專利名稱：對(duì)位于管的外壁之上或附近的包括至少一種鐵磁材料的沉積物的檢測(cè)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性檢測(cè)方法和裝置的一般領(lǐng)域，更具體地，涉及用于檢測(cè)由位于壓水核反應(yīng)堆或PWR中的蒸汽發(fā)生器的冷卻管之上或附近的鐵磁材料的沉積物造成的污垢或阻塞的方法和裝置的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在壓水反應(yīng)堆(PWR)類(lèi)型的核電站領(lǐng)域中，已知在反應(yīng)堆中心產(chǎn)生的熱量通過(guò)閉合回路傳送，該閉合回路已知為初級(jí)回路，在該初級(jí)回路中，水流到所謂的次級(jí)回路，在該次級(jí)回路中，已轉(zhuǎn)換為蒸汽的水饋送到渦輪用于發(fā)電。參考圖1，其表示了一蒸汽發(fā)生器的剖視透視圖，每個(gè)PWR類(lèi)型的核電站通常具有三個(gè)或四個(gè)蒸汽發(fā)生器，其中每個(gè)所述蒸汽發(fā)生器包括容納初級(jí)回路10與次級(jí)回路15的安全殼5。通過(guò)多個(gè)反向U形管20實(shí)現(xiàn)初級(jí)回路10與次級(jí)回路15之間的熱交換。所述管由間隔板固定到位，所述間隔板由固定在蒸汽發(fā)生器底部的尖端桿阻擋。參考圖2，其表示了間隔板25的細(xì)節(jié)以及管20的透視圖，所述間隔板25包括十字形孔30，稱作四葉孔，所述圓柱管20穿過(guò)所述四葉孔。已知在管20和間隔板25之間的四葉孔30的水平面(圖2~)上會(huì)形成阻塞沉積物 35。這些沉積物35的后果是第一，在常規(guī)操作中，改變管20上的機(jī)械應(yīng)力，第二，如果發(fā)生突發(fā)事件或事故，則增大間隔板25上的力，從而增加了管20破裂的風(fēng)險(xiǎn)。此外，已知所謂的污垢沉積物形成于管20的外表面上，這使得蒸汽發(fā)生器中的熱交換效率下降。為了消除這些阻塞或污垢沉積物，普遍的做法是用化學(xué)清潔方法清潔管和間隔板。這些方法包括將化學(xué)試劑注入蒸汽發(fā)生器的次級(jí)回路，從而分解和溶解這些氧化物沉積物，例如磁鐵。然而，注入的試劑的量取決于蒸汽發(fā)生器中存在的氧化物的量。因此，首先必須確定氧化物的量。為達(dá)此目的，利用低頻軸渦流探頭來(lái)檢測(cè)磁鐵沉積物的方法和裝置是眾所周知的，所述探頭被插入到蒸汽發(fā)生器的管中，從而將測(cè)量值與播放的圖像或表示遇到沉積物的即時(shí)采樣關(guān)聯(lián)起來(lái)。該類(lèi)方法的缺點(diǎn)是需要大約1個(gè)月的時(shí)間來(lái)分析數(shù)據(jù)采集結(jié)果，因此相當(dāng)影響成本。此外，通過(guò)這種方法獲得的測(cè)量值的精確度也低。還已知美國(guó)專利US 4，088，946所描述的檢測(cè)沉積物的方法和裝置。所述裝置包括在管中以恒定速度移動(dòng)渦流探頭，從而檢測(cè)沉積物。以上文所述相同的方式，該探頭具有很低的精確度，且需要采集視頻圖像。法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R 2 459 490和美國(guó)專利US 4，700，134還描述了具有相同缺點(diǎn)的其他用于檢測(cè)管的外壁上的沉積物的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于檢測(cè)管的外壁之上或附近的包含至少一種鐵磁材料的沉積物的方法和裝置，從而克服上述缺點(diǎn)，更具體地，該方法和裝置用于檢測(cè) PWR類(lèi)型核電站的蒸汽發(fā)生器的管之上或附近的沉積物，并具有簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和低廉的成本， 以及具有高可靠性和高精確度。申請(qǐng)人:已經(jīng)在法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R0853200(在本申請(qǐng)的申請(qǐng)日之前尚未公開(kāi))中提出了一種檢測(cè)裝置，如圖3所示，其具有探頭105，例如一個(gè)或多個(gè)永磁體，以及包括電動(dòng)機(jī) 120、變速箱160以及軸150的裝置110，并且通過(guò)螺母和螺釘型系統(tǒng)，利用給定的控制系統(tǒng)使該探頭以例如恒定的速度移動(dòng)進(jìn)入該管115中。給該電動(dòng)機(jī)的饋電電流根據(jù)位于管115 的壁之上或附近的鐵磁沉積物(鎳、磁鐵等等)165的厚度而變化。從而，可利用對(duì)該電流變化的分析來(lái)檢測(cè)管中是否存在污垢或阻塞物。很容易理解，這種解決方案盡管能夠檢測(cè)管附近以及管/間隔板連接中存在沉積物并估計(jì)其體積，但是不能夠檢測(cè)哪些是阻塞的葉狀通道，以及沉積物位于間隔板上的深度。就此，本文提出的新的解決方案能夠克服這些缺點(diǎn)。具體地，本文提出了一種用于檢測(cè)位于管的外壁之上或附近的包括至少一種鐵磁材料(例如鎳、磁鐵礦等)的污垢或阻塞沉積物的方法，其特征在于該方法至少包括以下步驟-在管中，在高度上定位并鎖定磁化源，-該磁化源自身旋轉(zhuǎn)，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)該磁化源并測(cè)量在該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中所述電動(dòng)機(jī)中的電流的幅度，-分析所獲得的曲線從而檢測(cè)并適當(dāng)?shù)毓烙?jì)所述間隔板中的阻塞。以這種方式，能夠得到關(guān)于沉積物在管周?chē)姆植嫉男畔?，因此能夠檢測(cè)哪些是阻塞的葉狀通道。有利地，在該磁化源旋轉(zhuǎn)之后，將該磁化源在管的內(nèi)部以高度漸增的方式移動(dòng)，在鎖定入位之后，重復(fù)上述步驟。因此在一定深度上覆蓋了管的所有位置，特別是間隔板。本發(fā)明也提出實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。


通過(guò)以下對(duì)作為非限制性示例給出的多個(gè)實(shí)施例的描述，根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)非磁性管之上或附近的磁性沉積物的裝置的優(yōu)點(diǎn)和特征將表現(xiàn)的更加清楚，該描述參考以下附圖圖1，已經(jīng)論述過(guò)，是PWR類(lèi)型核電站中的蒸汽發(fā)生器的剖視透視圖；圖2，已經(jīng)論述過(guò)，是穿過(guò)間隔板的四葉孔的管的細(xì)節(jié)的透視圖，其中所述四葉孔具有所謂的阻塞沉積物；圖3，已經(jīng)論述過(guò)，是示意性示出插入到具有污垢沉積物的管中的根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)裝置的縱向剖面圖4是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一種可能的實(shí)施例的檢測(cè)裝置的透視圖；圖5是示出本發(fā)明的一種可能的實(shí)施例的不同步驟的方塊圖；圖6a和6b分別示出了與葉狀通道管相關(guān)的永磁體的不同的可能位置，以及通過(guò)移動(dòng)與不同的未阻塞的葉狀通道相關(guān)的所述永磁體而獲得的采集曲線，圖6c描述了與圖 6a中表示的管的葉狀通道相關(guān)的旋轉(zhuǎn)磁性探頭的三個(gè)連續(xù)位置。圖7a到7c對(duì)應(yīng)于圖6a到6c，示出了四個(gè)葉狀通道被阻塞的情況；圖fe和8b對(duì)應(yīng)于圖6a和6b，示出了三個(gè)葉狀通道被阻塞的情況；圖9a和9b對(duì)應(yīng)于圖6a和6b，示出了兩個(gè)葉狀通道被阻塞的情況；圖IOa和IOb對(duì)應(yīng)于圖6a和6b，示出了一個(gè)葉狀通道被阻塞的情況；圖11示出了圖4所示類(lèi)型的裝置的控制循環(huán)；圖12示出了利用該裝置獲得的采集曲線的示例。
具體實(shí)施例方式參考圖4，描述了一種檢測(cè)裝置200，其包括位于管215中的例如包括一種或多種永磁體的磁化源探頭205，以及用于以旋轉(zhuǎn)方式在所述管215中驅(qū)動(dòng)所述源205的裝置 210。在所描述的示例中，源205包括單個(gè)永磁體206，該永磁體206由本身安裝在不銹鋼支撐件208上的低碳鋼板207支撐。在圖中還表示了永磁體206的磁平面PM。其相對(duì)于構(gòu)成管215的圓柱體成輻射狀。所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置210特別地包括電變速箱211。該機(jī)動(dòng)化變速箱211的電動(dòng)機(jī)連接到用于測(cè)量所述電動(dòng)機(jī)的饋電電流的裝置212，例如電表，該裝置212本身連接到PC類(lèi)型的計(jì)算機(jī)213。記錄在例如計(jì)算機(jī)213的硬盤(pán)和/或存儲(chǔ)器的物理載體上的程序形式的算法存儲(chǔ)并分析電動(dòng)機(jī)中的饋電電流或功率變化的曲線，從而確定間隔板中阻塞的葉狀通道，以及沉積物所在的深度(高度)。還提供推進(jìn)軸300，或機(jī)動(dòng)化變速箱和螺釘/螺母類(lèi)型系統(tǒng)，用于在管的給定高度處定位該探頭。采用鎖定系統(tǒng)301通過(guò)例如鉗位，在機(jī)動(dòng)化變速箱211在管215中旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)該探頭時(shí)將該探頭保持在該高度。以圖5所示的方式使用這種結(jié)構(gòu)。首先將探頭在高度上定位，使其位于想要測(cè)試的間隔板沈5的高度(步驟I)。然后利用裝置301鎖定探頭在管中高度上的位置(步驟II)。一旦定位后利用給定的控制系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)動(dòng)化變速箱211驅(qū)動(dòng)探頭205以例如恒定的速度自身旋轉(zhuǎn)；以及在該旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，讀取機(jī)動(dòng)化變速箱211中的電動(dòng)機(jī)消耗的電流(步驟III)。一旦已經(jīng)讀取了針對(duì)一圈或多圈旋轉(zhuǎn)的控制電流，探頭被解除鎖定，并通過(guò)推進(jìn)軸300或任何其他等效裝置進(jìn)行增量位移(步驟IV)。然后，第一，根據(jù)覆蓋間隔板寬度所需的增量的數(shù)量，第二，根據(jù)間隔板中所需的精確度，重復(fù)步驟II到IV。在對(duì)應(yīng)不同的增量階梯的所有分析平面中的采集完成之后，計(jì)算機(jī)213分析電流
5或功率消耗的不同曲線(步驟V)。例如，將消耗電流或功率與間隔板未被阻塞情況下的輸入信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。也可利用代表空間數(shù)據(jù)(標(biāo)本管)的其他校準(zhǔn)的參考信號(hào)進(jìn)行該對(duì)比。圖6a到6c描述了在位于間隔板沈5上的葉狀通道PF未被阻塞的情況下的旋轉(zhuǎn)磁性探頭的性能。當(dāng)探頭205從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，其發(fā)現(xiàn)自身被位于B點(diǎn)的材料吸引。這種吸引在定心扇區(qū)的中間最大。離開(kāi)該點(diǎn)，探頭上的吸引力減小(遠(yuǎn)離該材料)并在探頭 205到達(dá)C點(diǎn)時(shí)(葉狀通道的中心)達(dá)到最小。以相同的方式，探頭205在C、E和G點(diǎn)最受吸引，并在D、F、H點(diǎn)達(dá)到最大吸引力。在四個(gè)葉狀通道被阻塞的情況下(圖7a到7c)，在定心扇區(qū)的中間(例如B點(diǎn)) 的吸引保持最大，但是低于葉狀通道未被阻塞的上述情況，因?yàn)楹笠环N情況中出現(xiàn)了沉積物。離開(kāi)該中間點(diǎn)，吸引力減小并在探頭到達(dá)C、E或G點(diǎn)時(shí)達(dá)到最小。在葉狀通道PF被阻塞的情況下，吸引力明顯比葉狀通道未被阻塞的情況要小。實(shí)際上，吸引力取決于永磁體和沉積物之間的磁性間隙。當(dāng)葉狀通道PF未被阻塞時(shí)，吸引力在管的定心扇區(qū)上很大。另一方面，當(dāng)通道被阻塞時(shí)，磁性間隙發(fā)生了較小的變化，因此吸引力也發(fā)生較小的變化。在圖7b中，電動(dòng)機(jī)提供的功率的變化與沉積物的體積相關(guān)(參見(jiàn)雙箭頭(DE))。以相同的方式，在針對(duì)三個(gè)、兩個(gè)、或僅一個(gè)阻塞的葉狀通道的采集曲線的情況下，檢測(cè)了在葉狀通道允許在該葉狀通道中出現(xiàn)阻塞之前或之后的信號(hào)的形狀和相應(yīng)的幅度(圖 8a, 8b ；9a, 9b ；10a, 10b)。圖11示出了永磁體206的移動(dòng)控制循環(huán)。所述永磁體206首先定位在與間隔板相關(guān)的特定高度上。然后驅(qū)動(dòng)該永磁體自身旋轉(zhuǎn)一圈或多圈(旋轉(zhuǎn)R)。一旦獲得了電流或功率幅度的信號(hào)，增加該探頭205在管215中的縱向位移(漸增I)，然后該探頭再旋轉(zhuǎn)(R) —整圈。如圖11所示，重復(fù)這些操作從而掃描該間隔板沈5的全部高度。這樣就實(shí)現(xiàn)了連續(xù)曲線的采集，該曲線可轉(zhuǎn)換為例如3D表示。圖12是顯示了針對(duì)四個(gè)分析平面PA-A，PA-B, PA-C和PA-D (等間距3mm)所獲得的曲線的3D表示。增加了第五曲線，作為參考曲線。例如在圖12中，可以看出作用于最后的分析平面(平面PA-D)的采集與參考曲線的形狀相同——阻塞在分析平面PA-C和PA-D之間停止了。在所述情況下，阻塞的深度大約為7. 5mm。在分析平面PA-C中的曲線的形狀在峰值處幅度較小，因?yàn)樵谠撈矫嬷谐练e物的厚度較大。由計(jì)算機(jī)213運(yùn)行的算法實(shí)現(xiàn)與參考曲線的對(duì)比，并分析峰值處的幅度，由此適當(dāng)?shù)赝茢喑练e物的分布及其厚度。舉例來(lái)說(shuō)，磁性探頭可進(jìn)行450度旋轉(zhuǎn)，增量階梯為0. 5到1mm。應(yīng)理解，這種解決方案使得阻塞檢測(cè)的精確性更高，同時(shí)使對(duì)沉積物所在的深度的識(shí)別的精確度更高。同時(shí)也可看出，有利地，可通過(guò)在第一步驟中采用軸探頭方法，接下來(lái)，在第二步驟中利用上文所述類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)探頭方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)蒸汽發(fā)生器管的間隔板的阻塞的分析，其
6中該軸探頭方法利用了專利申請(qǐng)F(tuán)R0853200所述類(lèi)型的結(jié)構(gòu)(圖3所示結(jié)構(gòu)——通過(guò)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)磁化源在管中沿其長(zhǎng)度方向的位移，測(cè)量電動(dòng)機(jī)中電流的幅度，根據(jù)在電動(dòng)機(jī)中測(cè)量的電流的幅度變化，確定所述沉積物的位置和/或厚度和/或體積)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)污垢或阻塞沉積物的方法，所述污垢或阻塞沉積物包括至少一種鐵磁材料，例如鎳、磁鐵或相似物，并位于管的外壁之上或附近，其特征在于該方法至少包括以下步驟-在管中在高度上定位和鎖定磁化源；-通過(guò)借助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)使該磁化源自身旋轉(zhuǎn)，并測(cè)量在該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中所述電動(dòng)機(jī)中的電流的幅度；-分析所獲得的曲線，從而檢測(cè)并適當(dāng)?shù)毓烙?jì)該阻塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在該磁化源旋轉(zhuǎn)之后，該磁化源在該管中以高度漸增的方式移動(dòng)，其特征還在于，在鎖定之后，重復(fù)上述步驟。
3.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述磁化源包括至少一個(gè)永磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于所述磁化源在所述管中的旋轉(zhuǎn)是恒定速度的旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述分析步驟包括將所述電動(dòng)機(jī)中測(cè)量的電流的幅度或功率的變化與參考模型和/或校準(zhǔn)模型進(jìn)行對(duì)比的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于執(zhí)行現(xiàn)有的軸檢測(cè)方法，該軸檢測(cè)方法至少包括以下步驟-通過(guò)所述電動(dòng)機(jī)在管中沿其長(zhǎng)度方向移動(dòng)所述磁化源， -測(cè)量所述電動(dòng)機(jī)中電流的幅度，以及-根據(jù)在所述電動(dòng)機(jī)中測(cè)量的電流的幅度的變化確定所述沉積物的位置和/或厚度和 /或體積。
7.一種用于檢測(cè)污垢或阻塞沉積物的裝置，所述污垢或阻塞沉積物包括至少一種鐵磁材料，例如鎳、磁鐵或相似物，并位于管的外壁之上或附近，其特征在于該裝置包括-至少一個(gè)磁化源，-能夠在該管中在高度上定位和鎖定所述磁化源的裝置， -驅(qū)動(dòng)所述磁化源在所述管中旋轉(zhuǎn)并包括電動(dòng)機(jī)的裝置，-在驅(qū)動(dòng)所述磁化源旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中測(cè)量所述電動(dòng)機(jī)中的電流的幅度或功率的裝置，以及-分析在所述電動(dòng)機(jī)中測(cè)量的所述電流的幅度變化的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于包括在所述管中漸進(jìn)地移動(dòng)所述探頭的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于所述磁化源包括至少一個(gè)永磁體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于該驅(qū)動(dòng)裝置使得所述磁化源在所述管中以恒定速度旋轉(zhuǎn)。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法的應(yīng)用，該應(yīng)用用來(lái)檢測(cè)壓水核反應(yīng)堆或PWR的蒸汽發(fā)生器中的間隔板的四葉孔中的沉積物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)污垢或阻塞沉積物的方法，所述污垢或阻塞沉積物包括至少一種鐵磁材料，例如鎳、磁鐵或相似材料，并位于管的外壁之上或附近，其特征在于該方法至少包括以下步驟在管中定位磁化源，并將該磁化源固定在管內(nèi)的高處；通過(guò)借助電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)使該磁化源圍繞其自身旋轉(zhuǎn)；以及測(cè)量在該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所述電動(dòng)機(jī)汲取的電流的強(qiáng)度，并分析所獲得的曲線，從而檢測(cè)并適當(dāng)?shù)毓烙?jì)該阻塞。
文檔編號(hào)G01N27/90GK102171558SQ200980139359
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月3日
發(fā)明者A·杰馬 申請(qǐng)人:法國(guó)國(guó)家電力企業(yè)