показания температур, величины которых описываются формулами:

где i=1,2,3.

6. Рассчитать моменты времени t 1 ' , t 2 ' , t 3 ' превышения каждым измерительным каналом уставки по температуре ΔT по формуле

7. Определить воспроизводимые системой параметры эталонной течи X э т ' и G э т ' по соответствующим формулам

при

при

8. Сравнить воспроизведенные параметры течи X' и G' с заданными эталонными параметрами и проверить выполнение условий

где ΔG и ΔХ - пределы допускаемых нормированных абсолютных погрешностей соответственно расхода течи и координаты места течи.

9. Принять, что при выполнении условий (1) система с установленными на контролируемом участке ТЭП работоспособна.

Для проверки системы контроля течи трубопроводов ядерных энергетических установок с водяным теплоносителем в качестве допустимых нормированных погрешностей в выражении (1) использовать рекомендованные нормативными документами пределы определения расхода и координаты места течи, равные соответственно ±50%, ±2 м на длине контролируемого участка трубопровода.

Таким образом, способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода вовлекает в сферу контроля чувствительные элементы первичных преобразователей и алгоритма работы системы по определению расхода и координаты места течи, а также дает возможность контролировать работоспособность системы во всех диапазонах контролируемых его расходов и координат мест течи путем задания соответствующих параметров эталонной течи при проведении периодических проверок ее работоспособности.

Покажем работоспособность способа на конкретном числовом примере.

В таблице 1 приведены исходные данные, необходимые системе для реализации алгоритма определения расхода и координаты места течи и проведения проверки своей работоспособности.

В таблице 2 приведены промежуточные результаты расчетов для проверки работоспособности предложенного способа.

Анализ полученных результатов расчета поэтапного выполнения способа показывает, что технические возможности системы обеспечивают как временные, так и температурные параметры искусственного теплового воздействия на первичные преобразователи во всем диапазоне измерений, а совпадение заданных параметров эталонной течи с воспроизведенными параметрами демонстрируют работоспособность способа.

Для технической реализации способа необходимо технические средства системы дополнить источником теплового воздействия на ТЭП в виде источника тока с возможностью программного управления величиной тока и программно-управляемым коммутатором, необходимым для дистанционного отключения ТЭП от входов измерительных каналов и подключения их к источнику теплового воздействия в заданном временном режиме.

Промышленная применимость способа обосновывается принципиальной возможностью использования способа в системах контроля течи по температуре, в частности трубопроводов первого контура ядерных энергетических установок с водяным теплоносителем.

Способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода, включающий воспроизведение системой параметров эталонного имитатора измеряемых системой физических величин, сравнение воспроизведенных параметров с заданными параметрами эталонного имитатора и выработку заключения о работоспособности системы, отличающийся тем, что параметры эталонного имитатора течи задают перед каждой проверкой работоспособности системы в виде величин массового расхода и местоположения течи, рассчитывают временной и температурный режимы теплового воздействия на каждый первичный преобразователь температуры системы при течи с заданными эталонным имитатором параметрами, проводят тепловое воздействие на каждый первичный преобразователь температуры с соблюдением рассчитанных временного и температурного режимов, регистрируют воспроизведенные системой параметры эталонного имитатора, сравнивают их с заданными параметрами эталонного имитатора течи и признают систему работоспособной при условии совпадения указанных параметров в пределах допустимых нормированных погрешностей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обеспечения надежности и безопасности атомных электростанций. Технический результат - возможность осуществления текущей диагностики технического состояния объекта контроля в части оценки целостности металла.

Изобретение относится к области измерения температуры и может быть использовано при контроле качества монтажа термоэлектрических преобразователей на выходе из тепловыделяющих сборок водо-водяных энергетических реакторов.
Изобретение относится к области реакторных измерений и может быть использовано в системах контроля и управления ядерных реакторов. Способ включает размещение детектора, подключенного к счетному каналу реактиметра, в зоне радиоактивного излучения и определение и регулировку показаний проверяемого счетного канала.

Изобретение относится к ядерным реакторам на бегущей волне. Способ определения материалов активной зоны включает определение средней скорости изменения количества материала и потока в ячейке, определение обновленного количества материала в ячейке на основании средней скорости изменения и корректировку обновленного количества материала в ячейке не некое количество.

Изобретение относится к ядерным реакторам деления. Система вентилируемого тепловыделяющего модуля ядерного деления содержит тепловыделяющий элемент ядерного деления, соединенный с ним корпус клапана для помещения газообразных продуктов деления и клапан, предназначенный для управляемой вентиляции газообразных продуктов деления из объема корпуса.

Изобретение относится к устройству контроля ядерных реакторов, которые осуществляют преобразование плотности потока тепловых нейтронов (ППТН) и потока гамма-квантов в выходные электрические сигналы на всех режимах работы реакторной установки.

Изобретение относится к методам испытаний конструкционных материалов при прогнозировании и оценке работоспособности облучаемых корпусов реакторов ВВЭР-1000. В способе прогнозирования ресурсоспособности сталей корпусов реакторов образцы из стали корпуса облучают потоком быстрых нейтронов с высокой плотностью до дозы облучения, соответствующей дозе облучения реального корпуса реактора за отдаленное время, превышающее проектный срок службы.

Изобретение относится к области теплофизических исследований и может быть использовано при изучении поведения тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов экспериментальным моделированием тепловых и гидродинамических процессов при различных режимах работы реактора, в том числе аварийных.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для проведения радиационных испытаний материалов при заданной температуре в ядерных реакторах, преимущественно в реакторах на быстрых нейтронах с металлическим теплоносителем, например натриевым, свинцовым, свинцово-висмутовым.

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно - к облучательным устройствам и тепловыделяющим сборкам для реакторных испытаний топливных образцов, а также модельных твэлов в исследовательском реакторе, и может быть использовано при разработке и обосновании конструкций твэла для энергетических реакторов.

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях.

Изобретение относится к экранировке аппаратов или их деталей от электрических или магнитных полей и может быть использовано для контроля эффективности электромагнитного экранирования корабельных помещений, защищенных от преднамеренных электромагнитных воздействий.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для технической диагностики неоднородных конструкций. Согласно заявленному решению перед проведением тепловизионного обследования выбирают время тепловой инерции равным 3-20 минут в зависимости от скорости реакции компонентов пенополиуретана, марки оболочки и толщины слоя изолирующего слоя пенополиуретана на трубе.

Изобретение относится к области сбора и обработки информации. Техническим результатом является обеспечение синхронизации моментов получения сигналов от датчиков независимо от их удаленности и места положения при использовании общего компьютеризированного средства сбора информации.

Использование: для оценки надежности конструкции из электропроводных полимерных композиционных материалов на основе контроля распределения электрических потенциалов по поверхности.

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА) и может быть использовано для проектирования аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быт использовано при испытаниях изделий на термическую стойкость. Заявлен способ испытаний полых изделий на термостойкость, заключающийся в нагреве изделия изнутри и охлаждении снаружи.
Изобретение относится к тепловым способам неразрушающего контроля и диагностики дефектов в стенках элементов конструкции и может быть использовано для дефектоскопии различных объектов.
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при наземных тепловакуумных испытаниях бортовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) негерметичных космических аппаратов (КА).

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано для теплопрочностных статических испытаний конструкций летательных аппаратов, в частности к средствам, обеспечивающим воспроизведение нестационарных температурных полей в испытываемых конструкциях воздушно-космических самолетов (ВКС).

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для измерения герметичности, т.е. утечек из полых изделий при испытании их на прочность внутренним избыточным давлением, например при испытаниях фюзеляжей летательных аппаратов.
Наверх