不断升级的核电站状态监测技术

劳斯莱斯公司，为全球核电站提供先进的I&C(核仪表与控制)系统测试和支持。劳斯莱斯开发的“Pulse”产品结合了监测技术和测试方法，可满足核电站I&C系统的性能监测需求，包括温度、压力、液位和流量监测，中子探测器以及用于棒控制和中子仪器等系统的电缆和连接器。

世界各地的公用事业公司正努力向消费者提供清洁环保的电力，又要考虑成本效益。多年来，核电运营和维护成本稳步上升，导致许多公司重新评估其核电投资。

核电站除了成本不断上升之外，还有另一个非常现实的障碍需要克服：寿期。例如，美国核电机组的平均寿期为37年，业主公司正在申请将许可延长至60年或80年。为此，核电站需要加强对关键系统和组件(包括I&C系统)的维护和监测。

Pulse为电缆、压力变送器、温度探头、中子探测器、电磁干扰监测和热成像提供支持。自1977年以来，劳斯莱斯公司一直在监测美国大多数压水堆以及欧洲和亚洲许多压水堆在运时传感器的响应时间。

电缆监测

电缆的性能是老化核电站中最关心的问题之一。每个核电机组都有数英里长的电缆，其中大部分位于地下或位于无法进入的桥架内。劳斯莱斯已花费数百万美元，用于研发监测关键电缆健康和性能的现场测试方法。

劳斯莱斯开发的电缆监测系统采用一套测试方法，通过执行一系列非破坏性电气测试来验证电缆绝缘的健康和完整性，并且可以在控制室显示结果。电缆监测系统可以测试大多数电缆电路和终端设备，同时避免测试人员暴露在恶劣环境中。

收集的数据由用户友好的专有软件管理，该软件可自动根据历史数据对最近的测量结果进行趋势分析，同时标记差异和异常值。这对于排除导体和连接器的故障也很有用。

压力、液位和流量监测

通过专有软件和硬件，使用噪声分析对压力、液位和流量变送器进行现场响应时间进行测试。在机组运行时监测变送器输出端的自然波动。通过去除信号的直流分量并放大交流分量，从传感器输出中提取噪声。然后在频域或时域中分析数据以获得传感器的响应时间。

噪声分析技术还提供了将压力信号在传感线内的响应时间。如果传感线中存在堵塞、空隙或泄漏，测量响应时间将增加。噪声分析可以在控制室操作。

温度监测

环电流阶跃响应法和自热指数测量用于核电机组温度传感器响应时间测试。环电流阶跃响应法采用小电流加热温度探头传感元件的方式进行。电流会导致传感器中的温度瞬变，进而得到温度探头的响应时间。环电流阶跃响应法已被美国核管理委员会 (NRC) 正式批准用于测量压水堆中安全系统温度探头的响应时间。

温度探头的现场性能验证无需在每次停机时卸下传感器在实验室进行验证，也无需顾虑在将传感器重新安装到电站的热电偶套管中时出现安装不良相关的任何故障。

中子探测器的EMI监测

劳斯莱斯开发了Wave系列工具，用于诊断EMI活动。共有三个工具：

Wave-B监控可能影响系统的外部EMI活动，然后检查减轻环境电磁干扰的能力。

Wave-S通过监测和量化其抗扰度来验证源范围通道的EMI稳健性。

Wave-IP通过监测和量化其抗扰度来验证中级功率范围通道的EMI稳健性。

Wave系列工具允许电站不会出现因与线路质量相关的EMC问题而导致的虚假停机，保证线路的可操作性，并可以通过对记录数据的比较分析来预测维护。

热成像

为了监测核安全系统及其组件的健康和老化状态，劳斯莱斯使用红外热成像的技术。红外热成像的技术可以检测出问题组件，并识别失去初始特性、过热的组件。随着技术发展，红外热成像技术还可以确定组件的变化趋势并预测问题。

中子探测器

中子探测器在复杂且在极端条件下运行，对于安全性和可用性至关重要。中子探测器出现问题可能会触发紧急停堆，因此对其老化状况监测必须非常严格。劳斯莱斯结合被监测电站的采集数据、其它电站的监测历史数据以及专家团队分析，为维护提供分析和建议。此方法将降低计划外停机的风险。