核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统的制作方法

本发明属于核电厂蒸汽发生器防垢除垢，具体涉及核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统。

背景技术：

1、蒸汽发生器是核电厂中一、二回路热交换的重要设备，污垢广泛存在于蒸汽发生器管板、支撑板、传热管表面以及支撑板与传热管的缝隙之间，严重的传热管表面结垢将影响蒸汽发生器的换热效率，并危及传热管寿命。随着核电厂蒸汽发生器运行时间的增加，沉积在蒸汽发生器中的泥渣会越来越多，最终会导致常规岛做功蒸汽初参数降低，影响机组整体热效率。目前核电厂常用的除垢方式为大修期间的水力冲洗，但是常规的水力冲洗只能冲洗蒸汽发生器管板及附近的传热管，无法冲洗掉流量分配挡板及支撑板上部管束的污垢，随着核电厂蒸汽发生器服役时间的延长，沉积在流量分配板和各层支撑板以及传热管外表面的泥渣会越来越多，特别是沉积在支撑板上的泥渣会造成梅花孔的堵塞，影响换热效率，会引发二次侧水位不稳或者降功率运行的风险，同时沉积的泥渣会加速传热管的腐蚀。

2、近年来声波阻垢除垢因其安全高效，可实现在线连续工作，同时对传热管伤害较小且无环境污染等优点，成为近年来先进阻垢除垢技术的发展方向之一。声波阻垢除垢技术在化工、钢铁、电力等行业的换热设备及管道上均有大量的应用，能够满足凝汽器、换热器、锅炉、管道等工业设备的阻垢除垢需求，采用实时在线及离线应用的方式均能够达到阻垢除垢的目的。目前该技术在国内核电蒸汽发生器中尚未应用，具备在蒸汽发生器应用的可行性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，能够有效减少和清除蒸汽发生器内部结垢，并有助于维持和改善蒸汽发生器的运行状态。

2、本发明的技术方案如下：核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，包括声波换能器、控制器、工控机、声波振幅传感器和信号采集器；

3、所述声波换能器与控制器连接，将来自控制器的交流电信号激励转换成机械弹性波输出；

4、所述控制器外接220v交流电源，并与工控机相连接，接收工控机发出的控制指令，控制器将控制指令转换为标准电流信号发送至声波换能器；

5、所述声波振幅传感器固定于蒸发器外表面的待测位置，将振动信号传输至信号采集器；

6、所述信号采集器与工控机相连，接收到工控机发出的采集指令后采集并记录电信号，并转换成工控机可识别的数字信号再传输给工控机。

7、所述工控机有人工调节和自动调节两种模式，在人工调节模式下通过人机交互界面实现对声波换能器输出声波的频率、功率、运行时间和工作方式的参数设置。

8、所述工控机在自动调节模式下对来自信号采集器的信号进行处理分析，对相应工况下的蒸汽发生器进行谐响应分析，找到蒸汽发生器的振动模态谐响应频率点，发送指令调控控制器使得声波换能器输出的声波的频率在这些谐响应频率点上切换。

9、所述声波换能器的信号输入接线端子通过专用电缆与控制器的信号输出端连接，将来自控制器的交流电信号激励转换成机械弹性波输出。

10、所述声波换能器为压电式换能器或磁致伸缩式换能器。

11、所述声波换能器通过接头焊接在蒸汽发生器管板外缘上，声波换能器输出的机械弹性波能通过管板传播到传热管表面和蒸发器内流体中，实现对蒸汽发生器内部的防垢除垢。

12、所述声波振幅传感器采用压电式加速传感器或磁电式振动传感器，能够连续测量频率为10khz～30khz，振幅在1μm～50μm之间的振动信号。

13、所述声波振幅传感器通过固定件焊接或胶粘方式固定于蒸发器外表面的待测位置，基于铁磁体的压磁原理实现对振动信号的检测，振动信号通过信号线传输至信号采集器，实现对安装位置振动信号的采集。

14、本发明的有益效果在于：能够实现对核电厂蒸汽发生器的防垢除垢，一方面能减缓核电机组蒸汽发生器的性能下降，另一方面该技术可以在蒸发器正常运行时使用，不占用大修工期，并且该技术具有对传热管伤害较小且无环境污染等优点。

技术特征：

1.核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：包括声波换能器、控制器、工控机、声波振幅传感器和信号采集器；

2.如权利要求1所述的核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：所述工控机有人工调节和自动调节两种模式，在人工调节模式下通过人机交互界面实现对声波换能器输出声波的频率、功率、运行时间和工作方式的参数设置。

3.如权利要求2所述的核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：所述在自动调节模式下工控机对来自信号采集器的信号进行处理分析，对相应工况下的蒸汽发生器进行谐响应分析，找到蒸汽发生器的振动模态谐响应频率点，发送指令调控控制器使得换能器输出的声波的频率在这些谐响应频率点上切换。

4.如权利要求1所述的核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：所述声波换能器的信号输入接线端子通过专用电缆与控制器的信号输出端连接，将来自控制器的交流电信号激励转换成机械弹性波输出。

5.如权利要求1所述的核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：所述声波换能器为压电式换能器或磁致伸缩式换能器。

6.如权利要求1所述的核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：所述声波换能器通过接头焊接在蒸汽发生器管板外缘上，声波换能器输出的机械弹性波能通过管板传播到传热管表面和蒸发器内流体中，实现对蒸汽发生器内部的防垢除垢。

7.如权利要求1所述的核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：所述声波振幅传感器采用压电式加速传感器或磁电式振动传感器，能够连续测量频率为10khz～30khz，振幅在1μm～50μm之间的振动信号。

8.如权利要求1所述的核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统，其特征在于：所述声波振幅传感器通过固定件焊接或胶粘方式固定于蒸发器外表面的待测位置，基于铁磁体的压磁原理实现对振动信号的检测，振动信号通过信号线传输至信号采集器，实现对安装位置振动信号的采集。

技术总结本发明属于核电厂蒸汽发生器防垢除垢技术领域，具体涉及核电厂蒸汽发生器声波防垢除垢系统。包括声波换能器、控制器、工控机、声波振幅传感器和信号采集器。本发明的有益效果在于：能够实现对核电厂蒸汽发生器的防垢除垢，一方面能减缓核电机组蒸汽发生器的性能下降，另一方面该技术可以在蒸发器正常运行时使用，不占用大修工期，并且该技术具有对传热管伤害较小且无环境污染等优点。技术研发人员：闫舒航,高畅,李振,高原,陈星玥,林御臣受保护的技术使用者：中核武汉核电运行技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/22