1 范围

      本文件规定了核电厂反应堆冷却剂系统松脱部件的声学监测系统的特性、设计要求和运行规程。

      本文件适用于反应堆冷却剂系统松脱部件监测系统的设计和运行。

2 规范性引用文件

      下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

      GB/T 15474 核电厂安全重要仪表和控制功能分类（GB/T 15474-2010，IEC 61226：2005，MOD)

      NB/T 20026 核电厂安全重要仪表和控制系统总体要求（NB/T 20026-2014，IEC 61513：2011，MOD)

3 术语和定义

      下列术语和定义适用于本文件。

3.1

      松脱部件 loose part

      脱落部件、松动部件和核电厂建造、换料和维修期间遗留物的统称。

3.2

      脱落部件 detached part

      与反应堆冷却剂压力边界内的部件已失去连接，从而可以被反应堆冷却剂所携带的部件。

3.3

      松动部件 loosened part

      已经松动，但与原固定部件仍保持连接的部件。

3.4

      结构声音 structure-borne sound

      在金属结构件表面传播的、频率在可听范围内的声音。

3.5

      声音传感器 sound sensor

      把机械信号转变为电信号的变换器，它在反应堆冷却剂压力边界外表面接收声音，该声音借助于位移、速度或加速度探测。

      注：本文件中的声音传感器是指探测“结构声音”的传感器。

3.6

      本底噪声 background noise

      反应堆运行期间在无松脱部件时由恒定本底噪声综合运行相关单一声音事件产生的结构声音。

3.7

      恒定本底噪声 stationary background noise

      由随机噪声（如冷却剂流动噪声、流体共振噪声）和确定噪声（如与反应堆冷却剂泵转速有关的噪声）组成的本底噪声。

3.8

      单一声音事件 single sound event

      由单一事件（如松脱部件撞击、控制棒驱动、应力突然降低等）造成的结构声音，它叠加在恒定本底噪声之上。

3.9

      阵发波 sound burst

      由单一声音事件导致的，在声音传感器中产生的电信号。

3.10

      滞后时间差 delay difference

      单一声音事件在不同的声音传感器中产生的阵发波之间的时间差。

3.11

      报警监视器 alarm level monitor

      将被测变量与一个定值或阈值比较的装置。当变量超过阈值时，会更改输出信号的状态。

3.12

      监测信号 monitored signal

      声音传感器输人到带通滤波器的信号。

3.13

      已知事件 known event

      有类似事件反复发生并已得到记录和评估，且类似事件的相似性标准（如信号形式、滞后时间差）已经确立的事件。

4 松脱部件监测

4.1 监测目的

      主冷却剂系统存在松脱部件，表明有故障和松动的部件，或在核电厂建造、换料和维修期间一回路内一部分无意的遗留物导致的反应堆安全的降级。松脱部件频繁撞击系统内其他部件，导致部件损坏和材料磨损。松脱部件可能造成局部流道阻塞的严重威胁，伴随偏离泡核沸腾，进而导致燃料包壳的破损。因此，反应堆冷却剂压力边界内出现松脱部件对核电厂的安全运行具有潜在的风险。安装松脱部件监测系统以及早发现松脱部件，避免或缓解对一回路系统部件造成安全相关损坏和故障。松脱部件探测系统的主要目的是早期发现可能会造成以下项目损坏的松脱部件：

      a）反应堆堆芯部件（包括堆内构件）；

      b）反应堆冷却剂系统其他内部结构件；

      c）反应堆冷却剂压力边界。

4.2 一般要求

      松脱部件监测系统设计应依据核电厂安全监管要求，首先考虑下述方面。

      a) 松脱部件监测系统主要用于监测反应堆冷却剂系统内的松脱部件。松脱部件监测系统也可用于监测反应堆冷却剂回路的振动状态（此功能在本文件的要求范围之外），但此功能可能对传感器的数量及布置位置有影响。

      b）可采用如下两种方式进行松脱部件的诊断。

      1）在核电厂现场进行诊断。此方式应配备必要的分析工具及对现场操作人员进行信号分析培训。

      2）在远程技术支持中心进行诊断。此方式应为评估人员提供有效、充足的现场信息。

      c) 为主控制室的操作员提供报警可通过如下信号超过阈值后给出。

      1）单一声音事件阵发波的信号幅值超过阈值。此方式可记录和分析每一个事件的信号。

      2）探测到的声音事件发生的频次超过阈值。此方式连续记录信号，通过分析多个单一声音事件进行诊断。

      d) 可通过如下方式对传感器状态进行监测。

      1）通过校准设备在反应堆冷却剂回路进行撞击实现对测量通道的监测；或

      2）对本底噪声进行监测、处理及分析。

4.3 系统概貌

      典型的松脱部件监测系统一般包括安装在反应堆压力容器、蒸汽发生器和主冷却剂泵外壳上的加速度传感器、对来自传感器的声音信号滤波的处理设备、报警监视器。此外，由于人耳的灵敏度和处理能力，应配备相应的信号记录（录音）设备，以便操作员定期监听传感器噪声，尤其在换料以后，此时操作员通过监听方式能获得更好的灵敏度及处理能力。有关松脱部件监测系统的说明以及典型的声音信号波形见附录A。

5 系统要求

5.1 基本结构和设计准则

5.1.1 松脱部件监测系统如图1所示，具备下列功能：

      a）信号采集；

      b）信号处理；

      c）信号贮存和显示；

      d）信号监测；

      e）校准。

      图1中每个模块的详细功能见附录B。

      附录C给出了松脱部件数字监测系统示例。

5.1.2 松脱部件监测系统仅执行监视功能，不执行自动控制和保护功能。由于反应堆冷却剂压力边界内松脱部件的监测具有安全重要性，松脱部件监测系统属于核电厂重要安全仪表和控制系统，其功能分类和设备分级应遵照GB/T 15474和NB/T 20026的有关规定。

5.1.3 系统设计和安装（包括探测灵敏度）应符合核电厂安全重要仪表和控制系统的相关要求。

5.1.4 系统设计的频率范围应确保系统具有足够的灵敏度且误报警率最低。对于一个具体的系统，当规定带通的低端（f．）和高端（f6）均为3dB时，频率范围f．应为0.5Hz～1kHz，f6应为10kHz～20 kHz（f₀达到20kHz为宜）。

5.1.5 当选取带通滤波器相同的截止频率时，一个测量通道与其他测量通道（不包括声音传感器）的传递函数偏差不宜超过1dB。

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