蒸汽发生器故障定位
 
应用行业:核工业
1应用背景:蒸汽发生器中有4000多根U形管,管内装有放射性重水,泄露会污染管处环境,如果其中的某根破裂,需要快速、及时的定位故障处,以便最大限度地降低泄露的危害。


2问题描述:通常采用的方法是取出U形管放在水或其它介质中给U形管充气,然后肉眼观察,这样一般出现泄露时,发现比较滞后,寻找U形管破裂处耗时长,效率低,如何能快速、准确、高效地定位故障?
 
3问题分析:
A 系统分析
首先要对该系统进行系统分析,明确组成该系统的组件及其之间的关系:
系统组件:U形管组
超系统组件:人、放射性液体、U形管组接口
系统作用对象:泄露处
 
 
采用pro/innovator的系统分析模块建立系统的功能模型,描述各组件功能以及相互的作用关系。如上图所示。
由于该系统是为了及时检测泄露处,所以人、放射性液体以及U形管组接口作为超系统组件,而系统作用对象并不是一直存在的,只是可能存在,这里建立的系统功能模型是出现泄露故障时的功能模型。尽管泄露处对系统组件和超系统具有有害作用,但是系统分析的目标并不是消除有害功能,而是改善人检测泄露处的不足。
B 问题分解
我们利用pro/innovator的问题分解模块做进一步的分析,去找产生问题的根本原因,分析产生问题的原因有4个(如下图),之所以难以及时检测故障处,是因为U形管太多、太小,并且被封装在容器中,结合工程实际,把问题的根本原因定位在泄露处的声音。如何根据泄露处发出声音(音频)来确定故障的具体位置? 
 
 
4解决方案:
在问题分析的基础上,进入了解决方案模块,这里我们利用了创新原理模块,定义技术矛盾,查找相应创新原理,在机械系统替代原理的启发下,添加自己的创新方案。下图是创新原理模块界面。
 

如下图所示,是最终方案,利用泄露处液体流动的声音信号,通过三个音频传感器,从而能都及时的对故障位置精确定位。