高分辨率TMR传感器阵列磁场成像涡流检测探头

提出了一种基于高分辨率隧道效应磁阻(TMR)传感器阵列和双排圆形三相激励线圈磁场成像的新型涡流检测探头。由相位相差120°的三相电流激励的线圈在空间上交替排列,因此对应感应涡流在导电样品中交替变化,从而宏观上产生在空间移动的涡流和磁场。TMR阵列可对磁场成像检测出样品中存在的缺陷。TMR传感器阵列含64个传感器,测得的磁场图像具有0.5 mm的空间分辨率。基于压缩磁矢势方程,建立三维有限元仿真模型来研究该阵列探头的工作原理,并仿真预测该探头对不同方向和尺寸缺陷的检测图像;还制作了一个探头样机,用来检测含有人工缺陷的铝样品。结果表明该探头能有效检出不同方向的缺陷和尺寸为1 mm×0.2 mm×1 mm深的微小缺陷。     

蒸汽发生器换热管衬管液压胀接工艺研究

核电站蒸汽发生器是将反应堆的热能传递给二回路介质以产生蒸汽的热交换设备,其中的传热管起着保障热通量变换和防泄漏的作用。但是在长期的高温高压与高腐蚀状态下,传热管也更易破损,给核电厂的安全性与经济性带来威胁。通过总结国内外衬管技术的应用并分析各种技术的优缺点,最终以液压胀接工艺为主要试验技术,对Inconel 690合金双管之间的胀管力计算和胀接试验过程进行研究,最终得出最佳液压胀接压力区间。     

高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波检测方法研究

高温气冷堆蒸汽发生器螺旋换热管是压力边界相对薄弱的部分,若出现降质破损,可能引起放射性介质泄漏并造成堆芯损伤。针对该类换热管由于管路复杂缺乏无损检测方法的现状,提出了适用于高温气冷堆蒸汽发生器复杂结构换热管的电磁超声导波检测方法,开发了专用电磁超声导波检测仪及检测探头,建立了1∶1的高温气冷堆蒸汽发生器换热管全尺寸模拟体试验平台,开展了灵敏度测试优化试验及换热管全长缺陷检测试验。试验结果表明,该电磁超声导波检测方法能够有效解决高温气冷堆蒸汽发生器换热管在役无损检测难题,所开发的电磁超声导波检测仪和检测探头能够在单点位置实现换热管长距离全覆盖检测,可有效识别模拟体上换热管异种钢焊缝薄弱处与远端约60.2 m处截面损伤率为16.8%的刻槽缺陷,验证了高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波在役检测的可行性。     

蒸汽发生器换热管与支承板的材料及结构

对核电蒸汽发生器换热管与管子支承板材料、结构及两者匹配合理性进行分析,指出当前蒸汽发生器设计过程中换热管的优选材料及支承板结构。     

蒸汽发生器换热管氦检漏检查系统及技术研究

高温气冷堆蒸汽发生器对换热管氦检漏检查系统的尺寸限制较大,在其有限空间内实施换热管氦检漏检查需要考虑系统的可靠性,安全性等因素。换热管氦检漏检查系统具有定位器、运动控制、传感器的信号处理、视频采集等模块。总控制柜作为整个系统的中转站,提供系统内各个模块的接口,可以将定位器的运动控制信号、氦质谱检漏仪/温度压力传感器的模拟量信号以及摄像头的视频信号汇总传输给上位机软件,实现上位机软件与整个为氦检控制系统的通讯,从而控制系统协同作业,完成氦气漏率的测量。     

用于检测VOC蒸汽的声表面波传感器阵列

研究了用于检测挥发性有机化合物(VOC)蒸汽的声表面波传感器阵列.阵列结构应紧凑布局,以缩短响应时间.开环检测声表面波振荡环路S21参数,以降低设计难度.使用参考环路以精确读取传感器的输出信号.使用气喷工艺制备敏感膜以改善成膜质量.该传感器阵列对VOC蒸汽具有较高的灵敏度和较强的分辨能力.     

基于阵列探头的 PFA 管超声导波流量测量

PFA管材耐腐蚀性好、性能稳定,被广泛应用在半导体等行业的药液运输中,为精确控制药液的用时和用量,需要研究小管径PFA管的非接触式流量测量方法。本文使用超声阵列外卡探头在PFA细管上激励超声导波,并利用导波测量流量。首先比较超声斜探头模态选择和阵列探头模态选择原理的不同,说明阵列探头的频率选择特性,进而设计阵列探头阵元宽度、厚度并制作了三种间距的阵列探头,通过频率扫描得到阵列探头的激励接收特性,比较分析了阵列探头的模态选择效果,并进行了流量测量实验。结果表明阵列探头可增强接收信号强度,提高测量灵敏度,改变阵列间距可以选择不同导波模态,在3 mm PFA管上选择L(0,5)导波模态时流速范围0～6.70 m/s内的测量结果误差限为±0.22 m/s。     

核电蒸汽发生器管板单目视觉检测系统研究

描述了单目视觉理论在平面孔位置度检测中的应用。对于核电蒸汽发生器管板检测,目前所用的检测手段都是基于接触式测量,具有工作量大、检测速度慢、存在接触变形等特点。提出了基于单目视觉的无损检测方法。讨论了检测系统的组成、测量原理及误差来源,重点论述了管孔中心这一特殊点的精确定位及坐标的几何纠正。实际应用证明,该方法具有速度快、精度高、非接触、现场抗干扰能力强等优点。     

基于传感器阵列的恶臭气体检测

为了监测空气中的恶臭气体,设计一种复合恶臭气体监测系统。该系统以传感器阵列为基础,采用多传感器信息融合技术,识别复合恶臭气体成分并计算出恶臭值。以养猪场恶臭气体为样气进行实验并分析其反应曲线,得出气体特征值与恶臭值之间的关系,为检测恶臭气体提供依据。实验证明,基于传感器阵列的恶臭气体检测技术具有良好的应用前景。     

基于单片机的电磁感应蒸汽发生器控制系统设计

本文针对目前燃煤和燃气锅炉,能耗高、污染严重等问题,设计了一种基于单片机的电磁感应蒸汽发生器控制系统,本设计以MSP430F5438单片机为核心,用PT100传感器采集温度信号,系统设置有水温、水量、超温、超压、低水位保护等功能。本控制系统经实际运行,动态性能良好,能满足实际应用。     

蒸汽发生器检测技术的发展

以前的蒸汽发生器检测系统通常由多个独立的模块组成,相互间的控制与通讯连接往往需要大量的电缆与适配器。采用的检查方法是单频涡流仪与BOBB IN探头,这对体积性缺陷有很高的检测率。但是传热管上不断发现的其他形式的缺陷对其完整性造成了很大影响,甚至可能影响到电站的可靠性、功率以及经济效益。在越来越严厉的电站规范要求和确保公众与环境的安全的前提下,旧系统的检测能力难以满足规范要求。为了能够快速检出这些多样化缺陷,对其进行定量、定性解释,并满足辐射防护原则的要求,由先进探头技术和基于高速计算机与远程通信系统平台的多用途仪器构成的检测系统在近10年得到了很大的发展。整个检测系统的智能化与集成度越来越高,使蒸汽发生器检测质量更高,速度更快,经济效益也更高。     

基于双轴 TMR 电磁传感器的裂纹检测方法研究

针对单一激励交流电磁探头检测任意方向裂纹容易出现漏检问题,设计了用于检测奥氏体不锈钢表面斜裂纹的新型双激励传感器,建立了奥氏体不锈钢表面裂纹交流电磁场检测仿真模型,开发了基于新型双激励传感器和高分辨率隧道效应磁阻传感器的金属平板表面裂纹检测系统。基于理论模型和试验系统研究了试件上裂纹走向和裂纹宽度对传感器拾取到磁场分量幅值的影响规律,研究了裂纹检测与方向判定方法。仿真和实验结果表明,利用磁场分量B_x、B_y畸变特征能够以相同的灵敏度检测出试件表面尺寸为15 mm×0.2 mm、深度大于3 mm的微小裂纹,并实现裂纹方向判定。引入宽度补偿参数后减小了横向、纵向裂纹判定误差,判定误差最大为3.9°。     

转化器蒸汽发生器挠性薄管板的设计及制造

利用有限单元分析法,对转化器蒸汽发生器的挠性薄管板建立了包括管箱、壳体和换热管等元件的模型。依照JB 4732-1995《钢制压力容器---分析设计标准》（2005确认版）中的4种工况对该管板进行了分析评定;同时,根据GB 151-1999《管壳式换热器》对换热管与管板连接的拉脱力进行了评定。     

蒸汽发生器传热管衬管技术研究

核电站蒸汽发生器是将反应堆的热能传递给二回路介质以产生蒸汽的热交换设备,其运行的可靠性直接关系着核电站的安全性与经济性。蒸汽发生器传热管的泄漏将导致放射性物质释放到二回路,甚至排放到大气中,造成严重的放射性污染。总结了国外各种衬管技术及其在核电站的实际应用,根据核电站反馈的经验概述了各种衬管技术的优缺点,在此基础上,研究了适用我国实际情况的衬管技术,并进行了试验。该衬管技术融合了液压胀接、钎焊和钨极气体保护焊技术,具有重要的实用意义。     

基于ACFM的隔水管表面裂纹链式阵列检测探头设计与试验研究

隔水管是海洋钻井的关键设备,由于经受复杂交变应力和腐蚀环境,隔水管很容易产生应力腐蚀裂纹。针对海洋钻井隔水管应力腐蚀裂纹的特点,提出一种基于交流电磁场检测(Alternating current field measurement,ACFM)的链式阵列检测探头,建立针对隔水管表面裂纹的ACFM仿真模型,提取裂纹特征信号并分析U形载流磁心激励区域和裂纹区磁场影响范围,为阵列探头设计提供理论支持,在此基础上利用巨磁电阻(Giant magneto resistance,GMR)传感器设计基于ACFM的隔水管表面裂纹链式阵列探头检测系统,并开展隔水管裂纹检测试验。仿真和试验结果表明:单个U形磁心的激励区域为+/-40 mm,阵列激励磁心的设计间距应不大于80 mm;裂纹上方畸变磁场影响区域为+/-5 mm,传感器排布间距应不大于10 mm;利用GMR传感器设计的链式阵列ACFM探头可快速大面积定量、定位检测隔水管表面裂纹。     

蒸汽发生器传热管胀管区旋转涡流探头检查技术研究

蒸汽发生器传热管是反应堆一回路屏障最薄弱的部分,其完整性是核安全的重要保障。从国内部分蒸汽发生器运行的实际情况来看,胀管过渡段可能存在点蚀及应力腐蚀裂纹等缺陷,并且已经发现传热管胀管区存在泄漏的情况。为了更有效和可靠地检测出胀管过渡区出现的缺陷,我们开展了旋转涡流探头检验技术研究,制作相应的MRPC探头,进行涡流方法试验,改进和完善MRPC探头并形成传热管胀管区旋转涡流探头检查技术,并成功应用于各蒸汽发生器的役前和在役检测。     

传热管排列方式对蒸汽发生器换热效果的影响分析

基于AP1000蒸汽发生器实际模型参数,建立了三角形排列方式模型、等参数正方形排列方式模型以及等流量正方形排列方式模型,并对3种计算模型进行了Fluent数值模拟研究,分别得到其各流场的温度、体积含气率和质量含气率等参数的分布情况。进行对比分析发现,三角形排列方式模型的二次侧出口质量含气率为26. 3%,与实际运行结果符合良好,且略高于等流量正方形排列方式模型24. 6%的二次侧出口质量含气率,明显高于等参数正方形排列方式模型21. 3%的二次侧出口质量含气率。三角形排列方式的换热效果明显优于正方形排列方式。     

热交换器换热管检测方法

综述了热交换器换热管检测技术和今后的发展趋势 ,讨论和分析了几种主要方法的适用范围和局限性     

蒸汽发生器进出口管弯头破裂失效分析

1前言某炼油厂制红装置一蒸汽发生器出口管弯头，在运行500多天（其间开停车9次）后，端部接近环焊缝区域出现穿透裂纹，管内气体介质向外泄漏，造成停车。厂方对进口管弯头进行超声波探伤时，也检查了出口弯头，发现两弯头与直管段连接的焊缝附近，还有多条未穿透裂纹，如图1是其中一条裂纹的形貌。因同类弯头还有多个，如也有此现象，则影响安全生产。为此本文对破裂的管弯头进行了试验研究，分析裂纹产生的原因，提出应采取的措施。2技术多只管子尺寸：必273X9·5材料：OCrl8NigTi（厂方提供）进口操作温度：550C管内介质：H。、CH。…     

蒸汽发生器Ding分析及涡流检测

主要对AP1000蒸汽发生器在总装缝焊后热处理中因管子支撑板变形导致管束中的Ding(凹坑)进行原因分析。通过模拟Ding试验,找到可测量的TSP(管子支撑板)变形—Ding大小—涡流信号之间的关系。基于这种关系,实现了在工艺过程中对热处理最终质量进行控制。