评估热交换器结垢的方法

摘要

本发明涉及一种用于评估管状热交换器(11)的隔板(10)的通道结垢的方法，该热交换器中布置有第一、第二和第三压力传感器(31、32、33)，该方法包括以下步骤：(a)在热交换器的瞬间操作阶段，根据第一和第三压力传感器(31、33)的测量值确定作为宽范围水位NGL时间函数的值，以及根据第二和第三压力传感器(31、33)的测量值确定作为窄范围水位NGE时间函数的值；(b)根据NGL和NGE的值，确定作为蒸汽范围水位偏差时间函数ΔNGV的值，该蒸汽范围水位偏差对应于已经从中滤除了表示热交换器中的自由水面变化的成分的NGL；(c)比较所确定的ΔNGV的值与用于热交换器的所述瞬间操作阶段的一组参考曲线ΔNGVi，每个参考曲线ΔNGVi与结垢水平相关联，以便从用于热交换器的所述瞬间操作阶段的参考曲线ΔNGVi中识别出最接近所确定的值ΔNGV的目标参考曲线ΔNGVopt。(d)在界面(3)上呈现与所识别出的目标参考曲线ΔNGVopt相关联的结垢水平。

权利要求

1.一种用于评估管状热交换器的隔板(10)的通道结垢的方法，所述通道(12a、12b)沿着管(11)布置，以使流体通过所述隔板(10)，其中‑第一压力传感器(31)布置在所述热交换器的低处；

‑第二压力传感器(32)布置在所述热交换器的中等高度处；

‑第三压力传感器(33)布置在所述热交换器的高处；

所述方法包括由数据处理单元(1)执行以下步骤：(a)在所述热交换器的瞬间操作阶段，根据所述第一和第三压力传感器(31、33)的测量值确定随时间变化的宽范围水位NGL的值，以及根据所述第二和第三压力传感器(31、33)的测量值确定随时间变化的窄范围水位NGE的值；

(b)根据所述NGL和NGE的值，确定随时间变化的蒸汽范围水位偏差ΔNGV的值，所述蒸汽范围水位偏差对应于已经从中滤除了表示所述热交换器中的自由水面变化的成分的所述宽范围水位；

(c)比较所确定的ΔNGV的值与用于所述热交换器的所述瞬间操作阶段的一组参考曲线ΔNGVi，每个参考曲线ΔNGVi与结垢水平相关联，以便从用于所述热交换器的所述瞬间操作阶段的所述参考曲线ΔNGVi中识别出最接近所确定的值ΔNGV的目标参考曲线ΔNGVopt；

(d)在界面(3)上还原与所识别出的目标参考曲线ΔNGVopt相关联的结垢水平。

2.根据前述权利要求所述的方法，其中所述热交换器是蒸汽发生器，其具有加热区(20)和位于高于所述加热区(20)的高度的蒸汽区(25)，所述管(11)仅在所述加热区(20)中延伸。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一压力传感器(31)基本上布置在所述加热区(20)的底部，所述第二压力传感器(32)基本上布置在所述加热区(20)的顶部，所述第三压力传感器(33)基本上布置在所述蒸汽区(25)的顶部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述随时间变化的ΔNGV的值通过公式ΔNGV＝NGL‑NGE，根据所述NGL和NGE的值来确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述结垢水平是表示为0和1之间的结垢率。

6.根据权利要求1所述的方法，包括用于在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间产生所述一组参考曲线ΔNGVi的先前步骤(a0)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中步骤(a0)包括在分别与已知的第一结垢水平和大于所述第一结垢水平的已知的第二结垢水平相关联的所述瞬间操作阶段的至少两次出现期间，针对类似于所述热交换器的参考热交换器执行步骤(a)和(b)，以便获得所述第一结垢水平的在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间的第一参考曲线 以及所述第一结垢水平的在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间的第二参考曲线根据所述第一和第二参考曲线 和 计算所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间的其他参考曲线ΔNGVi。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述其他参考曲线ΔNGVi是通过使用公式根据所述第一和第二参考曲

线 和 计算出的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中对于所考虑的每个结垢水平，所述步骤(a0)包括在与所述结垢水平相关联所述瞬间操作阶段的至少三次出现期间，针对类似于所述热交换器的所述参考热交换器执行步骤(a)和(b)，以便获得在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间所述结垢水平的至少三个实际曲线ΔNGVr，在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间所述结垢水平的所述参考曲线ΔNGVi的获得包括计算实际曲线ΔNGVr的平均值，然后通过给定函数逼近所述平均值。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述实际曲线ΔNGVr的平均值通过三次多项式来逼近。

11.一种用于评估管状热交换器的隔板(10)的通道结垢的设备，其包括连接到第一压力传感器(31)、第二压力传感器(32)和第三压力传感器(33)的数据处理单元(1)，所述数据处理单元被配置为执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。

12.根据权利要求11所述的设备，其中‑所述第一压力传感器(31)布置在所述热交换器的低处；

‑所述第二压力传感器(32)布置在所述热交换器的中等高度处；

‑所述第三压力传感器(33)布置在所述热交换器的高处。

13.一种计算机介质，其包括程序代码指令，所述程序代码指令用于当在计算机上运行时执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。

说明书

评估热交换器结垢的方法

技术领域

[0001] 本发明一般地涉及检查管状热交换器的管的领域。更准确地说，本发明涉及一种用于评估管状热交换器的隔板的通道结垢的方法，所述通道沿着管布置并且帮助流体在所
述热交换器中通过所述隔板循环。

背景技术

[0002] 蒸汽发生器通常由一束管组成，热流体在这些管中循环，待加热的流体在管周围循环。例如，在PWR型核电站的蒸汽发生器中，蒸汽发生器是热交换器，其利用来自核反应的
一次回路的能量将二次回路中的水转化为蒸汽，该蒸汽将供给涡轮机从而发电。

[0003] 蒸汽发生器利用一次水的热量在饱和点使二次流体从液态水状态变为蒸汽状态。后者在周围循环有二次水的管内循环。蒸汽发生器的出口在温度和压力方面是二次回路的
最高点。

[0004] 因此，根据模型，物理上将两个回路分开的交换表面由3500至5600个管组成的管束构成，在该管束中，一次水达到高温(320℃)和高压(155巴)循环。

[0005] 图1a至1b分别以分解透视图和截面图示出了蒸汽发生器的示例。它分为两部分：加热体20(称为“上升管”)，在该加热体20中，只有一次回路的水循环(从进口14到出口15)；
以及蒸汽区25(称为墩形)，其中充满水蒸气。二次回路的液态水经由加热区20的顶点处的
入口21进入。

[0006] 以这种方式构造，一次回路和二次回路之间的热交换在加热区20内经由多个“倒U”形管11发生。所述管11通过由固定在蒸汽发生器下部的拉杆固定的隔板10保持在适当的
位置。

[0007] 蒸汽发生器的模型通常包含八个或九个隔板10，并且这种发生器的总高度约为二十米。

[0008] 来自二次回路的水首先在环形外部空间22(称为“下降管”)中沿着下降路径流动，该环形外部空间由蒸汽发生器的外部壳体和内部壳体之间留下的空间所限定，热交换的位
置包括管束11。

[0009] 热柱是指由其中水上升的分支管构成的加热区20的一半(图1b的右侧)，而冷柱是指由其中水下降的分支管构成的另一半，比热柱要冷(图1b左侧)。来自二次回路的在加热
区20中循环的水在上升时看到其蒸汽质量提高。

[0010] 驱动在加热区20中的这种水上升循环的动力是由环形空间中的下降水柱与加热区20中处于两相状态的上升水柱之间的体积质量差引起的。这是自然的热虹吸操作。

[0011] 一次回路的冷却水通过出口15离开蒸汽发生器。产生的水蒸气通过二次回路的出口23在蒸汽区25的顶点逸出。在该区域内，未蒸发的水通过被称为“干燥架24”的回收装置
回收，然后落入下降管22。

[0012] 为了返回到蒸汽发生器的管11，如所解释的，这些管由通常由隔板10保持，隔板10通常垂直于通过其中的管布置。

[0013] 为了允许蒸发的上升流体通过，这些隔板10的通道被分支，即，它们形成管周围的叶片。当水从液态转变为蒸汽状态时，它会沉积其中所含的所有物质(通常是氧化物)。如果
物质的沉积物在叶片上形成，则会使自由通道缩小：会结垢，因此会通过沉积物逐渐阻塞旨
在使水/蒸汽混合物通过的孔。

[0014] 图2示意性地示出了隔板10中的分支通道的平面图，管11穿过该分支通道。叶片12a和12b允许水沿着管11穿过隔板10。以这种方式允许水在蒸汽发生器中循环。在叶片12b
的高度处可见沉积物13，该沉积物堵塞了所述叶片12b。沉积物可以位于管的侧面和/或位
于隔板的侧面。

[0015] 结垢会导致蒸汽发生器中水流的变化，从而使管内出现过度振动，并在蒸汽发生器的内部结构上产生相当大的机械力。更准确地说，已经确定了由结垢引起的四个风险：

[0016] ‑流速场的扰动会引起振动不稳定性，危及管11的完整性；

[0017] ‑在功率非常快的情况下，压力和温度的瞬时振荡会在核反应堆的堆芯上出现并回荡；

[0018] ‑隔板10上局部载荷的增加会折断将其固定到位的拉杆；

[0019] ‑再循环率下降，因此，由于供水中断，蒸汽发生器中的水量会损害其提取余热的能力。

[0020] 因此，这种降级对设备的安全性和性能都有影响。因此，必须充分了解这种降级的性质和演变。

[0021] 众所周知，使用化学清洁方法来清洁间隔板以减少这些形成结垢的沉积物，尤其是氧化物的沉积物。这些过程包括将化学试剂注入蒸汽发生器的二次回路中，以破坏和溶
解这些沉积物。

[0022] 但是要注入的试剂量取决于蒸汽发生器中存在的氧化物数量以及由清洁方案产生的待处理废水的数量。由于当局施加的限制，这些废水是操作员遭受另一损害源。然后，
评估蒸汽发生器中氧化物沉积的数量，可以最佳地确定此类清洁方案的周期性。

[0023] 结果，以前有必要尽可能可靠地监视污染分支通道的沉积物的存在和演变。然而，结垢诊断的主要挑战来自蒸汽发生器内部的进入困难和内部传感器的缺失。

[0024] 这就是为什么在停机维护期间通过视频(使用装有摄像头的机器人)或通过轴向涡流探头进行结垢评估的原因。这是目前唯一能够进入蒸汽发生器的所有管/隔板交叉点
的非破坏性检查系统。

[0025] 当附近的磁通量变化时，导电材料中会出现涡流。使多频涡流探头在所述热交换器的管中循环，并根据探头所处的环境对测量信号进行测定，可以从测量信号中提取有关
热交换器异常的信息。

[0026] 通常经由其中有交流电循环的线圈的磁感应变化产生涡流，通过涡流检测出由磁场引起的变化。通常，测量由线圈的阻抗变化引起的电压差。

[0027] 利用该涡流探头的测量信号不会延长蒸汽发生器的停机时间，因为该涡流探头在停机期间已经被利用，特别是在检查蒸汽发生器的管的完整性时。这种涡流探头最初用于
检测管的损坏，但对结垢也很敏感。

[0028] 但是，这些方法具有侵入性缺点，需要动员物力和人力资源来实现。实际上，当前探针信号的解释是由专业操作人员手动完成的，耗时很长，大约需要一周左右的时间来分
析单个蒸汽发生器。而且，操作员通过干预来记录来自分析软件的测量值通常会导致难以
量化的偏差。

[0029] 另外，测量信号没有被校准并且是有噪声的，从而难以利用。

[0030] 由测量信号的操作员对分支通道结垢方面的评估也不是很可靠，通常根据接收到的信号并将其与对应于具有已知状态的其他通道的其他信号进行比较，以经验方式进行视
频检查。

[0031] 基于这种观察，提出了一种称为“动态NGL”的方法(具体请参见“通过物理和统计模型诊断蒸汽发生器结垢的方法”，S.Girard著，国立巴黎高等矿业学校论文，2012年12
月)，该方法使用旨在测量蒸汽发生器中的水位的传感器。

[0032] 水位一词仅在适当的意义上适用于“水箱”，即，来自二次回路的水的到达空间，位于下降管22的顶部。实际上，上升管20中的蒸汽没有通过自由表面与液态水分离：在其中循
环的流体是一种程度逐渐增加的混合物。

[0033] 水箱中的水位由控制命令系统监控和调节。太低的水位将导致堆芯中开始汽化的风险，因为蒸汽发生器的热量提取不充分。相反，水位过高会导致相当大的蒸汽湿度，从而
损坏涡轮机。

[0034] 该水位是根据位于不同侧面的两个点蚀实例之间的压力差估算的。因此，测量尤其受到流体体积质量的变化的影响。它还对寄生负载的损耗以及下降管22中的流动的不均
匀性敏感。

[0035] 参考图3，传感器31、32、33安装在蒸汽发生器的三个高度处。第一传感器31测量在蒸汽发生器的底部的二次回路中的压力，即在上升之前的“转弯”处的下降管22中的压力。
第二传感器32测量在水箱底部(上升管20的顶点)处的二次回路中的压力，即在水流入液位
附近。第三传感器33测量墩形25的顶点(朝向蒸汽出口点23的蒸汽发生器的顶点)处的二次
回路中的压力。

[0036] “窄范围水位”(NGE，法语中的“Niveau de gamme étroite”)用于控制来自二次回路的水量。这是根据第二和第三传感器32、33之间的压力差推导出的。除了非常快速的瞬变
(例如在意外减压的情况下可能中断测量)之外，窄范围水位保持恒定。

[0037] “宽范围水位”(NGL，法语中的“Niveau de gamme large”)本身是根据第一和第三传感器31、33之间的压力差推导出来的。因此，它对二次回路的水的温度和流量，以及再循
环速度的敏感度高得多。它仅在缓慢变化的阶段用于监视水位，特别是在低负载下手动操
作时。在更快的瞬变期间，测量NGL不再表示水位，因为它受动态压力的过度影响。正是这种
作用允许诊断结垢。

[0038] 在固定功率相位下，速率是恒定的。结垢的存在增加了上升管20中的水的通过阻力，因为它减小了水的通过横截面，从而减小了蒸汽流量，因此减小了再循环回路中的流
量，因此，下降管22中的负载损耗增加了测量NGL的值。该测量值表明存在结垢的趋势，不是
绝对值。

[0039] 上面引用的文献已经表明，要了解结垢的存在量，有利的是进行功率瞬变，即动态地进行，因为根据是否存在结垢，蒸汽发生器的热工液压的变化甚至更加具有对比性。

[0040] 原理是根据模型动态地模拟NGL在不同结垢状态下的功率瞬变期间的响应，并比较所获得的曲线对根据相当类似的降低功率曲线执行实际瞬变期间所记录的测量值的响
应。

[0041] 这样的瞬变具有例如在对反应堆功率的控制簇进行测定校准时发生的优点，这些测定是在反应堆堆芯中的核裂变反应开始对中子吸收能力的测定，在该测定期间，权衡所
述簇的中心吸收能力。

[0042] 该权衡是根据标准化的测定规程进行的，其中将簇逐渐插入反应堆的堆芯，以便根据先前固定的曲线降低功率，通常在10分钟内下降50％。这些测定的另一优点是随着时
间的推移足够接近。

[0043] 由于使用了物理和统计模型，能够以10年内在蒸汽发生器中做出的NGL测量的响应曲线的形式表明其结垢状态是什么。

[0044] 另一方法是，根据模型预先为被视为感兴趣的不同结垢配置选择NGL响应曲线并比较这些配置文件；这是诊断选定曲线的方法。

[0045] 通过“动态NGL”方法获得的结果从对900MW机组的几次测定中来看很有希望，但是发现对于更高功率水平(1300MW、1400MW等)机组而言，其适用性受到限制。

[0046] “动态NGL”方法的主要缺点涉及其对下降管22中水位的大幅变化的敏感性，该下降面临快速功率下降或增加的瞬变。这些显着的变化归因于难以通过调节来有效地校正蒸
汽发生器在这些瞬变期间的水位变化。

[0047] 由于这些限制，这种“动态NGL”方法的应用不允许对结垢进行相关监测。

[0048] 鉴于特别是有关安全性的关键问题，将优选地使用更有效、更可靠和更一般的新颖的方法来评估管状热交换器的隔板的通道结垢。

发明内容

[0049] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于评估管状热交换器的隔板的通道结垢的方法，所述通道沿着管布置，以使流体通过所述隔板，其中

[0050] ‑第一压力传感器布置在所述热交换器的低处；

[0051] ‑第二压力传感器布置在所述热交换器的中等高度处；

[0052] ‑第三压力传感器布置在所述热交换器的高处；

[0053] 所述方法包括由数据处理单元执行以下步骤：

[0054] (a)在所述热交换器的瞬间操作阶段，根据所述第一和第三压力传感器的测量值确定随时间变化的宽范围水位NGL的值，以及根据所述第二和第三压力传感器的测量值确
定随时间变化的窄范围水位NGE的值；

[0055] (b)根据所述NGL和NGE的值，确定随时间变化的蒸汽范围水位偏差ΔNGV的值，所述蒸汽范围水位偏差对应于已经从中滤除了表示所述热交换器中的自由水面变化的成分
所述宽范围水位；

[0056] (c)比较所确定的ΔNGV的值与用于所述热交换器的所述瞬间操作阶段的一组参考曲线ΔNGVi，每个参考曲线ΔNGVi与结垢水平相关联，以便从用于所述热交换器的所述瞬
间操作阶段的所述参考曲线ΔNGVi中识别出最接近所确定的值ΔNGV的目标参考曲线Δ
NGVopt。

[0057] (d)在界面上还原与所识别出的目标参考曲线ΔNGVopt相关联的结垢水平。

[0058] 该方法有利地通过以下可以单独地使用或以其在技术上可行的任何组合形式使用的特征来完成：

[0059] ·所述热交换器是蒸汽发生器，其具有加热区和位于高于所述加热区的高度的蒸汽区，所述管仅在所述加热区中延伸；

[0060] ·所述第一压力传感器基本上布置在所述加热区的底部，所述第二传感器基本上布置在所述加热区的顶部，所述第三交换器基本上布置在所述蒸汽区的顶部；

[0061] ·所述随时间变化的ΔNGV的值通过公式ΔNGV＝NGL‑NGE，根据所述NGL和NGE的值来确定；

[0062] ·所述结垢水平是表示为0和1之间的结垢率；

[0063] ·所述方法包括用于在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间产生所述一组参考曲线ΔNGVi的先前步骤(a0)；

[0064] ·步骤(a0)包括在分别与第一已知的结垢水平和大于所述第一结垢水平的第二已知的结垢水平相关联的所述瞬间操作阶段的至少两次出现期间，针对类似于所述热交换
器的参考热交换器执行步骤(a)和(b)，以便在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间获得
所述第一结垢水平的第一参考曲线 并在所述热交换器的所述瞬间操作阶段
期间获得所述第一结垢水平的第二参考曲线 根据所述第一和第二曲线
和 计算所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间的其他参考曲线
ΔNGVi；

[0065] ·所述其他参考曲线ΔNGVi是通过使用公式根据所述第一和第二参考曲
线 和 计算出的。

[0066] ·对于所考虑的每个结垢水平，所述步骤(a0)包括在与所述结垢水平相关联所述瞬间操作阶段的至少三次出现期间，针对类似于所述热交换器的所述参考热交换器执行步
骤(a)和(b)，以便在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间获得所述结垢水平的至少三个
实际曲线ΔNGVr，在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间获得所述结垢水平的所述参考
曲线ΔNGVi包括计算实际曲线ΔNGVr的平均值，然后通过给定函数逼近所述平均值。

[0067] 根据第二方面，提供了设备，其包括连接到第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的数据处理单元，所述数据处理单元被配置为执行根据本发明的第一方面所
述的方法。

[0068] 根据第三方面，提供了根据第二方面的一组设备和管状热交换器，其中

[0069] ‑所述第一压力传感器布置在所述热交换器的低处；

[0070] ‑所述第二压力传感器布置在所述热交换器的中等高度处；

[0071] ‑所述第三压力传感器布置在所述热交换器的高处。

[0072] 本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括程序代码指令，当在计算机上运行时，所述程序代码指令用于执行根据本发明的第一方面所述的方法的步骤。

附图说明

[0073] 本发明的其他特征、目的和优点将从下面的描述中获得，这些描述仅是示例性的而非限制性的，并且必须相对于附图加以考虑，其中：

[0074] ‑已经评论过的图1a至1b示意性地示出了蒸汽发生器类型的热交换器；

[0075] ‑已经评论过的图2通过平面图示出了根据蒸汽发生器的当前配置的其中具有管通过的隔板中的分支通道；

[0076] ‑已经评论过的图3示意性地示出了图1a至1b的蒸汽发生器的仪器；

[0077] ‑图4示出了用于执行本发明的方法的架构，

[0078] ‑图5是用于评估结垢的方法的框图，

[0079] ‑图6a和6b分别示出了信号ΔNGV和NGL的示例；

[0080] ‑图7a至7c示出了用于获得一组参考曲线ΔNGVi的信号的速率。

具体实施方式

[0081] 架构

[0082] 参考图4，提出了一种用于评估管状热交换器11的隔板10的通道结垢的方法，所述通道12a、12b沿着管11布置，以使流体通过隔板10。

[0083] 管状热交换器优选是具有在背景技术中描述的类型的蒸汽发生器。

[0084] 该方法是对动态NGL技术的改进，并利用了来自第一、第二和第三压力传感器31、32、33的压力测量值。

[0085] 一般来说：

[0086] ‑第一传感器31处于热交换器的低处；

[0087] ‑第二传感器32处于热交换器的中等高度处；

[0088] ‑第三传感器33在热交换器的高处。

[0089] 给定具有加热区20的蒸汽发生器，其中管11和蒸汽区25在加热区上方延伸，则优选地(在高度方面“高”和“低”延伸)：

[0090] ‑第一传感器31基本上布置在加热区20的底部(下降管22的下部)；

[0091] ‑第二传感器32基本上布置在加热区20的顶部(即，基本上布置在蒸汽区20的底部)；

[0092] ‑第三交换器33基本上布置在蒸汽区25的顶部。

[0093] 本方法由连接到压力传感器31、32、33的设备(例如服务器)的处理单元1(例如一个或多个处理器)执行，以获得相关压力的测量值。

[0094] 该设备可以包括用于存储数据的存储器2(例如硬盘驱动器)和用于与操作员交互的界面3。

[0095] ΔNGV

[0096] 蒸汽发生器底部的压力方程可以表示如下：

[0097] Pbas＝ρdowncomer·g.zsurface+Pdome‑pdc

[0098] Pdc：下降管中参考负载的损耗

[0099] Pbase：在第一传感器31的水位处测量的压力

[0100] Pdome：在第三传感器33的水位处测量的压力

[0101] ρdowncomer：体积参考质量

[0102] zsurface：表示相对于第一传感器31的高度的水面高度(即水位)。

[0103] 如所解释的，结垢增加了上升管20中的水的通过阻力，因为它减小了水的通过横截面，减小了蒸汽流量，从而减小了再循环回路中的流量，因此降低了下降管22中的负载
Pdc的损耗，并且降低了Pdome的值。

[0104] 蒸汽发生器的交换功率的变化，加热区20内部的相变(冷却时的液化或功率增加时的蒸发)产生剧烈的热工瞬变。这些瞬变将强烈地作用于对下降管流速敏感的蒸汽区25
的底部处(即，在第二压力传感器32的水位处)的压力，以及作用于蒸汽区23的顶点处(即，
在第三压力传感器33的水位处)的压力，因此特别适合于直接与结垢相连的蒸汽发生器的
内部负载的损耗的鉴定。

[0105] 然而，在加热区20的底部处(即，在第一压力传感器31的水位处)的压力测量值也表示发生器中水的自由表面的高度测量法。该水位不表示蒸汽发生器的行为，而仅表示水
调节的质量。结果，其变化实质上使第一压力传感器31的低压信号的解释复杂化。

[0106] NGE通常用于对蒸汽发生器中的水位(超过1m的范围)进行精细调节，作为一种操作，并且NGE作为设备的标称操作，控制蒸汽发生器的饮用水入口阀。如技术人员所熟悉的，
NGE是第二传感器和第三传感器33的压力测量值之差的函数。

[0107] NGL本身在工厂开工时、停工时以及在处于异常运行的情况下(当第二压力传感器32脱水时)监视蒸汽发生器的水位(在超过15m的范围内)。

[0108] 本方法使用一种称为ΔNGV的新颖指标(ΔNGV、“蒸汽范围水位偏差”，法语中的“écartde niveau gamme vapeur”)，该指标使用了NGE(可提供蒸汽发生器的实际水位的明确
指示)和NGL(经由下降管内水的体积质量对水位变化、流量和温度的变化敏感)的相应灵敏
度来构建一个专门针对结垢影响程度的指标。

[0109] ΔNGV基于已经从中滤除了由于自由表面的变化(通过NGE测量值得知)导致的成分的NGL，然后对NGL进行了校正，直到此时为止，对于结垢的有效表征还是不够的。实际上，
这种变化实际上与蒸汽发生器的结垢无关，而仅与ARE调节的执行有关。

[0110] 该指标优选地根据NGL和NGE的值，通过公式ΔNGV＝NGL‑NGE来确定。

[0111] 值ΔNGV、NGL和NGE有利地以mCE(水柱米)或压力单位(巴、帕斯卡等)或相对于最大水位的百分比表示。

[0112] 从图6a和6b可以清楚地看到，在NGL信号的三分之二处可见的“凸点”(是GV中实际水位变化的征兆)已经在ΔNGV信号上被完全过滤掉。

[0113] 处理

[0114] 参考图5，该方法开始于如步骤(a)所解释的，由数据处理单元1在热交换器的瞬间操作阶段，根据第一和第三压力传感器31、33的测量值确定随时间变化的宽范围水位NGL的
值，以及根据第二和第三压力传感器31、33的测量值确定随时间变化的窄范围水位NGE的
值。

[0115] 通常，“瞬间操作阶段”是指动态阶段，在此阶段，进入热交换器的热能的水平出现波动。瞬间操作阶段可以由有功功率(AEP)的关联值定义，以便掌握其动力学特性。

[0116] 所述瞬间阶段具体是在受监管的标准化定期测定期间发生的阶段，所述测定诸如包括900MW核电厂(CP1和CP2机组)和1300MW电厂的“EP RGL4”，不包括EP RGL、EP RCP、EP 
RPN等系列的许多其他定期测定。

[0117] 该方法很有可能在岛化、反应堆自动停止、涡轮机启动等过程中，甚至在负载监视瞬变(根据电网管理员的要求分接功率或功率下降)期间的正常操作时应用。

[0118] 从下文中可以明显看出，本发明的方法将参考曲线用于给定的瞬间操作阶段(“算盘”)，并且只要发生与参考曲线相似的瞬间操作阶段，就可以应用该方法。

[0119] 技术人员可以根据压力测量值计算NGE和NGL的值，这些指标是经典的。

[0120] 瞬间操作阶段的持续时间(换句话说，确定NGL或NGE值的时间间隔)通常在几十秒到几千秒之间，优选地为几百秒。

[0121] 在图6b和7a至7c的示例中，瞬间操作阶段的持续时间在500秒与1500秒之间的时间间隔内。

[0122] 在第二步骤(b)中，数据处理单元1根据NGL和NGE的值确定随时间变化的(在瞬间操作阶段的相同持续时间期间)蒸汽范围水位偏差ΔNGV的值，蒸汽范围水位偏差对应于已
经从中滤除了表示热交换器中的自由水表面变化的成分的宽范围水平。

[0123] 如所解释的，该操作优选地是NGL的值与NGE的值之间的差(ΔNGV＝NGL‑NGE)，因为NGE表示自由水表面的变化。

[0124] 随时间变化的NGL、NGE或ΔNGV值也分别称为NGL，NGE或ΔNGV“信号”。

[0125] 统计处理将按常规方式执行，并且优选地通过零中心化并且通过移动信号平均值以使其标准化(在步骤(a)和步骤(b)中)来执行。

[0126] 在步骤(c)中，处理单元1将ΔNGV的值与用于热交换器的所述瞬间操作阶段的一组参考曲线ΔNGVi进行比较，每个参考曲线ΔNGVi与结垢水平相关联。

[0127] 更精确地，可以存在针对瞬间操作阶段的类型和结垢水平定义的参考曲线ΔNGVi的数据库。应当注意，甚至可能存在与几种类型的热交换器相关联的不同的参考曲线Δ
NGVi的数据库。参考曲线ΔNGVi可以存储在存储器2中。

[0128] 结垢水平必须理解为表示结垢延伸的参数，例如，在0和1之间的比率：零比率对应于完全不结垢(通道12a、12b完全打开)，比率1对应于完全结垢(通道12a、12b完全堵塞)。

[0129] 针对一类瞬间操作阶段(即，整个结垢水平范围)定义的一组参考曲线ΔNGVi形成了被称为算盘的一“束”参考曲线，如图7a中的示例所示(针对EP RGL4类型的瞬间操作阶
段)。

[0130] 结垢水平越低，ΔNGV的值上升越快。换句话说，该束底部的曲线对应于高水平的结垢，而算盘顶部的曲线对应于低水平的结垢。

[0131] 参考曲线ΔNGVi可以凭经验确定，尤其是通过数字仿真。更精确地，基于相关换热器的模型，预先计算针对每个结垢水平考虑的所述瞬间操作阶段的预期响应ΔNGV。在这方
面，该方法有利地包括先前步骤(a0)，用于在热交换器的所述瞬间操作阶段期间产生所述
一组参考曲线ΔNGVi。

[0132] 优选地，根据对类似于所考虑的热交换器(甚至是相同的)的热交换器(对于该热交换器，结垢水平是已知的)的两个实际信号ΔNGV的了解形成经验算盘。

[0133] 换句话说，步骤(a0)有利地包括在分别与第一已知的结垢水平和大于第一结垢水平的第二已知的结垢水平相关联的所述瞬间操作阶段的至少两次出现期间，针对类似于所
述热交换器的参考热交换器执行步骤(a)和(b)，以便在热交换器的所述瞬间操作阶段期间
获得第一结垢水平的第一参考曲线 并在热交换器的所述瞬间操作阶段期间
获得第一结垢水平的第二参考曲线 根据第一和第二曲线 和
计算热交换器的所述瞬间操作阶段期间的其他参考曲线ΔNGVi；

[0134] 实际上，经验性算盘优选地基于参考范围的实际束ΔNGV，该算盘已被理想地清洁，并且在清洁之前和之后进行测量(例如通过视频检查)，这将分别定义上述高水平和低
水平，因此它可以覆盖很大范围的结垢水平。然后从算盘的“支撑”曲线线性地推断出结垢
的极端和中等水平。

[0135] 对于所考虑的每个结垢水平，步骤(a0)在与所述结垢水平相关联所述瞬间操作阶段的至少三次出现期间，针对类似于所述热交换器的所述参考热交换器执行步骤(a)和
(b)，以便在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间获得所述结垢水平的至少三个实际曲
线ΔNGVr，在所述热交换器的所述瞬间操作阶段期间获得所述结垢水平的所述参考曲线Δ
NGVi包括计算实际曲线ΔNGVr的平均值，然后通过给定函数逼近所述平均值。

[0136] 以这种方式，表示高结垢率(“低”算盘曲线)的信号ΔNGV优选地通过以下方式形成：即，对清洁之前或在范围上识别的最高结垢水平的日期上的后三个实际信号ΔNGVr(特
别是经过滤除和标准化)进行平均，然后通过三次多项式逼近该平均值。

[0137] 类似地，表示低结垢水平的信号ΔNGV优选地通过以下方式形成：即，对清洁之后或在范围上识别的最低结垢水平的日期上的前三个实际信号ΔNGV进行平均，然后通过三
次多项式逼近该平均值。

[0138] 这些操作在图7b中示出，其表示批次示例CA4 GV2的一组实际信号ΔNGVr的多项式逼近(在此之后，实际上仅需要结垢之前和之后的三个信号)。图7c表示通过分别对结垢
之后和之前的三个EP进行平均来计算表示弱结垢水平和强结垢水平的信号ΔNGV。

[0139] 一旦根据可用测量值形成了这两个理论信号ΔNGV，就必须将两个结垢水平与它们进行关联，这里称为Levelhigh和Levellow(在其中结垢水平表示0和1之间的结垢率的优选
实施例中，称为Ratehigh和Ratelow)。接下来，通过内插法形成完整的理论算盘。

[0140] 因此，结垢率Ratei的理论参考信号ΔNGVi可以计算如下：

[0141]

[0142] 这样就产生了一个完整的算盘，可用于通过新方法估算相同类型的热交换器的结垢情况(图7a)。

[0143] 然而很明显，本发明的方法并非以此方式限于获得算盘，并且技术人员可以使用多种经验方法，例如广义上的“机器学习”(深度学习、神经元网络等)。。

[0144] 返回到结垢的评估方法，步骤(c)的比较结果确定最接近测量曲线(在步骤(b)完成时获得的随时间变化的ΔNGV的值)的“目标”参考曲线ΔNGVopt。本领域技术人员知道例
如通过取最小二乘之差来识别多个曲线中最相似的曲线的工具。

[0145] 与“目标”参考曲线ΔNGVopt相关联的结垢水平构成对相关热交换器的隔板10的通道结垢的可靠估计，并且在步骤(d)中，与所识别出的目标参考曲线ΔNGVopt相关联的该结
垢水平可以在界面3上还原。

[0146] 设备

[0147] 根据第二方面，提出了如图4所示的设备，其包括处理单元1、存储器2和界面3。处理单元1连接到第一压力传感器31、第二压力传感器32和第二压力传感器。第三压力传感器
33，并且被配置为执行根据第一方面所述的方法。

[0148] 还提出了一组该设备和管状热交换器11(即蒸汽发生器)，甚至包括该设备的核电站。

[0149] 本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括记录在载体上的程序代码指令，当所述程序在计算机上运行时，该程序代码指令可以在计算机中用于实施用于执行结垢评估方
法的步骤。

[0150] 因此，传感器31、32、33的压力测量值被传输到存储器2，以根据其处理被存储在存储器2中。本发明所涉及的测量数据的这种处理是由装有计算器的处理单元执行的，该计算
器通常是配备有界面3的计算机，计算机通过该界面3获取测量信号，并发送执行用于评估
结垢的方法的结果，所述计算机被配置为执行根据本发明所述的方法。