[发明专利]反应堆松动件报警方法

说明书

技术领域

本发明属于核工程技术领域，尤其涉及一种反应堆松动件报警方法，用于检测核电站反应堆松动件跌落时发出报警。 

背景技术

核电站松动件监测系统（Loose Parts Monitoring System，LPMS）是核电站故障探测的基本诊断工具之一，其目的是探测和定位可能存在于一回路中的金属块，保证核电站运行的安全性和可靠性。松动件报警是松动件监测系统重要组成部分。现有的松动件报警方法相关文献有： 

[1]B. Bechtold, U. Kunze, KUES’95-THE MODERN DIAGNOSTIC SYSTEM FOR LOOSE  PARTS MONITORING, Progress in Nuclear Energy, 1999,34(3) 221-230

[2]SZAPPANOS G, POR G. Basics ideas and realization of completely digitized loose part detection system HELPS[J]. Progress in Nuclear Energy ,1999,34(3):195-201.

[3]POR G, KISS J, SOROSANSZKY I, er al. Development of afalse alarm free advanced loose parts monitoring system(ALPS)[J]. Progress in Nuclear Energy,2003,43(3):243-251.

[4]方立先, 楼永坚. 小波变换在松动件检测系统报警中的应用研究[J]. 原子能科学技术,2004,28(5):432-435.

[5]毛汉领, 黄振峰, 陈仲仪. 基于信号时频特征的神经网络报警方法[J]. 核动力工程, 1998, 19(3):265-269.

[6]杨将新, 郑华文, 曹衍龙. 基于自适应AR模型的核电站松动件报警方法[J]. 原子能科学技术, 2010,44(6):701-705.

LPMS的报警功能是保证系统可靠性的前提，如果一个系统的误报和漏报率比较高，那么该系统就很难被信任。目前，现有的LPMS普遍存在误报、漏报率偏高的问题，因此有些核电站干脆选择了关闭LPMS来应对经常发生误报的问题。所以如何快速准确的监测到松动件并发出报警是LPMS的一大关键技术和难点。文献[1] 根据碰撞信号的能量较大提出用信号的短时均方根来检测碰撞信号进行报警。文献[2-3] 提出先用AR模型对信号进行白化，然后根据白化信号的幅值概率密度函数和对数概率比来对跌落零件进行报警，其基本出发点是信号的幅值概率密度函数会由于跌落零件冲击信号的出现在较大幅值段的概率明显增加。根据振动信号频谱比噪声宽的原理采用计算信号在高频段的谱熵来进行报警。文献[4] 提出先将信号进行小波去噪，然后计算信号的短时均方根来进行报警。文献[5]提出计算各个通道信号之间的相关程度以及信号高频能量和低频能量的比来判断真伪。文献[6] 利用自适应 AR 模型跟踪一回路中背景噪声的变化,先对信号进行白化处理,再计算白化后信号的短时均方根( RMS) , 设置 RMS 动态阈值实现报警。

但是现有的报警方法报警能力还不是特别理想，特别是在信噪比低的情况下，报警效果比较差，误报、漏报率比较高。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有报警技术中报警准确率不高，误报、漏报率高的问题，提出了一种反应堆松动件报警方法，本发明有效地提高了报警准确率，降低了误报、漏报率。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤： 

步骤(1)在核反应堆压力容器顶、压力容器底、蒸发器、主泵分别安装多个加速度传感器；加速度传感器获取各背景噪声信号 后，经电荷放大器放大，然后送入数据采集卡。

步骤(2)用不同质量的钢球在各种高度跌落撞击钢板所产生的冲击信号来模拟核反应堆中松动件跌落时产生的冲击信号。 

步骤(3)将背景噪声信号和冲击信号以不同信噪比叠加成混合信号S3，模拟背景噪声下核反应堆上松动件跌落的冲击信号。 

步骤(4)获取背景噪声信号、混合信号的关联维数，预设定关联维数的固定阈值，若超过固定阈值，则发出报警，否则不发出报警。 

所述的步骤(3)中混合信号的信噪比是通过固定背景噪声信号和放大缩小冲击信号来实现的，即，为实数。