专利名称：对位于管的外壁之上或附近的包括至少一种铁磁材料的沉积物的检测的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁性检测方法和装置的一般领域，更具体地，涉及用于检测由位于压水核反应堆或PWR中的蒸汽发生器的冷却管之上或附近的铁磁材料的沉积物造成的污垢或阻塞的方法和装置的领域。
背景技术：
在压水反应堆(PWR)类型的核电站领域中，已知在反应堆中心产生的热量通过闭合回路传送，该闭合回路已知为初级回路，在该初级回路中，水流到所谓的次级回路，在该次级回路中，已转换为蒸汽的水馈送到涡轮用于发电。参考图1，其表示了一蒸汽发生器的剖视透视图，每个PWR类型的核电站通常具有三个或四个蒸汽发生器，其中每个所述蒸汽发生器包括容纳初级回路10与次级回路15的安全壳5。通过多个反向U形管20实现初级回路10与次级回路15之间的热交换。所述管由间隔板固定到位，所述间隔板由固定在蒸汽发生器底部的尖端杆阻挡。参考图2，其表示了间隔板25的细节以及管20的透视图，所述间隔板25包括十字形孔30，称作四叶孔，所述圆柱管20穿过所述四叶孔。已知在管20和间隔板25之间的四叶孔30的水平面(图2~)上会形成阻塞沉积物 35。这些沉积物35的后果是第一，在常规操作中，改变管20上的机械应力，第二，如果发生突发事件或事故，则增大间隔板25上的力，从而增加了管20破裂的风险。此外，已知所谓的污垢沉积物形成于管20的外表面上，这使得蒸汽发生器中的热交换效率下降。为了消除这些阻塞或污垢沉积物，普遍的做法是用化学清洁方法清洁管和间隔板。这些方法包括将化学试剂注入蒸汽发生器的次级回路，从而分解和溶解这些氧化物沉积物，例如磁铁。然而，注入的试剂的量取决于蒸汽发生器中存在的氧化物的量。因此，首先必须确定氧化物的量。为达此目的，利用低频轴涡流探头来检测磁铁沉积物的方法和装置是众所周知的，所述探头被插入到蒸汽发生器的管中，从而将测量值与播放的图像或表示遇到沉积物的即时采样关联起来。该类方法的缺点是需要大约1个月的时间来分析数据采集结果，因此相当影响成本。此外，通过这种方法获得的测量值的精确度也低。还已知美国专利US 4，088，946所描述的检测沉积物的方法和装置。所述装置包括在管中以恒定速度移动涡流探头，从而检测沉积物。以上文所述相同的方式，该探头具有很低的精确度，且需要采集视频图像。法国专利申请FR 2 459 490和美国专利US 4，700，134还描述了具有相同缺点的其他用于检测管的外壁上的沉积物的方法和装置。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提出一种用于检测管的外壁之上或附近的包含至少一种铁磁材料的沉积物的方法和装置，从而克服上述缺点，更具体地，该方法和装置用于检测 PWR类型核电站的蒸汽发生器的管之上或附近的沉积物，并具有简单的设计和低廉的成本， 以及具有高可靠性和高精确度。申请人:已经在法国专利申请FR0853200(在本申请的申请日之前尚未公开)中提出了一种检测装置，如图3所示，其具有探头105，例如一个或多个永磁体，以及包括电动机 120、变速箱160以及轴150的装置110，并且通过螺母和螺钉型系统，利用给定的控制系统使该探头以例如恒定的速度移动进入该管115中。给该电动机的馈电电流根据位于管115 的壁之上或附近的铁磁沉积物(镍、磁铁等等)165的厚度而变化。从而，可利用对该电流变化的分析来检测管中是否存在污垢或阻塞物。很容易理解，这种解决方案尽管能够检测管附近以及管/间隔板连接中存在沉积物并估计其体积，但是不能够检测哪些是阻塞的叶状通道，以及沉积物位于间隔板上的深度。就此，本文提出的新的解决方案能够克服这些缺点。具体地，本文提出了一种用于检测位于管的外壁之上或附近的包括至少一种铁磁材料(例如镍、磁铁矿等)的污垢或阻塞沉积物的方法，其特征在于该方法至少包括以下步骤-在管中，在高度上定位并锁定磁化源，-该磁化源自身旋转，用电动机驱动该磁化源并测量在该旋转驱动过程中所述电动机中的电流的幅度，-分析所获得的曲线从而检测并适当地估计所述间隔板中的阻塞。以这种方式，能够得到关于沉积物在管周围的分布的信息，因此能够检测哪些是阻塞的叶状通道。有利地，在该磁化源旋转之后，将该磁化源在管的内部以高度渐增的方式移动，在锁定入位之后，重复上述步骤。因此在一定深度上覆盖了管的所有位置，特别是间隔板。本发明也提出实现上述方法的装置。
通过以下对作为非限制性示例给出的多个实施例的描述，根据本发明的用于检测非磁性管之上或附近的磁性沉积物的装置的优点和特征将表现的更加清楚，该描述参考以下附图图1，已经论述过，是PWR类型核电站中的蒸汽发生器的剖视透视图；图2，已经论述过，是穿过间隔板的四叶孔的管的细节的透视图，其中所述四叶孔具有所谓的阻塞沉积物；图3，已经论述过，是示意性示出插入到具有污垢沉积物的管中的根据本发明的检测装置的纵向剖面图4是示意性地示出根据本发明的一种可能的实施例的检测装置的透视图；图5是示出本发明的一种可能的实施例的不同步骤的方块图；图6a和6b分别示出了与叶状通道管相关的永磁体的不同的可能位置，以及通过移动与不同的未阻塞的叶状通道相关的所述永磁体而获得的采集曲线，图6c描述了与图 6a中表示的管的叶状通道相关的旋转磁性探头的三个连续位置。图7a到7c对应于图6a到6c，示出了四个叶状通道被阻塞的情况；图fe和8b对应于图6a和6b，示出了三个叶状通道被阻塞的情况；图9a和9b对应于图6a和6b，示出了两个叶状通道被阻塞的情况；图IOa和IOb对应于图6a和6b，示出了一个叶状通道被阻塞的情况；图11示出了图4所示类型的装置的控制循环；图12示出了利用该装置获得的采集曲线的示例。
具体实施例方式参考图4，描述了一种检测装置200，其包括位于管215中的例如包括一种或多种永磁体的磁化源探头205，以及用于以旋转方式在所述管215中驱动所述源205的装置 210。在所描述的示例中，源205包括单个永磁体206，该永磁体206由本身安装在不锈钢支撑件208上的低碳钢板207支撑。在图中还表示了永磁体206的磁平面PM。其相对于构成管215的圆柱体成辐射状。所述旋转驱动装置210特别地包括电变速箱211。该机动化变速箱211的电动机连接到用于测量所述电动机的馈电电流的装置212，例如电表，该装置212本身连接到PC类型的计算机213。记录在例如计算机213的硬盘和/或存储器的物理载体上的程序形式的算法存储并分析电动机中的馈电电流或功率变化的曲线，从而确定间隔板中阻塞的叶状通道，以及沉积物所在的深度(高度)。还提供推进轴300，或机动化变速箱和螺钉/螺母类型系统，用于在管的给定高度处定位该探头。采用锁定系统301通过例如钳位，在机动化变速箱211在管215中旋转地驱动该探头时将该探头保持在该高度。以图5所示的方式使用这种结构。首先将探头在高度上定位，使其位于想要测试的间隔板沈5的高度(步骤I)。然后利用装置301锁定探头在管中高度上的位置(步骤II)。一旦定位后利用给定的控制系统，通过机动化变速箱211驱动探头205以例如恒定的速度自身旋转；以及在该旋转过程中，读取机动化变速箱211中的电动机消耗的电流(步骤III)。一旦已经读取了针对一圈或多圈旋转的控制电流，探头被解除锁定，并通过推进轴300或任何其他等效装置进行增量位移(步骤IV)。然后，第一，根据覆盖间隔板宽度所需的增量的数量，第二，根据间隔板中所需的精确度，重复步骤II到IV。在对应不同的增量阶梯的所有分析平面中的采集完成之后，计算机213分析电流
5或功率消耗的不同曲线(步骤V)。例如，将消耗电流或功率与间隔板未被阻塞情况下的输入信号进行对比。也可利用代表空间数据(标本管)的其他校准的参考信号进行该对比。图6a到6c描述了在位于间隔板沈5上的叶状通道PF未被阻塞的情况下的旋转磁性探头的性能。当探头205从A点移动到B点时，其发现自身被位于B点的材料吸引。这种吸引在定心扇区的中间最大。离开该点，探头上的吸引力减小(远离该材料)并在探头 205到达C点时(叶状通道的中心)达到最小。以相同的方式，探头205在C、E和G点最受吸引，并在D、F、H点达到最大吸引力。在四个叶状通道被阻塞的情况下(图7a到7c)，在定心扇区的中间(例如B点) 的吸引保持最大，但是低于叶状通道未被阻塞的上述情况，因为后一种情况中出现了沉积物。离开该中间点，吸引力减小并在探头到达C、E或G点时达到最小。在叶状通道PF被阻塞的情况下，吸引力明显比叶状通道未被阻塞的情况要小。实际上，吸引力取决于永磁体和沉积物之间的磁性间隙。当叶状通道PF未被阻塞时，吸引力在管的定心扇区上很大。另一方面，当通道被阻塞时，磁性间隙发生了较小的变化，因此吸引力也发生较小的变化。在图7b中，电动机提供的功率的变化与沉积物的体积相关(参见双箭头(DE))。以相同的方式，在针对三个、两个、或仅一个阻塞的叶状通道的采集曲线的情况下，检测了在叶状通道允许在该叶状通道中出现阻塞之前或之后的信号的形状和相应的幅度(图 8a, 8b ；9a, 9b ；10a, 10b)。图11示出了永磁体206的移动控制循环。所述永磁体206首先定位在与间隔板相关的特定高度上。然后驱动该永磁体自身旋转一圈或多圈(旋转R)。一旦获得了电流或功率幅度的信号，增加该探头205在管215中的纵向位移(渐增I)，然后该探头再旋转(R) —整圈。如图11所示，重复这些操作从而扫描该间隔板沈5的全部高度。这样就实现了连续曲线的采集，该曲线可转换为例如3D表示。图12是显示了针对四个分析平面PA-A，PA-B, PA-C和PA-D (等间距3mm)所获得的曲线的3D表示。增加了第五曲线，作为参考曲线。例如在图12中，可以看出作用于最后的分析平面(平面PA-D)的采集与参考曲线的形状相同——阻塞在分析平面PA-C和PA-D之间停止了。在所述情况下，阻塞的深度大约为7. 5mm。在分析平面PA-C中的曲线的形状在峰值处幅度较�。蛭诟闷矫嬷谐粱锏暮穸冉洗蟆Ｓ杉扑慊�213运行的算法实现与参考曲线的对比，并分析峰值处的幅度，由此适当地推断沉积物的分布及其厚度。举例来说，磁性探头可进行450度旋转，增量阶梯为0. 5到1mm。应理解，这种解决方案使得阻塞检测的精确性更高，同时使对沉积物所在的深度的识别的精确度更高。同时也可看出，有利地，可通过在第一步骤中采用轴探头方法，接下来，在第二步骤中利用上文所述类型的旋转探头方法，来实现蒸汽发生器管的间隔板的阻塞的分析，其
6中该轴探头方法利用了专利申请FR0853200所述类型的结构(图3所示结构——通过电动机实现磁化源在管中沿其长度方向的位移，测量电动机中电流的幅度，根据在电动机中测量的电流的幅度变化，确定所述沉积物的位置和/或厚度和/或体积)。
权利要求
1.一种用于检测污垢或阻塞沉积物的方法，所述污垢或阻塞沉积物包括至少一种铁磁材料，例如镍、磁铁或相似物，并位于管的外壁之上或附近，其特征在于该方法至少包括以下步骤-在管中在高度上定位和锁定磁化源；-通过借助电动机驱动使该磁化源自身旋转，并测量在该旋转驱动过程中所述电动机中的电流的幅度；-分析所获得的曲线，从而检测并适当地估计该阻塞。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在该磁化源旋转之后，该磁化源在该管中以高度渐增的方式移动，其特征还在于，在锁定之后，重复上述步骤。
3.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述磁化源包括至少一个永磁体。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于所述磁化源在所述管中的旋转是恒定速度的旋转。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于所述分析步骤包括将所述电动机中测量的电流的幅度或功率的变化与参考模型和/或校准模型进行对比的步骤。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于执行现有的轴检测方法，该轴检测方法至少包括以下步骤-通过所述电动机在管中沿其长度方向移动所述磁化源， -测量所述电动机中电流的幅度，以及-根据在所述电动机中测量的电流的幅度的变化确定所述沉积物的位置和/或厚度和 /或体积。
7.一种用于检测污垢或阻塞沉积物的装置，所述污垢或阻塞沉积物包括至少一种铁磁材料，例如镍、磁铁或相似物，并位于管的外壁之上或附近，其特征在于该装置包括-至少一个磁化源，-能够在该管中在高度上定位和锁定所述磁化源的装置， -驱动所述磁化源在所述管中旋转并包括电动机的装置，-在驱动所述磁化源旋转的过程中测量所述电动机中的电流的幅度或功率的装置，以及-分析在所述电动机中测量的所述电流的幅度变化的装置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于包括在所述管中渐进地移动所述探头的装置。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于所述磁化源包括至少一个永磁体。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的装置，其特征在于该驱动装置使得所述磁化源在所述管中以恒定速度旋转。
11.一种根据权利要求1至6中任意一项所述的方法的应用，该应用用来检测压水核反应堆或PWR的蒸汽发生器中的间隔板的四叶孔中的沉积物。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测污垢或阻塞沉积物的方法，所述污垢或阻塞沉积物包括至少一种铁磁材料，例如镍、磁铁或相似材料，并位于管的外壁之上或附近，其特征在于该方法至少包括以下步骤在管中定位磁化源，并将该磁化源固定在管内的高处；通过借助电动机的驱动使该磁化源围绕其自身旋转；以及测量在该旋转运动过程中所述电动机汲取的电流的强度，并分析所获得的曲线，从而检测并适当地估计该阻塞。
文档编号G01N27/90GK102171558SQ200980139359
公开日2011年8月31日 申请日期2009年10月5日 优先权日2008年10月3日
发明者A·杰马 申请人:法国国家电力企业
