1 范圍

      本文件規定了核電廠反應堆冷卻劑系統松脫部件的聲學監測系統的特性、設計要求和運行規程。

      本文件適用于反應堆冷卻劑系統松脫部件監測系統的設計和運行。

2 規范性引用文件

      下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 15474 核電廠安全重要儀表和控制功能分類（GB/T 15474-2010，IEC 61226：2005，MOD)

      NB/T 20026 核電廠安全重要儀表和控制系統總體要求（NB/T 20026-2014，IEC 61513：2011，MOD)

3 術語和定義

      下列術語和定義適用于本文件。

3.1

      松脫部件 loose part

      脫落部件、松動部件和核電廠建造、換料和維修期間遺留物的統稱。

3.2

      脫落部件 detached part

      與反應堆冷卻劑壓力邊界內的部件已失去連接，從而可以被反應堆冷卻劑所攜帶的部件。

3.3

      松動部件 loosened part

      已經松動，但與原固定部件仍保持連接的部件。

3.4

      結構聲音 structure-borne sound

      在金屬結構件表面傳播的、頻率在可聽范圍內的聲音。

3.5

      聲音傳感器 sound sensor

      把機械信號轉變為電信號的變換器，它在反應堆冷卻劑壓力邊界外表面接收聲音，該聲音借助于位移、速度或加速度探測。

      注：本文件中的聲音傳感器是指探測“結構聲音”的傳感器。

3.6

      本底噪聲 background noise

      反應堆運行期間在無松脫部件時由恒定本底噪聲綜合運行相關單一聲音事件產生的結構聲音。

3.7

      恒定本底噪聲 stationary background noise

      由隨機噪聲（如冷卻劑流動噪聲、流體共振噪聲）和確定噪聲（如與反應堆冷卻劑泵轉速有關的噪聲）組成的本底噪聲。

3.8

      單一聲音事件 single sound event

      由單一事件（如松脫部件撞擊、控制棒驅動、應力突然降低等）造成的結構聲音，它疊加在恒定本底噪聲之上。

3.9

      陣發波 sound burst

      由單一聲音事件導致的，在聲音傳感器中產生的電信號。

3.10

      滯后時間差 delay difference

      單一聲音事件在不同的聲音傳感器中產生的陣發波之間的時間差。

3.11

      報警監視器 alarm level monitor

      將被測變量與一個定值或閾值比較的裝置。當變量超過閾值時，會更改輸出信號的狀態。

3.12

      監測信號 monitored signal

      聲音傳感器輸人到帶通濾波器的信號。

3.13

      已知事件 known event

      有類似事件反復發生并已得到記錄和評估，且類似事件的相似性標準（如信號形式、滯后時間差）已經確立的事件。

4 松脫部件監測

4.1 監測目的

      主冷卻劑系統存在松脫部件，表明有故障和松動的部件，或在核電廠建造、換料和維修期間一回路內一部分無意的遺留物導致的反應堆安全的降級。松脫部件頻繁撞擊系統內其他部件，導致部件損壞和材料磨損。松脫部件可能造成局部流道阻塞的嚴重威脅，伴隨偏離泡核沸騰，進而導致燃料包殼的破損。因此，反應堆冷卻劑壓力邊界內出現松脫部件對核電廠的安全運行具有潛在的風險。安裝松脫部件監測系統以及早發現松脫部件，避免或緩解對一回路系統部件造成安全相關損壞和故障。松脫部件探測系統的主要目的是早期發現可能會造成以下項目損壞的松脫部件：

      a）反應堆堆芯部件（包括堆內構件）；

      b）反應堆冷卻劑系統其他內部結構件；

      c）反應堆冷卻劑壓力邊界。

4.2 一般要求

      松脫部件監測系統設計應依據核電廠安全監管要求，首先考慮下述方面。

      a) 松脫部件監測系統主要用于監測反應堆冷卻劑系統內的松脫部件。松脫部件監測系統也可用于監測反應堆冷卻劑回路的振動狀態（此功能在本文件的要求范圍之外），但此功能可能對傳感器的數量及布置位置有影響。

      b）可采用如下兩種方式進行松脫部件的診斷。

      1）在核電廠現場進行診斷。此方式應配備必要的分析工具及對現場操作人員進行信號分析培訓。

      2）在遠程技術支持中心進行診斷。此方式應為評估人員提供有效、充足的現場信息。

      c) 為主控制室的操作員提供報警可通過如下信號超過閾值后給出。

      1）單一聲音事件陣發波的信號幅值超過閾值。此方式可記錄和分析每一個事件的信號。

      2）探測到的聲音事件發生的頻次超過閾值。此方式連續記錄信號，通過分析多個單一聲音事件進行診斷。

      d) 可通過如下方式對傳感器狀態進行監測。

      1）通過校準設備在反應堆冷卻劑回路進行撞擊實現對測量通道的監測；或

      2）對本底噪聲進行監測、處理及分析。

4.3 系統概貌

      典型的松脫部件監測系統一般包括安裝在反應堆壓力容器、蒸汽發生器和主冷卻劑泵外殼上的加速度傳感器、對來自傳感器的聲音信號濾波的處理設備、報警監視器。此外，由于人耳的靈敏度和處理能力，應配備相應的信號記錄（錄音）設備，以便操作員定期監聽傳感器噪聲，尤其在換料以后，此時操作員通過監聽方式能獲得更好的靈敏度及處理能力。有關松脫部件監測系統的說明以及典型的聲音信號波形見附錄A。

5 系統要求

5.1 基本結構和設計準則

5.1.1 松脫部件監測系統如圖1所示，具備下列功能：

      a）信號采集；

      b）信號處理；

      c）信號貯存和顯示；

      d）信號監測；

      e）校準。

      圖1中每個模塊的詳細功能見附錄B。

      附錄C給出了松脫部件數字監測系統示例。

5.1.2 松脫部件監測系統僅執行監視功能，不執行自動控制和保護功能。由于反應堆冷卻劑壓力邊界內松脫部件的監測具有安全重要性，松脫部件監測系統屬于核電廠重要安全儀表和控制系統，其功能分類和設備分級應遵照GB/T 15474和NB/T 20026的有關規定。

5.1.3 系統設計和安裝（包括探測靈敏度）應符合核電廠安全重要儀表和控制系統的相關要求。

5.1.4 系統設計的頻率范圍應確保系統具有足夠的靈敏度且誤報警率最低。對于一個具體的系統，當規定帶通的低端（f．）和高端（f6）均為3dB時，頻率范圍f．應為0.5Hz～1kHz，f6應為10kHz～20 kHz（f₀達到20kHz為宜）。

5.1.5 當選取帶通濾波器相同的截止頻率時，一個測量通道與其他測量通道（不包括聲音傳感器）的傳遞函數偏差不宜超過1dB。

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