基于数据驱动的核电站主给水泵故障预测研究

目前,核电站设备传感器每天都会产生大量的监测数据,但这些数据的利用程度较低,对于利用监测数据进行核电站重要设备的故障预测研究还处于探索阶段。针对这种情况,本文以核电站主给水泵作为研究对象,将表征主给水泵运行状态的各类监测数据进行预处理和降维,进而通过多个选定的机器学习模型预测设备在未来是否会发生故障。通过对预测模型的效果评估发现,长短时记忆网络模型(LSTM模型)具有较好的预测精度。当模型预测结果超过阈值时发出预警信息,提醒核电站运维人员加强关注,及时采取故障诊断和维修措施,以有效防止因设备的突然故障停运造成较为严重的后果,保证核电站的安全和经济运行。

计及不确定风险和多主体协同的虚拟电厂参与主辅市场联合优化策略

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可聚合多利益主体的分布式资源(distributed energy resources,DER)参与电力市场,以深入挖掘分布式能源的调度潜力,如何考虑各运行主体的协同调度,提高整体收益成为当前亟需解决的重要问题。基于此,提出了计及风光及市场电价不确定风险和多主体协同的虚拟电厂参与主辅市场联合优化策略。首先,建立电动汽车群体(electric vehicle duster,EVC)的可调度域评估模型,在此基础上考虑VPP与EVC两主体的利益均衡,提出VPP与EVC主从博弈的主能量市场日前竞标模型;其次,考虑电池储能系统(battery energy storage system,BESS)快速充放电的特性,进一步提出VPP参与主能量市场和辅助调频市场的日前联合投标模型和VPP实时调整及调频响应模型;最后,在日前联合投标模型中引入条件风险价值(condition value at risk,CVaR),衡量日前投标收益与不确定风险的关系。基于某省电力市场规则进行算例仿真表明,所提VPP优化策略能通过提供调频服务和鼓励EV响应调度提高VPP的综合收益。

基于巡检机器人的燃气发电主厂房异常问题图像识别报警方法

为提升燃气发电主厂房异常报警的精准度,缩短响应时间,提出基于巡检机器人的燃气发电主厂房异常问题图像识别报警方法。利用HM模型处理巡检机器人采集到的图像,提高图像的整体质量。利用MSER检测方法定位设备仪表指针,准确获取设备运行信息。结合统计分析方法和灰度共生矩阵提取设备图像的时空特征,根据时空特征的贡献度,确定燃气发电设备的运行状态,结合异常问题图像判断阈值实现异常识别与报警。实验结果表明,所提方法的图像处理质量高、异常情况识别效果好、报警精准度高、响应时间短,实际应用效果好。

基于超声TOFD技术的管道焊缝在役检查方案研究

为增强“华龙一号”核电机组主蒸汽管道焊缝在役阶段缺陷定量的准确性,利用便携式自动超声TOFD检测系统对52mm厚低合金钢产品环焊缝开展检测试验,结果表明,超声TOFD技术可以较好地适用于厚壁焊接结构的检测,具有较高的检测灵敏度。基于对超声TOFD技术近表面盲区问题的分析讨论,提出了采用超声TOFD技术与常规脉冲反射技术相结合的方案对“华龙一号”核电厂主蒸汽管道焊缝进行自动化超声检查,以满足焊缝缺陷精确定量和结构完整性评价需要。

核电厂主管道窄间隙焊缝射线检验疑似线性缺陷分析

为探究核电厂主管道窄间隙焊缝射线检验出现的疑似线性缺陷的产生机理,采用扫描电镜、原子探针等方法分析了存在疑似线性缺陷的焊缝微观组织与显微硬度,讨论了显微组织中的微细孔隙形成原因,并采用孔隙率表征了微细孔隙分布。研究表明,疑似线性缺陷不是真正的焊接缺陷,存在疑似线性缺陷的焊缝组织均由奥氏体与δ铁素体构成,不同区域的δ铁素体含量基本相同,存在疑似线性缺陷的焊缝的孔隙率为0.06%,高于无疑似线性缺陷区域的0.03%。显微组织中微细孔隙率的差异是导致疑似线性缺陷产生的主要原因,但孔隙率的差异不影响焊缝的显微硬度分布。该研究为类似射线检验出现的疑似线性缺陷提供了评判新思路。

对冲燃烧锅炉两侧主蒸汽温度偏差的预测模型及问题诊断

近几年为控制发电成本和污染物排放,发电企业选择混煤掺烧和低氮燃烧器改造的方案,燃烧不稳定局部热传导变差等问题引起的受热面汽温偏差现象频发。分析了汽温偏差的理论影响因素,并基于某600 MW机组汽温偏差的实际问题,理论选择输入变量共56个,建立了PLS-GA-SVR的汽温偏差回归预测模型,分析了汽温偏差对主要输入参数的敏感度,筛选了影响汽温偏差的关键参数。计算结果表明:经过变量筛选可以在不影响回归效果的前提下大幅缩减模型的输入变量个数,10个变量输入的GA-SVR模型预测结果的均方根误差和可决系数分别为5.152和0.879,氧量和CD磨煤机的给煤量是影响汽温偏差最关键的参数。现场试验结果表明:磨煤机的煤粉分配不均是导致汽温偏差大的主要原因。

主变复压过流保护的电压整定及灵敏度校验

主变复压过流保护是电厂主变相间后备保护的标配。长期以来,由于该保护十分常用,原理简单明了,因此继电保护人员常在整定计算过程中直接给出经验值,不去校验保护的灵敏度,导致某些变压器的灵敏度不满足标准要求,造成保护不能快速、及时、准确地动作,严重威胁变压器主设备的运行安全。通过一起主变复压过流保护的电压整定案例,阐述了某些情况下低电压灵敏度不满足要求的现象,提出解决问题的措施,完善了保护方案,修正了保护的定值,使保护能更有效、快速、准确地切除故障,保护电气主设备,以便更好地服务于发电企业的安全生产工作。

核电厂主给水泵仪表可靠性提升措施

为进一步提升核电厂主给水泵仪表的运行可靠性,以某核电厂为例,指出主给水泵仪表的运行缺陷,包括异常波动、密封失效、元件老化、计量偏差、备用故障报警逻辑问题,详细阐述了可靠性提升措施,并对提升效果及未来改进方向进行了总结。

基于时序数据的火电厂主变压器绕组变形异常诊断方法

通常在变压器停电后才可以对火电厂主变压器进行检测工作,导致异常运行的诊断结果的准确性受限,为此研究基于时序数据的火电厂主变压器绕组变形异常诊断方法。首先对主变压器绕组变形时序数据预处理,获得更精准的时序数据,接着根据时序数据信息选取主变压器绕组变形异常因素集,再通过输入主变压器绕组变形异常因素集定位变压器绕组变形异常,进而确定主变压器绕组变形故障程度,实现火电厂主变压器绕组变形异常诊断。实验结果表明该方法可准确诊断绕组变形异常,实际应用价值更高。

方家山核电厂主控室火灾PSA情景分析

核电厂防火一直都是核电厂必须考虑的关键性安全问题。主控室作为机组正常控制的中心,集中了操纵员所需的监控设备,一旦发生火灾,机组的安全将受到严重威胁。由于主控室的安全重要性,以及主控室里面有大量的点火源和可燃物,因此,主控室火灾风险分析是火灾PSA中不可或缺的重要部分。本文主要从火灾PSA的角度,对功率工况下方家山核电厂主控室火灾开展情景分析,定量计算主控室火灾导致的堆芯损伤频率,找出薄弱环节,给出风险见解。

锅炉汽温调节系统控制策略的优化研究

锅炉汽温调节系统的控制策略优化是提高锅炉系统效率和稳定性的关键一环。通过对锅炉汽温调节系统的控制算法和参数进行优化,可以实现锅炉运行的精确控制和优化能源利用。介绍了引起锅炉汽温调节系统变化的因素,进而分析了锅炉汽温调节系统的控制优化策略,包括经典控制与现代控制两种方式,确保提高锅炉系统的温度稳定性和响应速度。这些优化应用为锅炉运行提供了更精确和高效的控制手段,并对提升锅炉系统的性能和节能效果具有重要意义。

火电厂汽轮机安装施工工艺研究

作为火电厂的核心装备,汽轮机的正确安装对火电厂运行效益有着直接影响。火电厂汽轮机安装过程涉及众多复杂的施工工艺和高水准的技术要求,须不断强化其安装过程中的施工质量管控,以保证设备的安装品质。实际工作中,火电厂汽轮机的安装存在诸多问题,可能导致严重的安全隐患甚至对机组高效运行带来影响。文章分析了火电厂汽轮机的安装施工工艺及其关键点,旨在为相关领域提供参考。

火电厂锅炉高温再热器出口母管缺陷分析与处理

文章以火电厂锅炉运行检修工作实例为依据,介绍了锅炉再热器出口母管及管座缺陷产生原因,采取管道更换、管座扩孔等处理措施,并提出了火电厂锅炉检修必须树立和做到全面性、系统性、逻辑性的扩检建议。

SIS在某海外燃煤电站主保护系统的应用

在某海外大型燃煤电站项目中,为了切实提高机组主保护的可靠性,SIS在锅炉和汽轮机主保护中得以应用,其具有优异的稳定性、可靠性、良好的人机接口及其与DCS的兼容性,为同类型机组主保护配置选型或升级改造提供了新的选择。

考虑光热虚拟电厂参与的能量−辅助服务市场日前竞价策略

针对风电、光热等新能源发电形式势必参与电力主、辅市场并承担调频等任务,减缓因火电占比下降带来的调频资源缺乏问题,首先,构建了含风电、可调节负荷及含储热的光热电站的虚拟电厂,充分利用含储热的光热电站能量时移特性及快速调节特性,实现平抑风电波动以及提供调频辅助服务的双重功能。其次,为达到收益最大化,建立了光热电站、风电单独及联合竞价模型;提出了考虑电热转换及需求响应的虚拟电厂参与主、辅市场最优竞价策略;分别以随机规划及条件风险价值评估处理模型中的电价及风电出力不确定性,分析了两者的优劣并给出了不同风险偏好系数下的决策结果。算例验证了风−光热联合竞价模型能在一定程度上减少风电偏差惩罚;电加热装置及需求响应的引入能给虚拟电厂带来较高的收益提升。

基于相变蓄冷的核电厂主控室非能动冷却系统

为提高现有核电厂主控室紧急可居留系统的蓄冷能力及热舒适性水平,提出了基于定形相变蓄冷材料的核电厂主控室非能动冷却系统。基于主控室热负荷分布情况,该冷却系统在主控室顶板与吊顶之间、内墙面、地板底面及循环风道内,针对性地布置相应的含有定形相变材料的非能动冷却装置,进而实现事故工况下对主控室温度的精确控制。该非能动冷却系统无需引入额外冷源和管道,可靠性强,同时不破坏主体结构,且可灵活布置,解决了现有主控室非能动热阱时间余量小、热舒适性差的问题。

双机组烧结余热发电主厂房结构设计方案选择

为了适应生产发展的需要,钢企选择通过“新建一期,预留二期”的方式建设双机组烧结余热发电主厂房。文章通过工程实例,对以往该类厂房结构的分期建设方案进行了总结。针对不足之处,提出不受二期招标设备影响的主厂房同步建设方案。有效降低了施工难度,减少了投资,解决了实际问题。

高职轮机工程技术专业课程思政探索与实践——以“船舶主推进动力装置”课程为例

阐述了高职航海类专业课程思政建设的必要性,分析了高职轮机工程技术专业课程思政建设存在的主要问题。以“船舶主推进动力装置”课程为例,从提升团队教师课程思政认知和课程思政教学能力,明确课程思政目标、提炼课程思政元素,深刻挖掘课程中蕴含的思政资源,优化课程考核、体现思政特色,多模式融合教学法助力课程思政建设五个方面探讨了课程思政建设的实践路径。

热预应变对反应堆压力容器材料断裂行为影响研究

压水堆核电站反应堆压力容器(RPV)辐照脆化问题是制约其长期安全服役的主要因素,现有的美国ASME和法国RCC-M规范尚未充分考虑RPV用钢(铁素体材料)的热预应力(WPS)对断裂评价的有益影响。针对某RPV材料(16 MND 5),采用标准CT试样进行室温加载(L)、保持载荷降低测试温度(C),最后加载直至断裂(F)的测试方案(LCF的测试过程)。试验结果表明,在LCF的最后低温断裂阶段,RPV材料实际断裂韧度为基于RCC-M规范预测结果的两倍左右,也明显高于主曲线预测的断裂失效概率为95%对应的材料断裂韧度。因此,在RPV寿期末的脆性断裂评价中,考虑WPS效应会显著提高其安全性能评估裕量。

水润滑推力轴承摩擦学性能的分析和试验研究

针对某堆型核电机组主泵水润滑推力轴承极端工况及超长服役周期的特点,从分析和试验两个方面进行了摩擦学的相关研究工作。在分析方面,考虑了平衡支撑下的润滑性能分析,仿真分析了推力轴承在不同转速下的最小润滑膜厚度h_(min)、摩擦力矩M_(f)和温升ΔT,并根据起飞转速建立了基于启停次数的轴承磨损预测模型;在试验方面,进行了与轴承材料相关的摩擦磨损试验,获得了石墨-不锈钢摩擦副在边界润滑和干摩擦下的摩擦因数f和体积磨损量ΔW,通过缩比的台架试验测试了石墨轴承的润滑膜厚度h、瓦面温度T及磨损质量Δm。结果表明:工作转速对h_(min)影响较大,对ΔT影响较小,石墨材料对干摩擦下的f和ΔW影响较大;从h和T来看,试验结果与计算分析的结果较为接近,说明半尺寸缩比试验与实际使用工况相似性较佳。