中核武汉核电运行技术股份有限公司中核核动力在役检查及评定重点实验室2021年度进展

中核武汉核电运行技术股份有限公司中核核动力在役检查及评定重点实验室(简称中核武汉),2021年继续在无损检测应用技术理论、无损检测技术和检测系统装备等方面开展了多项研发工作,其中,基于印刷电路的柔性阵列涡流探头、电阻焊焊点超声自动成像检测技术、核燃料组件燃料芯块间隙射线测量技术、蒸汽发生器传热管相控阵超声快速检测技术、基于管板爬行的蒸汽发生器传热管检测用定位机器人等方面的研发工作取得了一定进展。

中核武汉核电运行技术股份有限公司/中核核动力在役检查及评定重点实验室2022年度进展

中核武汉核电运行技术股份有限公司/中核核动力在役检查及评定重点实验室(简称重点实验室),在2022年度结合工程实际需求,开展了多项技术装备研发,以提升我国核设备在役检查及评定技术的水平。其中,在容器流体加速腐蚀电磁超声导波检测,数字射线图像自动分析技术研究,激光散斑图测法无损检测技术研究。

核电厂无损检测技术和装备研发——中核武汉核电运行技术股份有限公司2020年度相关研发项目进展

中核武汉核电运行技术股份有限公司(简称中核武汉)是国内专门从事核电厂部件和设备的无损检测技术和装备研发,以及工程技术服务的单位,下设核工业在役检查中心等多个分支机构,涉及和涵盖的无损检测方法主要包括射线检测(RT)、超声检测(UT)、涡流检测(ET)、渗透检测(PT)、磁粉检测(MT)、目视检测(VT)、核泄漏检测(LT)、相控阵超声检测(PAUT)、衍射时差超声检测(TOFD)、数字射线检测以及阵列涡流检测等。

核电蒸汽系统数字孪生模型自动化同步技术

核电数字孪生模型与实际机组的同步运行,是核电安全运行的重要保证。以核电蒸汽系统的数字孪生模型为研究对象,通过5层全连接神经网络实现蒸汽系统代理模型的构建,然后采用智能优化算法对代理模型进行参数优化以实现数字孪生模型与实际机组的自动同步,最后提出了智能优化算法的改进方案并进行了应用验证。结果表明代理模型能够达到数字孪生模型精度的99.99%,调用速度提高了5倍,智能优化算法的寻优结果优于人工调试结果,同时改进方案能够有效提升寻优精度,自动化同步效果显著。

基于VAE的核电运行状态监测方法

由于核反应堆发电的特殊性,核电厂对于生产安全的敏感度远胜于普通电厂。作为日常运维的重要环节,核电机组运行状态监测,对于核电厂的安全稳定运行具有重要意义。当前核电机组状态监测主要采用预设固定阈值报警结合人工监盘的方式,这种方式无法发现低于报警阈值的异常状态,同时存在一定程度的漏报风险。核电运行数据作为高维海量时序数据,具有正常样本和异常样本分布不均衡以及数据缺乏标签的问题,这限制了有监督深度学习方法的使用。提出了一种基于变分自编码器(variational autoencoders,VAE)构建的无监督深度学习模型对真实运行数据进行异常检测,通过正常运行数据学习正常模式下数据在隐空间的分布,并基于异常数据无法被良好重构的原理,通过重构误差的大小来判别当前状态是否异常。实验以核电机组化学和容积控制系统(removal-chemical and volume control system,RCV)中的上充泵为例,使用真实运行数据结合插入异常的方式对模型进行了验证,并与经典机器学习方法进行了对比。实验结果表明基于变分自编码器的模型能够有效检测到核电真实数据中的异常数据片段及离群点,检测精确率和召回率均高于90%,检测性能相对孤立森林和支持向量机等经典机器学习算法具有优势,具备一定的实用价值和研究意义。

基于有限元法的核电厂防异物堵板分析与优化

为探究不同材料蜂窝结构堵板对核电厂作业工况的减重效果与相应的力学性能,借助有限元分析软件(ANSYS)分别对各个材料以实心堵板、蜂窝堵板和空心结构堵板进行静态变形计算与评定和动态仿真分析。首先进行静态载荷分析,对堵板的关键部位施加法向垂直荷载模拟工作中持续荷载;对堵板采用动态冲击仿真分析与实验,比较了五种材料的三种不同结构堵板主要受载荷部位的变形影响;通过冲击仿真,对比动力学冲击形变量与塑性变形量,判断不同材料的力学特性以找到选取最优解。结果表明:在施加静态载荷与动态冲击时,蜂窝结构堵板的减重效果最佳,在不同的加载条件下性能最好;7010铝合金重量轻,承载能力强,能很好地吸收冲击,更适合应用于核电厂堵板。采用7010蜂窝铝板,综合加工工艺优化与样件实验,堵板重量由19.3 kg降低为13.2 kg,极大地提高了产品的实用性。

相控阵超声检测技术在核电厂不等厚对接环焊缝检测中的应用

以核电厂蒸汽介质关键系统的厚壁不等厚对接环焊缝作为研究对象,综合考虑和分析焊缝可能出现的役致缺陷、结构以及射线检测、超声波检测的难点,提出相控阵超声检测技术应用前盲测对比试块的缺陷埋藏方案,通过声场仿真和盲测试验结果,确定了应用相控阵超声检测技术解决此类焊缝无损检测难题的技术方案。

基于工业互联网平台的核电运行数据服务研究

在核电行业数字化转型的进程中,核电工业互联网平台的建设至关重要。然而,现行统一数据平台存在子系统研发分散、外部接入复杂等问题,影响了开发和维护效率。针对这些问题,提出了一种核电工业互联网平台的实时数据服务管理机制,包括数据服务目录管理、多维标签及查询技术,以及面向核电场景的多源异构数据分发和调度技术。研究结果表明,该平台能够提供统一、可视化、自助式、安全的实时数据服务。平台已成功应用于多个核电厂,支持21类服务和200个以上数据接口,有效满足了数字化应用的数据服务需求。该研究不仅为核电行业提供了实时、安全、高效的数据服务解决方案,也为其他工业领域的实时数据服务提供了参考。

核电厂气动阀门定位器翻新复用技术研究

针对主流进口机械式定位器传统检修成本过高的问题,提出一种定位器翻新复用技术。通过分析定位器失效的主要原因,对定位器易损件进行国产化修复,并进行性能测试试验。试验结果显示,经该方法处理后产品能够满足行业标准要求,验证进口机械式定位器翻新复用技术的可行性,为降低定位器检修成本提供了一种新的解决方案。

基于长寿期运行的核电厂埋地管完整性管理技术体系构建

介绍了基于长寿期运行的核电厂埋地管完整性管理技术体系构建的方法和应用实践,包括埋地管基础数收集与测绘及信息系统建立、埋地管风险分级、埋地管检查与评估、埋地管老化管理大纲体系四个主要方面,为核电厂开展埋地管完整性管理工作提供了参考。

CIVA仿真软件在核电超声检测技术开发中的应用

随着我国核电事业的不断发展,无损检测技术越来越发挥出其重要作用。CIVA作为一款专业的无损检测仿真软件,为核电设备无损检测新技术的设计和优化提供了一个强大的平台。文章从CIVA仿真软件的主要功能出发,实例说明CIVA仿真软件在核电超声检测技术开发中的应用。

图形技术在核电役检信息化中的应用

CNPO搭建的基于"部件-计划-结果 "经典架构的核电役检信息化平台(IMS)已在多个核电站的役检工作中投入使用,通过信息化的手段向役检工作相关部门、人员提供了良好的电子化工作流程和标准化的部件信息、计划信息、结果汇总信息管理模块;根据IMS实际使用效果和用户反馈,CNPO基于丰富的役检经验和大量历史数据以及全面的试验,将图形化技术引入了IMS系统;结合成熟的"部件-计划-结果"架构,应用图形化技术的IMS系统切实提高了役检信息管理的直观性和数据交互效率,极大改善了数据组织和利用率。

核电在役检查中视频检测技术的应用和发展前景

随着国内运行核电机组逐渐增多以及核电"走出去"战略的实施,核安全被越来越多的人重视。视频技术与目视检测结合产生的视频检测技术具有直观和可靠的优点,已广泛应用于核电站核级设备和部件的在役检查,用于发现其表面的状况、结构完整性或泄漏痕迹等,对保证设备的安全运行发挥着非常重要的作用。随着科技的不断进步,视频检测理论、设备的性能和检验方法也实现了跨越式提升,视频检测技术必将得到更广泛的应用,有着广阔的市场前景。

智能优化算法在核电厂运行数字孪生系统自动调试中的应用研究

核电厂运行数字孪生系统需要具备和机组指定状态相匹配的能力,这个过程中需要对仿真模型的参数进行调试,这是一个高维度、带约束的优化问题。本文开发了针对数字孪生系统的自动调试引擎AFE,利用差分进化算法对某核电机组二回路蒸汽系统进行自动调试,通过对有初值问题和无初值问题的测试,以及针对优化算法的改进方案研究,证明了智能优化算法能够较好地应对自动调试的需求。

中国核电站在役检查技术

20世纪80年代末，中国开始自行设计建设商用核电站。到目前为止，国内共建成11个核电机组。根据我国核安全导则——核电厂在役检查HAD 103／07的要求，核电站在运行寿期内必须进行在役检查，检查重点为反应堆冷却剂系统的关键部件和系统。另外，在核电站安装调试结束后，在投入运行前还必须进行一次全面的检测，称为役前检查。

主控室应急可居留系统基于核电厂技术规格书的运行改进

核电厂技术规格书是核电厂最高的技术文件和管理文件,用于规定和指导电厂正常运行时各系统的状态要求,包括适用范围、状态、需采取措施以及完成时间等内容。主控室应急可居留系统作为特有的非能动安全专设系统,是主控室人员一道重要的安全屏障,意义重大。本文针对核电厂技术规格书在主控室应急可居留系统现阶段工程实践中存在的两个突出问题进行分析,并提出解决和改进方案。

防人因失误工具在核电技术服务单位中的应用探索

本文对中核武汉核电运行技术股份有限公司防人因失误工具应用实践进行了总结和分析。该公司是一家为核电厂提供役前/在役检查、维修等技术服务的专业公司,通过在技术服务活动中融入防人因失误工具,促进了防人因失误工具的应用和落地。针对基本型防人因失误工具,公司将相关要求固化在制度和程序中,并通过开展安全质量标准化活动进行推进;对于情景型防人因失误工具,公司结合具体生产活动潜在的重大风险点,识别可用的防人因失误工具,并将其融入具体的操作规程中。通过上述方法,公司切实提高了防人因失误工具在不同层面的使用有效性,提升了员工防人因失误技能,取得了良好的人员绩效。

虚拟盘台技术在核电主控室设计验证中的应用

后备盘设计验证是核电站主控制室设计验证的重要内容,而仿真试验验证是设计验证的一种重要手段。采用虚拟盘台技术实现后备盘的仿真,具有多点触控操作、设计文件直接导入等特点,可以还原后备盘的画面设计并实现后备盘显示及操作的实时动态响应,完成后备盘画面布局、数值及状态显示和操作响应的仿真试验验证。基于此技术设计开发的某核电站主控制室后备盘仿真系统,已成功应用于该核电站主控制室后备盘设计的验证工作中,经测试达到了预期效果。

数字化技术在核电厂教室模拟机中的应用科普分析

模拟机是满足核电站安全运行要求、实施核电站操纵人员培训与考核的必须设备。随着信息技术的发展、企业数字化转型的不断推进,核电站教室模拟机的应用需求日益突出、以满足多方位核电站培训及其他应用需求。文章基于现有的核电站全范围模拟机为基础,科普介绍了多媒体音视频联动、VR可视化、虚拟化集成技术等数字化信息技术应用于核电厂教室模拟机的应用(简称:“数字化教室模拟机”)。它不仅能够实现全范围模拟机的完整功能,同时利用数字化信息技术为国内核电站模拟机以及相关核电站数字化仪控系统的技术革新提供良好的实践基础。

电力系统动态仿真中AP1000核电机组的简化实用模型

以AP1000为代表的第3代核电技术是我国核电当前的发展方向。该文提出用于电网稳定仿真的先进压水堆核电AP1000建模方法,建立相应的简化实用模型,并在电力系统全过程仿真软件中编程实现。鉴于AP1000核电机组目前尚未投运,采用参考核电站AP1000机组的全范围仿真机对模型进行验证。结果表明,该模型较为准确地反映了先进压水堆AP1000的动态特性,为研究核电机组运行机理及其与电网之间的协调控制提供了重要的仿真工具。