Integrated online condition monitoring system for nuclear power plants

H. M. Hashemian

doi:10.3139/124.110102

40% Rabatt

auf Fachbücher bei De Gruyter Brill *

Artikel

Integrated online condition monitoring system for nuclear power plants

H. M. Hashemian

Veröffentlicht/Copyright: 25. April 2013

Veröffentlicht von

Veröffentlichen auch Sie bei De Gruyter Brill

Manuskript einreichen Informationen für Autor*innen

Aus der Zeitschrift Kerntechnik Band 75 Heft 5

Abstract

Online condition monitoring or online monitoring (OLM) uses data acquired while a nuclear power is operating to continuously assess the health of the plant's sensors, processes, and equipment; to measure the dynamic performance of the plant's process instrumentation; to verify in-situ the calibration of the process instrumentation; to detect blockages, voids, and leaks in the pressure sensing lines; to identify core flow anomalies; to extend the life of neutron detectors and other sensors; and to measure the vibration of reactor internals. Both the steady-state or DC output of plant sensors and their AC signal or noise output can be used to assess sensor health, depending on whether the application is monitoring a rapidly changing (e.g., core barrel motion) or a slowly changing (e.g., sensor calibration) process. The author has designed, developed, installed, and tested OLM systems (comprised of software/hardware-based data acquisition and data processing modules) that integrate low-frequency (1 mHz to 1 Hz) techniques such as RTD cross-calibration, pressure transmitter calibration monitoring, and equipment condition monitoring and high-frequency (1 Hz to 1 kHz) techniques such as the noise analysis technique. The author has demonstrated the noise analysis technique's effectiveness for measuring the dynamic response-time of pressure transmitters and their sensing lines; for performing predictive maintenance on reactor internals; for detecting core flow anomalies; and for extending neutron detector life. Integrated online condition monitoring systems can combine AC and DC data acquisition and signal processing techniques, can use data from existing process sensors during all modes of plant operation, including startup, normal operation, and shutdown; can be retrofitted into existing PWRs, BWRs, and other reactor types and will be integrated into next-generation plants.

Kurzfassung

Online-Zustandsüberwachung, oder Online-Überwachung (OLM), benutzt Daten, die während des Kernkraft-Betriebes gesammelt werden, um kontinuierlich die Funktionsfähigkeit der Sensoren, der Abläufe und der Anlage festzustellen; es misst die Arbeitsleistungsdynamik der Betriebsinstrumente im Kraftwerk; es überprüft in situ die Kalibrierung der Prozessinstrumentierung; es findet Störungen, Fehlerstellen und Leckstellen in den Druckmessleitungen; es identifiziert wesentliche Kernflussanomalien; es verlängert die Lebensdauer der Neutronendetektoren und anderer Sensoren, und es misst die Vibration im Inneren des Reaktors. Sowohl die Meldung der Sensoren im Ruhezustand, oder auch deren Gleichstromsignal als auch deren Wechselstromsignal oder auch Störsignal können zur Feststellung der Funktionsfähigkeit von Sensoren benutzt werden, je nachdem ob die Anwendung einen schnell wechselnden Prozess, wie z.B. Kernrohrbewegung, oder einen langsamen Vorgang, wie z.B. Sensorkalibrierung, überwacht. Der Verfasser hat OLM-Systeme (zusammengesetzt aus Software/Hardware basierender Bezugsdaten und Datenverarbeitungsmodulen) entworfen, entwickelt, installiert und getestet, die sowohl Niederfrequenzanwendungen im Bereich von 1 mHz bis 1 Hz, wie z.B. Kreuzkalibrierung von Widerstands-Temperatur-Detektoren (RTD), Überwachung der Kalibrierung von Druckfühlern und Überwachung des Zustands der Anlage, als auch Hochfrequenzanwendungen im Bereich von 1 Hz bis 1 kHz, wie z.B. die Stör-Analyse-Anwendung, einbinden. Der Verfasser hat die Effektivität der Störanalyse zur Messung der dynamischen Reaktionszeit von Druckfühlern und ihrer Messleitungen, die Effektivität bei der vorbeugenden Instandhaltung im Inneren des Reaktors, bei der Auffindung von Anomalien im Kernfluss, und bei der Verlängerung der Lebensdauer der Neutronendetektoren nachgewiesen. Integrierte OLM-Systeme können Wechsel- und Gleichstrombezugsdaten und Signalverarbeitungsanwendungen kombinieren, sie können Daten von bestehenden Betriebssensoren in allen Zuständen des Kraftwerksbetriebes benutzen, inklusive Anfahr-, Normalbetriebs- und Abfahrphase, sie können in bestehenden Druckwasserreaktoren, Siedewasserreaktoren und anderen Reaktorarten nachgerüstet werden, und sie werden Bestandteil der nächsten Reaktorgeneration sein.

References

1 Lillis, D.: Oral presentation at Analysis and Measurement Services Corp., Knoxville, TN, November 2008Suche in Google Scholar

2 Hashemian, H. M.: On-line Testing of Calibration of Process Instrumentation Channels in Nuclear Power Plants. NUREG/CR-6343, U. S. Nuclear Regulatory Commission, Rockville, MD, 199510.2172/137413Suche in Google Scholar

3 Hashemian, H. M.; Riggsbee, E. T.; Mitchell, D. W.; Hashemian, M.; Sexton, C. D.; Beverly, D. D.; Morton, G. W.: Advanced Instrumentation and Maintenance Technologies for Nuclear Power Plants. NUREG/CR-5501, U. S. Nuclear Regulatory Commission, Rockville, MD, 1998Suche in Google Scholar

4 Arndt, S. A.; Miller, D. W.: The Use of Radiation Detection Noise for Signal Validation and Sensor Degradation Monitoring. Proc. of the Symposium on Nuclear Reactor Surveillance and Diagnostics, SMORN VI, 2, 66.01 – 66.12, Gatlinburg, TN, 1991Suche in Google Scholar

5 Thie, J. A.: Power Reactor Noise. American Nuclear Society, La Grange Park, IL, 1981Suche in Google Scholar

6 Hashemian, H. M.: Long Term Performance and Aging Characteristics of Nuclear Plant Pressure Transmitters. NUREG/CR-5851, U. S. Nuclear Regulatory Commission, Rockville, MD, 1993Suche in Google Scholar

7 Meuwisse, C.; Puyal, C.: Surveillance of Neutron and Thermodynamic Sensors in EDF Nuclear Power Plants. Paper presented at the CORECH Meeting, Chatou, France, 1987Suche in Google Scholar

8 Hashemian, H. M.: Neutron Detector Life Extension Through Predictive Maintenance. Presented at the PLIM + PLEX 2007 Conference, Scandic Infra City, Stockholm, Sweden, June 2007Suche in Google Scholar

Received: 2010-6-12

Published Online: 2013-04-25

Published in Print: 2010-09-01

Sie haben derzeit keinen Zugang zu diesem Inhalt.

Artikel in diesem Heft

https://doi.org/10.3139/124.110102