乏燃料干法贮存容器老化状态监测方法及装置与流程

本发明属于核电，具体涉及一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测方法及装置。

背景技术：

1、田湾核电站乏燃料干法贮存系统主要包括混凝土模块(hsm)和金属密封罐(dsc)，其中金属密封罐内放置有高放射性的乏燃料组件，金属密封罐的完整性对于放射性物质的包容具有至关重要的作用。由于乏燃料干法贮存系统位于滨海环境，金属密封罐表面会逐渐沉积一层含氯灰尘，根据国外的研究进展，氯离子导致的应力腐蚀开裂(ciscc)是金属密封罐最关键的老化机理，而沉积物潮解(即出现可自由移动的氯离子)是发生应力腐蚀开裂的前提条件。由于金属密封罐表面剂量很高，温度较高，摄像头无法在该环境下长期工作，难以直接对金属密封罐表面的老化状态进行目视检查。因此，如何有效监测金属密封罐表面的状态成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，提供了一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测方法及装置。

2、根据本公开实施例的一方面，提供一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测方法，所述方法包括：

3、步骤1，收集金属密封罐表面沉积物所有发生潮解的时间段和每个时间段的对应的温度数据；

4、步骤2，根据各时间段对应的温度数据，确定所述金属密封罐表面沉积物在每个温度下的潮解累计时间；

5、步骤3，根据每个温度对应的潮解累计时间，采用温度-应力腐蚀开裂速率公式，确定每个温度对应的应力腐蚀开裂长度；

6、步骤4，将所有温度的应力腐蚀开裂长度之和，作为所述金属密封罐当前的表面应力腐蚀开裂的深度；

7、步骤5，根据所述金属密封罐设计允许的应力腐蚀开裂深度，以及所述金属密封罐当前的标明盈利俯视开裂深度，确定所述金属密封罐当前的老化状态。

8、在一种可能的实现方式中，步骤1还包括：

9、步骤11，获取所述密封罐表面沉积物随时间变化的温度和湿度数据；

10、步骤12，根据所述密封罐表面沉积物随时间变化的温度和湿度数据，以及预设的沉积物潮解最低相对湿度和温度，确定金属密封罐表面沉积物所有发生潮解的时间段和每个时间段的对应的温度数据。

11、在一种可能的实现方式中，步骤11包括：

12、步骤111，获取所述金属密封罐表面温度和所处环境的绝对湿度；

13、步骤112，根据获取的温度和绝对湿度，采用理想气体状态方程，确定所述金属密封罐表面的相对湿度。

14、在一种可能的实现方式中，步骤3还包括：

15、步骤31，通过试验得到金属密封罐在表面沉积物潮解的前提下在不同温度下的应力腐蚀开裂速率，采用阿伦尼乌斯公式表示对应力腐蚀开裂速率和温度的关系，得到温度-盈利腐蚀开裂速率公式。

16、根据本公开实施例的一方面，提供一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测装置，所述装置包括：

17、收集模块，用于收集金属密封罐表面沉积物所有发生潮解的时间段和每个时间段的对应的温度数据；

18、第一确定模块，用于根据各时间段对应的温度数据，确定所述金属密封罐表面沉积物在每个温度下的潮解累计时间；

19、第二确定模块，用于根据每个温度对应的潮解累计时间，采用温度-应力腐蚀开裂速率公式，确定每个温度对应的应力腐蚀开裂长度；

20、第三确定模块，用于将所有温度的应力腐蚀开裂长度之和，作为所述金属密封罐当前的表面应力腐蚀开裂的深度；

21、第四确定模块，用于根据所述金属密封罐设计允许的应力腐蚀开裂深度，以及所述金属密封罐当前的标明盈利俯视开裂深度，确定所述金属密封罐当前的老化状态。

22、在一种可能的实现方式中，所述收集模块还包括：

23、获取子模块，用于获取所述密封罐表面沉积物随时间变化的温度和湿度数据；

24、确定子模块，用于根据所述密封罐表面沉积物随时间变化的温度和湿度数据，以及预设的沉积物潮解最低相对湿度和温度，确定金属密封罐表面沉积物所有发生潮解的时间段和每个时间段的对应的温度数据。

25、在一种可能的实现方式中，所述获取子模块包括：

26、环境监测子模块，用于获取所述金属密封罐表面温度和所处环境的绝对湿度；

27、换算子模块，用于根据获取的温度和绝对湿度，采用理想气体状态方程，确定所述金属密封罐表面的相对湿度。

28、在一种可能的实现方式中，第二确定模块还包括：

29、公式确定子模块，用于通过试验得到金属密封罐在表面沉积物潮解的前提下在不同温度下的应力腐蚀开裂速率，采用阿伦尼乌斯公式表示对应力腐蚀开裂速率和温度的关系，得到温度-盈利腐蚀开裂速率公式。

30、根据本公开实施例的一方面，提供一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测装置，所述装置包括：环境温湿度监测系统、金属密封罐温度监测系统和控制装置；

31、所述环境温湿度监测系统用于监测所述金属密封罐所处环境的温度和相对湿度；

32、所述金属密封罐温度监测系统用于采集金属密封罐最易发生潮解位置的表面温度；

33、所述控制装置用于根据从所述环境温湿度监测系统和所述金属密封罐温度监测系统获取温度和湿度数据，执行上述的方法。

34、根据本公开实施例的另一方面，提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

35、本公开的有益效果在于：本公开基于金属密封罐表面沉积物的潮解性能、沉积物对金属密封罐的应力腐蚀性能等数据，结合环境温湿度监测数据和金属密封罐表面温度监测数据，可以准确及时的确定金属密封罐表面的腐蚀开裂深度以及老化程度，由此实现对乏燃料干法贮存容器老化状态的监测。

技术特征：

1.一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤11包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3还包括：

5.一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测装置，其特征在于，所述装置包括：

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述收集模块还包括：

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述获取子模块包括：

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第二确定模块还包括：

9.一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测装置，其特征在于，所述装置包括：环境温湿度监测系统、金属密封罐温度监测系统和控制装置；

10.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至4中任意一项所述的方法。

技术总结本公开属于核电技术领域，具体涉及一种乏燃料干法贮存容器老化状态监测方法及装置。本公开基于金属密封罐表面沉积物的潮解性能、沉积物对金属密封罐的应力腐蚀性能等数据，结合环境温湿度监测数据和金属密封罐表面温度监测数据，可以准确及时的确定金属密封罐表面的腐蚀开裂深度以及老化程度，由此实现对乏燃料干法贮存容器老化状态的监测。技术研发人员：许新竹,杨兴旺,张云乾,刘大为,李清泉,陈钰阳,张锋,陈银强,桂春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：2024/6/11