一种核电站设备故障诊断方法及系统与流程

    专利2025-07-12  16


    本发明涉及核电站故障诊断,具体涉及一种核电站设备故障诊断方法及系统。


    背景技术:

    1、核电站是通过适当的装置将核能转变成电能的设施,一所核电站的搭建需要大量的发电设备、蓄电设备和其他辅助设备,在设备运行期间,经常会因系统或设备本身的故障,影响到核电站的发电过程,带来较大的安全隐患,因此需要一种有效的手段来及时发现并排出故障,而在现有技术中,核电站设备故障诊断主要依靠人工定期巡检排查,或是等到设备运转出现异常时,再由人工进行排查,工作量大且效率低,难以快速排查故障来源并进行维修,不仅影响了核电站的运转,同时在较长的寻找故障源的过程中,还容易带来安全隐患。


    技术实现思路

    1、针对相关技术中的问题,本发明提出一种核电站设备故障诊断方法及系统,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

    2、本发明采用的具体技术方案如下:

    3、一种核电站设备故障诊断方法,该诊断方法具体包括以下步骤:

    4、s1、监测设备实时采集电站设备的信息,并将采集到的信息上传至监测系统中,同时设置数据波动的阈值范围;

    5、s2、监测系统接收到信息后进行数据备份,并对数据进行分析,分析出数据异常时触发二级警报;

    6、s3、数据处理系统接收异常数据,并对异常数据进行细化分析,得出分析结果,同时确定异常数据的源信号,确定故障位置;

    7、s4、修正系统接收分析结果,并根据分析结果对设备进行调节修正,并在调节修正的同时采集电站设备信息进行同步分析后输出分析结果;

    8、s5、判定系统接收输出的分析结果,数据恢复正常,则故障排除,数据持续异常,则未能排除故障,触发一级警报,分配人员人工排除故障。

    9、本发明进一步的改进在于,所述s1中的监测设备包含位移传感器、压电传感器、热电偶传感器、红外线传感器、压力传感器、电压传感器、v锥流量计和电流传感器;位移传感器和压电传感器用于核电站设备的振动数据监测,热电偶传感器和红外线传感器用于核电站设备的表面温度监测,压力传感器用于核电站设备的压力监测,电压传感器用于核电站设备的电压监测,v锥流量计用于核电站设备核反应堆冷凝水的流量监测,电流传感器用于核电站设备的电流量监测。

    10、本发明进一步的改进在于,所述监测系统接收到信息后进行数据备份,并对数据进行分析,分析出数据异常时触发二级警报的具体步骤如下:

    11、s1:在监测系统中设定指标数据的阈值范围,监测系统中的监测设备采集核电站设备的各项指标数据,并将采集后的信息上传至数据备份系统进行备份;

    12、s2:数据备份的同时,指标数据与设定好的数据阈值范围进行对比,当指标数据不在设定好的数据阈值范围内时,触发警报系统发出二级警报。

    13、本发明进一步的改进在于,所述数据处理系统接收异常数据,并对异常数据进行细化分析,得出分析结果,同时确定异常数据的源信号,确定故障位置的具体步骤如下:

    14、s31、数据处理系统中的接收单元接收异常指标数据;

    15、s32、数据处理系统接收到异常的指标数据后,将数据上传至人工神经网络中进行诊断分析,得出分析结果;

    16、s33、根据分析结果确定造成故障的原因,进而定位异常数据的源信号,确定故障发生的位置。

    17、本发明进一步的改进在于,所述人工神经网络进行数据诊断分析的具体步骤如下:

    18、s321、对数据进行清洗、归一化和特征选择,减少噪声并提高数据质量,完成数据的预处理;

    19、s322、选择神经网络结构,对数据进行模型训练和优化,构建人工神经网络模型;

    20、s323、通过测试数据集对模型进行评估,衡量模型的性能,并根据评估结果,对模型进行优化调整;

    21、s324、将模型的测试结果可视化,再将指标数据作为新的数据集输入至模型中进行诊断分析,输出诊断结果。

    22、本发明进一步的改进在于,所述修正系统接收分析结果,并根据分析结果对设备进行调节修正的过程中,通过控制核电站设备的各种阀门和设备的启停和开度,将异常数据引导修正至正常的阈值范围内。

    23、本发明进一步的改进在于,所述修正系统接收分析结果,并根据分析结果对设备进行调节修正,并在调节修正的同时采集电站设备信息进行同步分析后输出分析结果的具体步骤如下:

    24、s41、修正系统的接收单元接收分析结果;

    25、s42、根据分析结果,修正系统对比历史记录中正常的指标数据,根据二者的对比发出对应的信号,控制核电站设备的各个阀门的开度和各个设备的启停,以此修正指标数据;

    26、s43、修正指标数据的同时,实时采集指标数据的变化,并对于调节过程的数据进行采集和记录;

    27、s44、采用数据挖掘算法对新的数据进行分析,通过对历史数据的规律,预测潜在的故障,进一步进行数据的修正,排除潜在故障。

    28、本发明进一步的改进在于,所述判定系统接收输出的分析结果,数据恢复正常,则故障排除,数据持续异常,则未能排除故障,触发一级警报,分配人员人工排除故障的具体步骤如下:

    29、s51:判定系统的接收单元接收分析结果;

    30、s52:对接收的分析结果进行判定;

    31、s53:指标数据处于阈值范围内时,输出判定结果为故障排除,解除二级警报,新的数据回传至数据备份系统中进行备份,指标数据处于阈值范围外时,输出判定结果为故障未排除,触发一级警报;

    32、s54:一级警报触发后,根据异常的指标数据,分配对应的工作人员,对相应的故障进行人工排除。

    33、一种核电站设备故障诊断系统,包括:

    34、监测系统,用于通过各种监测设备采集核电站设备的各项指标数据,并手动设定指标数据的阈值范围;

    35、数据备份系统,用于对采集的数据和修正后的新数据进行备份,并对采集数据和设置的指标数据阈值范围进行对比,判定采集数据是否异常;

    36、数据处理系统,用于对采集的数据进行处理和分析,确定故障的位置;

    37、修正系统:用于根据异常数据对核电站设备进行调整,以此修正数据,并分析修正后的数据后进行二次修正,输出分析结果;

    38、判定系统:用于判定分析结果,根据判定的结果触发和解除警报;

    39、警报系统:用于发出警报,提醒工作人员核电站设备出现故障。

    40、本发明进一步的改进在于,警报系统发出的警报为声光报警。

    41、本发明至少具有如下有益的技术效果:

    42、本发明通过各种监测设备采集监测的数据,并与设定好的阈值范围进行对比,便于通过数据快速发现故障,确定故障的位置,节省人力,同时在发现故障后,通过修正系统调节核电站设备的启停和阀门的开度,以此通过自身的调节功能进行故障的排除,有利于排除部分故障,并在无法排除故障后触发新的警报警示工作人员,同时根据系统的分析结果分配对应的维修人员进行故障排除,加速了故障排除的速度,降低了安全隐患。


    技术特征:

    1.一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,该诊断方法具体包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,所述s1中的监测设备包含位移传感器、压电传感器、热电偶传感器、红外线传感器、压力传感器、电压传感器、v锥流量计和电流传感器;位移传感器和压电传感器用于核电站设备的振动数据监测,热电偶传感器和红外线传感器用于核电站设备的表面温度监测,压力传感器用于核电站设备的压力监测,电压传感器用于核电站设备的电压监测,v锥流量计用于核电站设备核反应堆冷凝水的流量监测,电流传感器用于核电站设备的电流量监测。

    3.根据权利要求1所述的一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,所述监测系统接收到信息后进行数据备份,并对数据进行分析,分析出数据异常时触发二级警报的具体步骤如下:

    4.根据权利要求1所述的一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,所述数据处理系统接收异常数据,并对异常数据进行细化分析,得出分析结果,同时确定异常数据的源信号,确定故障位置的具体步骤如下:

    5.根据权利要求4所述的一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,所述人工神经网络进行数据诊断分析的具体步骤如下:

    6.根据权利要求1所述的一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,所述修正系统接收分析结果,并根据分析结果对设备进行调节修正的过程中,通过控制核电站设备的各种阀门和设备的启停和开度,将异常数据引导修正至正常的阈值范围内。

    7.根据权利要求6所述的一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,所述修正系统接收分析结果,并根据分析结果对设备进行调节修正,并在调节修正的同时采集电站设备信息进行同步分析后输出分析结果的具体步骤如下:

    8.根据权利要求1所述的一种核电站设备故障诊断方法,其特征在于,所述判定系统接收输出的分析结果,数据恢复正常,则故障排除,数据持续异常,则未能排除故障,触发一级警报,分配人员人工排除故障的具体步骤如下:

    9.一种核电站设备故障诊断系统,其特征在于,包括:

    10.根据权利要求9所述的一种核电站设备故障诊断系统,其特征在于,警报系统发出的警报为声光报警。


    技术总结
    本发明公开了一种核电站设备故障诊断方法及系统,该诊断方法具体包括以下步骤:监测设备实时采集电站设备的信息,并将采集到的信息上传至监测系统中,同时设置数据波动的阈值范围;监测系统接收到信息后进行数据备份,并对数据进行分析,分析出数据异常时触发二级警报;数据处理系统接收异常数据,并对异常数据进行细化分析,得出分析结果,同时确定异常数据的源信号,确定故障位置;修正系统接收分析结果,并根据分析结果对设备进行调节修正,并在调节修正的同时采集电站设备信息进行同步分析后输出分析结果。本发明能够加快排查故障来源的速度,并对部分故障进行自动修正,降低了人力输出,提高了故障排查和维修的效率。

    技术研发人员:赵博,卫大为,陈旭东,毛博,刘佩,王丹,邵若飞,孙远,毛敏
    受保护的技术使用者:西安热工研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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