Повышение надежности анализа данных вихретокового контроля теплообменных труб парогенераторов АЭС

• Автор: Жданов, Андрей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 191 с. : ил.

Оглавление

Основные обозначения и сокращения

Введение

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТРУБ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ АЭС

1.1 Структура и принцип действия ПГ

1.2 Неразрушающий контроль теплообменных труб парогенераторов АЭС с ВВЭР

1.3 Вихретоковый контроль ТОТ ПГ АЭС

1.4 Системы обработки данных вихретокового контроля

1.5 Выводы и постановка задачи диссертационной работы

2 ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ С УЧЕТОМ МЕШАЮЩИХ ФАКТОРОВ
2Л Исследование математической модели взаимодействия электромагнитного поля с электропроводящим изделием
2.2 Определение вносимых параметров преобразователя при взаимодействии поля с дефектным изделием
2.3 Расчет выходных сигналов проходного вихретокового преобразователя (ВТП) при сканировании ТОТ
2.4 Исследование влияния геометрических параметров дефектов на сигналы ВТП
2.5 Исследование влияния основных мешающих факторов при вихретоковом контроле теплообменных трубок
2.6 Методы решения обратных задач электромагнитного контроля
2.7 Формирование базы модельных сигналов от дефектов с различными геометрическими характеристиками
2.8 Расчет основных признаков вихретоковых сигналов
2.8.1 Признаки, описывающие геометрию сигнала на плоскости
2.8.2 Признаки, описывающие распределения сигналов
2.8.3 Признаки, описывающие коэффициенты формы годографа
2.8.4 Исследование влияния параметров дефектов на признаки
2.9 Выводы
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ВТК ТОТ ПГ АЭС
3.1 Общий алгоритм обработки данных
3.2 Модуль отстройки от геометрического шума
3.3 Обнаружение конструктивных элементов
3.4 Отстройка от влияния конструктивных элементов
3.4.1 Формирование комбинированного сигнала из сигналов разных частот
3.4.2 Подбор аппроксимирующих функций сигнала решетки
3.5 Алгоритмы автоматического обнаружения дефектов
3.6 Классификация и параметризация дефектов на основе ИНС
3.7 Выводы
4 РАЗРАБОТКА, ИСПЫТАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ ПРОГРАММЫ АНАЛИЗА ДАННЫХ PIRATE В ПРАКТИКУ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ АЭС с ВВЭР-440 и ВВЭР-1
4.1 Описание программного обеспечения PIRATE

4.2 Приемочные испытания программно-методического обеспечения
4.2.1 Программа и методика приёмочных испытаний
4.2.2 Анализ результатов приемочных испытаний
4.3 Опытно-промышленные испытания программно-методического обеспечения для систем контроля теплообменных трубок
4.3.1 Программа опытно-промышленной эксплуатации (ОПЭ) программы PIRATE
4.3.2 Результаты опытно-промышленной эксплуатации на Кольской АЭС (парогенератор
АЭС с РУ ВВЭР-440)
4.3.3 Результаты опытно-промышленной эксплуатации на Калининской АЭС
(парогенератор АЭС с РУ ВВЭР-1000)
4.4 Разработка амплитудного критерия глушения теплообменных трубок
парогенераторов
4.4.1 Исследование данных эксплуатационного ВТК парогенераторов ВВЭР-
4.4.2 Исследование данных эксплуатационного ВТК парогенераторов ВВЭР-1
4.4.3 Обоснование выбора параметров амплитудного критерия
4.4.4 Тестовые испытания амплитудного критерия
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА

Основные обозначения и сокращения
АЭС - атомная электростанция
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор
PWR- pressurized water reactor - ядерный реактор с водой под давлением
ОК - объект контроля
ГТГ -парогенератор
ТОТ — теплообменные трубки
ВТК - вихретоковый контроль
РУ - реакторная установка
ВТП - вихретоковый преобразователь
ИНС - искусственная нейронная сеть
ГВК- гидравлический метод с визуальным контролем дефектов ГДК -гидравлический метод с дистанционным контролем дефектов ГЛИП - гидравлический метод с люминесцентным индикаторным покрытием
ГТГ А - пневмогидравлический аквариумный метод контроля ТОТ ППР - планово-предупредительный ремонт ОПЭ - опытно-промышленная эксплуатация

2.1 Исследование математической модели взаимодействия электромагнитного поля с электропроводящим изделием
Метод конечных элементов основан на идее аппроксимации непрерывной функции (в физической интерпретации - напряженности поля, индукции, потенциала и т.д.) дискретной моделью, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций, определенных на конечном числе подобластей, называемых конечными элементами. Исследуемая геометрическая область разбивается на элементы таким образом, чтобы на каждом из них неизвестная функция апроксимировалась пробной функцией (как правило, полиномом). Причем эти пробные функции должны удовлетворять граничным условиям непрерывности, совпадающим с граничными условиями, налагаемыми самой задачей. Выбор для каждого элемента аппроксимирующей функции будет определять тип элемента.
В работе рассматривается вычислительный алгоритм метода конечных элементов в формулировке, основанной на процедуре минимизации энергетического функционала, соответствующего решаемой непрерывной задаче [13]. В результате выполнения указанной процедуры происходит замещение уравнения или системы уравнений в частных производных системой линейных уравнений, имеющих в качестве коэффициентов аппроксимирующие функции, которые фактически являются значениями искомой функции в вершинах разбиения. Для моделирования распределения электромагнитного поля при проведении процедуры вихретокового контроля и расчета сигнала вихретокового преобразователя используется авторская программа конечно-элементного моделирования М৹1птЮ [14, 15, 16, 17].
Программа конечно-элементного моделирования Ма£№дтЗВ представляет собой полномасштабную среду для моделирования (проектирования, расчета и анализа) динамических электромагнитных систем. Она может применяться для моделирования и исследования электромагнитных полей при проектировании систем вихретокового