中國核動力研究設(shè)計院自主研發(fā)的“核電站堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)”，在中國核能行業(yè)協(xié)會2014年度科學技術(shù)獎頒獎大會上，從177個科技創(chuàng)新項目中脫穎而出，捧得一等獎（排名第二）。這是繼“核電站松脫部件監(jiān)測與診斷系統(tǒng)”獲得國家能源局和中核集團公司科學技術(shù)進步二等獎之后，中國核動力研究設(shè)計院在保障核電安全運行、替代國外進口設(shè)備領(lǐng)域取得的又一重大創(chuàng)新成果。

　　反應堆及一回路設(shè)備零部件一旦發(fā)生松動，結(jié)構(gòu)完整性將受到破壞，零部件脫落后，將隨冷卻劑游動，撞擊結(jié)構(gòu)和器壁，從而損壞結(jié)構(gòu)和壓力邊界，核電站發(fā)生松脫部件事件如果未及時發(fā)現(xiàn)或未采取恰當措施，會嚴重損傷反應堆及一回路系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和壓力邊界，造成巨大經(jīng)濟損失和安全事故；堆內(nèi)構(gòu)件在長期輻射、高溫、流致振動作用下，存在結(jié)構(gòu)材料老化和失效的可能性，如果堆芯吊籃的擺動接觸壓力容器，會導致疲勞和磨損，堆芯通量測量管從壓力容器底部插入反應堆堆芯，吊籃小幅運動足以破壞它。因此，核電站必須裝備松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)，以實時監(jiān)測反應堆及冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)的松動件、脫落件和遺留的金屬零件，跟蹤監(jiān)測堆內(nèi)構(gòu)件和燃料組件的振動行為。國際上只有少數(shù)幾家單位掌握了該項技術(shù)，長期以來，我國一直依賴國外進口。

　　自主研發(fā)的高技術(shù)產(chǎn)品獲廣泛應用。

　　松脫部件發(fā)生在反應堆及一回路系統(tǒng)內(nèi)部，通過在外部安裝有限的傳感器，要準確探測到內(nèi)部松脫部件，并對其進行定位、部件質(zhì)量和碰撞能量估計，技術(shù)難度大；處于高溫、高壓、強輻射環(huán)境的反應堆堆內(nèi)構(gòu)件和燃料的振動監(jiān)測，不能在結(jié)構(gòu)上直接安裝振動傳感器，只能通過檢測堆外中子噪聲，間接監(jiān)測堆內(nèi)構(gòu)件振動行為，反應堆噪聲非常復雜，振動引發(fā)的中子噪聲往往低于背景噪聲，如何對中子噪聲進行處理、分析和識別堆內(nèi)構(gòu)件的振動是另一大技術(shù)難題。因此，世界只有少數(shù)幾家單位掌握了松脫部件和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測技術(shù)。凝聚核動力院反應堆故障診斷專業(yè)人員心血和智慧研發(fā)的松脫部件和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)填補了國內(nèi)空白，在秦山核電二期擴建和嶺澳核電二期松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)招標中，通過與三家國際知名公司的同臺競爭，雙雙中標，自此實現(xiàn)了我國二代核電機組松脫部件和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)的全面國產(chǎn)化。至2014年，核動力院共32套松脫部件和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)供往了浙江秦山和方家山、廣東嶺澳和陽江、遼寧紅沿河、福建寧德和福清、廣西防城港、海南昌江核電站，同時還遠銷巴基斯坦核電站。在保障核電安全、經(jīng)濟運行中發(fā)揮了重要作用。

　　多項創(chuàng)新成果提升監(jiān)測技術(shù)水平。

　　核動力院研發(fā)的松脫部件和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)取得了一系列科技創(chuàng)新成果。歸納為七個方面：第一，松脫部件監(jiān)測的一個最重要的問題是誤報警問題，采取了多重抗誤報警機制有效消除了機械噪聲、結(jié)構(gòu)噪聲、流體噪聲、電氣干擾、通道異常等產(chǎn)生的誤報警。第二，獨立于應用程序的松脫部件甄別技術(shù)解決了松脫部件甄別的實時性和可靠性。第三，設(shè)置了完整的系統(tǒng)性能與功能自檢功能，開發(fā)了多樣化系統(tǒng)故障在線自動檢測技術(shù)，確保系統(tǒng)監(jiān)測性能與功能完整，方便維護和檢修。第四，觸發(fā)信號或報警事件性質(zhì)分析、松脫部件定位、質(zhì)量和碰撞能量估計技術(shù)，為監(jiān)測到松脫部件事件時，及時實施診斷、評估其沖擊流道中壓力邊界和關(guān)鍵部件的危害性、采取停堆檢修措施提供依據(jù)。第五，通過檢測堆外中子噪聲，監(jiān)測堆內(nèi)構(gòu)件振動行為，解決了核反應堆堆內(nèi)高溫、高壓、強輻射環(huán)境不能直接安裝振動傳感器，不能對堆內(nèi)構(gòu)件振動進行直接測量的問題。第六，通過對堆內(nèi)構(gòu)件中子噪聲幅度與堆內(nèi)構(gòu)件振幅間的刻度因子計算，直接給出堆內(nèi)構(gòu)件振幅，解決了監(jiān)測結(jié)果難評價問題。第七，全通道同步設(shè)計，消除了噪聲信號相位分析中的系統(tǒng)誤差，同時使系統(tǒng)得以簡化，測量時間大大縮短。

　　專業(yè)化的運行技術(shù)支持能力彰顯。

　　由于松脫部件和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)基于噪聲分析進行診斷的專業(yè)性和復雜性，核電廠往往缺乏診斷專家，核動力院承擔了核電廠松脫部件和堆內(nèi)構(gòu)件振動監(jiān)測系統(tǒng)運行技術(shù)支持服務(wù)。近年來，核動力院先后對XX核電機組運行中發(fā)生的主泵葉輪葉片碰磨和葉片脫落事件做出了成功的診斷，對XX核電機組熱試中發(fā)生的主泵冷卻水管碰磨問題進行了有效分析，對XX核電機組熱試期間發(fā)生的頻繁的松脫部件報警做出了準確診斷和危害性評價及立即停試檢查的中肯建議。同時對多個核電機組在熱試或運行期間發(fā)生的撞擊信號觸發(fā)和偶發(fā)報警進行了及時診斷，排除了松脫部件的可能性。實現(xiàn)了技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造、診斷分析“一條龍”服務(wù)，為確保核電站安全、經(jīng)濟運行發(fā)揮了重要作用。

　　三代核電監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)帶動行業(yè)科技進步。

　　為適應我國新建核電要求符合三代安全標準、發(fā)展主線為大型商業(yè)壓水堆、主力機型包括AP1000和華龍一號等的形勢，核動力院又獨立自主開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的AP1000特殊監(jiān)測系統(tǒng)（包括數(shù)字化金屬零件監(jiān)測系統(tǒng)、堆芯吊籃振動監(jiān)測系統(tǒng)、主泵和驅(qū)動機構(gòu)風機振動監(jiān)測系統(tǒng)），并通過了型式試驗驗證，已具備為AP1000核電站提供特殊監(jiān)測系統(tǒng)的能力。針對華龍一號研發(fā)的主管道和波動管LBB泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，已獲得巴基斯坦K2/K3核電項目訂單。通過與兄弟單位聯(lián)合，成功研制出國產(chǎn)化的高溫、耐輻射加速度計和聲發(fā)射傳感器。解決了華龍一號出口中核心部件和設(shè)備出口受限問題，為三代核電站的大規(guī)模建設(shè)和華龍一號出口海外，提供全面國產(chǎn)化的故障監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)。