一种球流监测的设备和方法

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种球流监测的设备和方法。

背景技术

高温气冷堆燃料装卸系统的燃料球和石墨球(以下简称球体)外径大约60mm左右，球体在内径62mm左右的不锈钢管道内依靠重力或者压力气体作用下传输流动，球体在流动过程中因碰撞或上游设备挤压破裂后，就会产生碎球，碎球进入下游阻流器，就会使得阻流器压碎更多的球体，进而堵塞下游阻流器和下游管道，使得燃料装卸系统无法正常工作，被迫停堆进行检修处理。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种球流监测的设备和方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种球流监测的设备，包括依次连接的声音/振动传感器、功率调节器和智能分析仪。

本发明进一步的改进在于，声音/振动传感器是采集球体在管道内滚动声音/振动的传感器，其与管道紧密贴合并固定在管道上，声音/振动传感器通过声音/振动线连接在功率调节器上。

本发明进一步的改进在于，声音/振动传感器的接收声音/振动的范围能够调节。

本发明进一步的改进在于，功率调节器通过信号线连接在智能分析仪，功率调节器用于将声音/振动传感器传来的声音/振动放大或缩小，满足智能分析仪(3)的工作范围。

本发明进一步的改进在于，智能分析仪具有采集、录制、存储、显示、运算、输入、输出的功能，用于采集从功率调节器输出的声音/振动信号，录制、存储形成数据文件，调用数据文件，显示成声波的频谱图，能够对多组数据文件形成的频谱进行比较，分辨其差异。

本发明进一步的改进在于，智能分析仪能够建立管道及球体滚动的模型，该模型能够将现场实体管道通过数字扫描，等比例三维呈现在智能分析仪中，并可设置球体滚动的速度，模拟球体在管道模型中的滚动，能够将声音/振动频谱与模型耦合，描绘球体在管道内的运行轨迹。

一种球流监测的方法，该方法基于所述的一种球流监测的设备，包括以下步骤：

将声音/振动传感器紧贴要监测的管道，并固定好；

连接好功率调节器和智能分析仪；

检测收集的噪音；

用一只完整的球体滚过管道，采集球体滚过管道产生的声音/振动频谱；

输入管道和球体的数据，建立管道模型；

将声音频谱与管道模型耦合，描绘球体滚动的轨迹；

通过多次试验验证调节模型；

录制完整球体滚过管道的声音/振动频谱，该频谱称为合格频谱；

找一只有缺陷的球，该球的缺陷处于临界状态，即缺陷小于该球的缺陷为合格球体，缺陷大于该球的缺陷为不合格球体，将该球称为临界缺陷球；

用一只临界缺陷球滚过管道，采集球体滚过管道产生的声音/振动频谱，该频谱称为临界频谱；

将管道模型、合格频谱和临界频谱耦合，产生频谱合格范围；

用一只球滚过管道，当频谱在频谱合格范围内时，判定为合格球体，当频谱超出了合格范围时，判定为不合格球体。

本发明进一步的改进在于，经过管道的合格球体和不合格球体的数量通过智能分析仪显示，并传递给DCS系统。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种球流监测的设备和方法，该设备与目前通常使用的设备比起来有以下几方面明显的优点：

1)该方法提供了一种监测球流的方法，当有不合格球体流过时，及时提供反馈信息，停止上部球流继续下落，采用走空等方式，清除碎球，然后再继续输球，防止球体的持续损坏，减少停堆事故。

2)该方法提供的球流监测的方法，通过管道壁对声音/振动的传递耦合管道模型，可以实现单点监测球流的运行，实施起来比较简单，运行成本低廉。

3)该方法可以实现对球体的精准计数，统计有缺陷球体的数量。

4)该方法产生的监测信息可以与机组现有的控制系统耦合，实现对球体的精准控制。

附图说明

图1为本发明一种球流监测的设备的结构框图。

附图标记说明：

1-声音/振动传感器；

2-功率调节器；

3-智能分析仪。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供的一种球流监测的设备，包括依次连接的声音/振动传感器1、功率调节器2和智能分析仪3。

其中，声音/振动传感器1是采集球体在管道内滚动声音/振动的传感器，其与管道紧密贴合并固定在管道上，声音/振动传感器1通过声音/振动线连接在功率调节器2上。功率调节器2通过信号线连接在智能分析仪3，功率调节器2用于将声音/振动传感器1传来的声音/振动放大或缩小，满足智能分析仪3的工作范围。智能分析仪3具有采集、录制、存储、显示、运算、输入、输出的功能，用于采集从功率调节器2输出的声音/振动，录制、存储形成数据文件，调用数据文件，显示成声波的频谱图，能够对多组数据文件形成的频谱进行比较，分辨其差异。

本发明提供的一种球流监测的方法，包括以下步骤：

在高温气冷堆燃料装卸系统阻流器的上部管道安装一台球流监测设备。将声音/振动传感器1紧贴要监测的管道，并固定好，连接好功率调节器2和智能分析仪3。

打开电源，检测收集的噪音。

用一只完整的球体滚过管道，采集球体滚过管道产生的声音频谱。输入管道和球体的数据，建立管道模型。将声音频谱与管道模型耦合，描绘球体滚动的轨迹。

通过多次试验验证调节模型，录制完整球体滚过管道的声音频谱，该频谱称为合格频谱。

找一只有缺陷的球，该球的缺陷处于临界状态，即缺陷小于该球的缺陷为合格球体，缺陷大于该球的缺陷为不合格球体，将该球称为临界缺陷球。用一只临界缺陷球滚过管道，采集球体滚过管道产生的声音频谱，该频谱称为临界频谱。

将管道模型、合格频谱、临界频谱耦合，产生频谱合格范围。用一只球滚过管道，当频谱在频谱合格范围内时，判定为合格球体，当频谱超出了合格范围时，判定为不合格球体。

智能分析仪采集到的不合格球体的信息反馈至DCS系统，关闭上游落球装置，将下游阻流器空转1次，倒掉接球杯中的碎球，然后将反馈信息传递给DCS，DCS发指令，使得燃料装卸系统重新正常输球。

在智能分析仪可以显示经过管道的合格球体和不合格球体的数量。

实施例

在高温气冷堆燃料装卸系统阻流器的上部管道安装一台球流监测设备。将声音/振动传感器1紧贴要监测的管道，并固定好，连接好功率调节器2和智能分析仪3。

打开电源，检测收集的噪音。

用一只完整的球体滚过管道，采集球体滚过管道产生的声音频谱。输入管道和球体的数据，建立管道模型。将声音频谱与管道模型耦合，描绘球体滚动的轨迹。

通过多次试验验证调节模型，录制完整球体滚过管道的声音频谱，该频谱称为合格频谱。

找一只有缺陷的球，该球的缺陷处于临界状态，即缺陷小于该球的缺陷为合格球体，缺陷大于该球的缺陷为不合格球体，将该球称为临界缺陷球。用一只临界缺陷球滚过管道，采集球体滚过管道产生的声音频谱，该频谱称为临界频谱。

将管道模型、合格频谱、临界频谱耦合，产生频谱合格范围。用一只球滚过管道，当频谱在频谱合格范围内时，判定为合格球体，当频谱超出了合格范围时，判定为不合格球体。

智能分析仪采集到的不合格球体的信息反馈至DCS系统，关闭上游落球装置，将下游阻流器空转1次，倒掉接球杯中的碎球，然后将反馈信息传递给DCS系统，DCS发系统指令，使得燃料装卸系统重新正常输球。

在智能分析仪可以显示经过管道的合格球体和不合格球体的数量。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。