基于VEE的核电隔离阀泄漏率自动测量系统设计

摘 要 针对核电站隔离阀泄漏率手动测量的局限性，介绍了利用Agilent VEE软件平台设计的泄漏率自动测量系统，并进行了台架试验，通过试验数据验证了自动测量系统的可行性。

关键词 隔离阀泄漏率；自动测量；VEE

中图分类号 TM623 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）106-0096-02

0引言

核电作为清洁、经济和可持续发展的能源，逐步成为我国大力发展的新能源之一。它在为人类产生大量电力的同时，也会产生不受欢迎的放射性物质。安全壳作为核电站的最后一道屏障尤为重要，而隔离阀是安全壳系统的重要组成部分，对其泄漏率的检测成为维护公众安全的重要手段。

国内现阶段隔离阀泄漏率测量采用的是人工测量，依靠试验员经验判断，记录试验结果。这样经常由于各试验员经验判断的不一致，带来试验结果的人为不确定性。本文采用Agilent VEE软件开发环境，用计算机自动测量替代人工测量。

1自动测量系统设计

1.1泄漏率试验基本原理

隔离阀泄漏率试验采用流量补充法，即通过流量计将试验介质加入只有待测隔离阀为泄漏路径的密闭空间内，调节加入介质的量使得空间内压力稳定保持为试验压力，单位时间通过流量计加入的介质量即为该隔离阀的泄漏率。

1.2硬件构成

自动测量系统由适合Agilent VEE运转的计算机1台、打印机1台、RS232数据线2根、包含流量计及压力计的测量仪器1台、介质源、待测隔离阀和充压管线组成。测量系统硬件基本组成框图如图1所示。

图1测量系统硬件基本组成框图

1.3软件构成

通过可视性工程设计环境Agilent VEE实现账户管理、参数设定、隔离阀信息库管理、泄漏率的自动测量、数据及图形显示、数据存储和试验结果打印。其软件框架图如图2所示。

图2测量系统软件框架图

1.4 自动测量过程

各功能的核心是自动测量。自动测量利用每组泄漏率基于每个连续时间周期进行计算。计算机对测量仪器测定的泄漏率曲线进行线性最小二乘法拟合，得到泄漏率的趋势线。趋势线的截距为泄漏率最佳估计值。趋势线的斜率为泄漏率随时间变化的趋势，当其为正时，表示泄漏率有变大的趋势，此时的泄漏率最佳估计值较实际泄漏率偏小；当其为负时，表示泄漏率有变小的趋势，此时的泄漏率最佳估计值较实际泄漏率偏大；当其为零时，表示泄漏率稳定不变。根据保守取值原则，偏大的泄漏率最佳估计值有利于公众的安全。所以测量系统会自动记录接近稳定且稍偏大的泄漏率最佳估计值为试验结果。

2 应用试验

2.1 台架试验

利用针阀模拟有泄漏的待测阀门，在试验室搭建自动测量系统。在计算机上运行测量程序，对压力和流量数据进行采集并自动分析。当压力开始增加且未至试验压力时，系统显示未到试验压力；当压力差10kPa到达试验压力下限时，系统显示临近试验压力；当压力增至试验压力下限时，系统显示到达试验压力，并且开始对流量数据进行自动分析。系统对流量数据进行最小二乘法回归分析，存储泄漏率最佳估计值。

2.2 数据处理

泄漏率曲线根据线性最小二乘法进行拟合，拟合趋势线公式，其中：，。自动测量系统利用Agilent vee内置Matlab函数库中polyfit函数对泄漏率曲线线性拟合，趋势线公式为。通过对相关系数进行计算，即趋势线与泄漏率曲线拟合度很高。泄漏率曲线及拟合趋势线如图3所示。

图3泄漏率曲线及拟合趋势线

3 结论

1）与手工测量相比，采用自动测量系统采集数据快，数据量大，可靠性强，避免了人为判断引起的误差；

2）软件采用最小二乘法对试验数据进行拟合，处理速度快、结果准确；

3）综上，基于Agilent VEE的隔离阀泄漏率自动测量系统快速、准确、可行性强、能够满足试验要求。

参考文献

[1]听雨轩工作室.Agilent VEE虚拟仪器工程设计与开发. 北京： 国防工业出版社，2004.

[2]ANS Answers Inquiry on ANSI/ANS-56.8-2002. Nuclear Standards News，2008，39（6）.

[3]徐东艳，孟晓刚.MATLAB函数库查询辞典.北京：中国铁道出版社，2006.