2019年湖北省科学技术奖提名公示--核设施关键部件安全评价技术及应用

作者: 时间:2019-04-16 点击数:

项目名称:核设施关键部件安全评价技术及应用

提名单位:湖北省教育厅

提名意见:

我国的核电事业正处于跨越式快速发展阶段,给核电安全带来巨大压力。核设施关键部件的安全评价已成为一个十分重要的研究课题,直接关系到国家清洁能源的发展大计。我国核设施安全评价技术建立在全套引进国外无损检测设备和相关软件的基础上,如何快速提高我国核设施可靠运行的评价技术水平和自主创新能力,确保我国核设施的可靠运行,是国家的重大需求。
   
核设施结构复杂,普遍处在高温、高压、高辐照和强腐蚀的极端条件下,这为核设施关键部件的损伤机理和可靠运行的基础理论与技术手段带来了极大挑战。项目组在多年超声和电磁检测与评价的研究工作基础上,开发出多种超声和电磁无损评价技术,打破了国外技术封锁和垄断。在此基础上开展出多种无损检测方法的集成创新技术,研制出超声和电磁集成检测与评价技术和检测设备,克服了单一无损检测与评价方法的局限性,发展和提高了我国核设施关键部件的无损检测和安全评价的关键技术。该技术已在核电领域无损检测与质量评价中取得了重大应用,为我国核设施的健康服役和安全运行起到了重大技术保障作用。并且相关技术在航天、航空、石油等领域的同类关键部件检测中也取得了成功应用,本项目具有明显的经济和社会效益。

同意提名该项目为湖北省科学技术进步奖一等奖。

 

项目简介:

我国核电站建设的稳步快速发展,给核电可靠运行带来巨大压力,一旦出现核泄漏事故,将产生重大的财产损失、人员伤亡、生态及环境破坏等问题,因此确保核电安全成为全社会关注的焦点。

本项目针对我国核电相关领域中关键构件健康服役的实际需求,在各单位基于超声检测和电磁检测的多年基础理论研究基础上,通过原始创新和引进消化吸收再创新等研究手段,开发出多种超声和电磁无损评价技术,打破了国外技术封锁和垄断的格局。在此基础上,开展多种检测和评价方法的集成创新技术研究,创造性地将超声和电磁检测方法有机地结合起来并开展综合分析和评价,克服了单一无损检测与评价方法的局限性,研究出一套集超声和电磁于一体的无损检测与评价的集成检测技术,研制出超声和电磁集成检测与评价设备及智能专家综合分析系统,发展和提高了核设施无损检测和安全评价的关键技术。同时,针对不同类型核设施关键部件无损评价的具体需求开展了相应的应用开发研究,基于超声和电磁集成检测技术开发出多种检测方法,形成了独特的技术优势,提高了我国核电无损评价的技术水平。主要创新技术体现为:旋转超声技术、旋转涡流技术、缺陷识别技术、小口径合金管无损检测技术、高温合金结构件检测技术、奥氏体钢结构件及厚壁焊缝检测技术、第三和第四代核反应堆无损检测新理论及新方法等方面。项目成果已广泛应用于核设施关键部件的无损检测与安全评价之中,对我国各类核设施的健康服役和安全运营起到了重大技术保障作用。

本项目的转化产品不仅在核电领域取得应用,还已成功推广应用于我国民航、航天、石化等领域的飞机、火箭、舰船、复合管道、压力容器等装备中关键构件的完整性检测与安全评定工作中,为各类复杂构件的安全运行提供了强有力的技术保障。本项目转化的检测设备及技术应用至今,已发现数十次核设施关键部件件的危险缺陷,避免了因关键部件失效引发的重大事故,挽回经济损失数近百亿元,取得了重大的经济效益和社会效益。

客观评价:

本项目为无损检测技术领域中先进无损检测与评价的应用创新开发项目,针对我国核电领域中的出现的各类关键部件,采用超声与电磁集成检测与评价技术,在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下,检测出被检测材料中的内部和表面缺陷,进而判定和评价被检对象所处质量状态和完整性等特征,对核设施的健康服役和安全运营起到技术保障作用。

本项目基于各合作单位的研究基础和技术积累,在多年的超声和电磁无损检测和评价研究中逐渐发展并形成了我们的技术特色,并经过各合作单位在技术开发和应用研究上的联合攻关,取得了一系列研究成果,形成了一整套集超声和电磁于一体的无损检测与评价集成技术。该技术采用多种超声和电磁无损检测方法,对被检部件进行融合无损检测与评价,通过完善和发展超声与电磁无损检测方法的技术性能,创造性地将超声检测和电磁检测方法结合起来并融为一体,克服了单一无损检测与评价方法的局限性。在旋转超声技术、旋转涡流技术、缺陷识别技术、小口径合金管检测技术、高温合金结构件检测技术、奥氏体钢结构件及焊缝检测技术等方面取得创新性研究进展,形成独特的技术创新点。在此基础上,研制出超声和电磁融合检测与评价设备及智能专家综合分析系统,多种检测方法分别适用于不同类型的复杂缺陷,可对检测结果进行数据融合和综合分析与寿命管理,从而对被检金属结构件得到完整性检测和安全评定结果,使检测结果的可靠性和重复性大大增强,为复杂核金属构件的安全运行提供有力的安全保障。

应用情况:

本项目是在各单位无损检测多年合作研究的基础上,针对核设施的特殊性开发出多种基于超声和电磁的无损检测技术,打破了国外技术封锁和垄断。并通过技术集成和创新研究,研究出一套集超声和电磁于一体的无损检测与评价的集成检测技术,克服了单一无损检测与评价方法的局限性。在此基础上上,我们将超声和电磁集成检测技术应用到各类核设施的役前和在役检测中,开发出具有不同特色的超声和电磁集成检测技术及相应的检测与评价设备,形成了独特的技术优势。

本项目技术在各合作单位应用以来,广泛应用于秦山、大亚湾、岭澳、田湾等多个核电站核电机组以及我国核潜艇的役前和在役检查,以及核电站用奥氏体钢管棒材、小口径核燃料包壳管、核压力容器厚壁焊缝等金属结构件的完整性检测与安全评定中,为核设施的安全运行提供有力的技术保障。十多年来,共签订各类应用项目合同百余项,直接经济效益数亿元。这些经济效益大部分是由中核武汉核电运行技术股份有限公司、爱德森(厦门)电子有限公司、以及武汉中科创新技术股份有限公司将本项目开发检测技术的相关产品推广应用到其它单位带来的直接经济效益。

主要知识产权和标准规范等目录

知识产权目录

 

序号

知识产权类别

授权项目名称

国(区)别

授权号

授权公告日

发明人

权利人

发明专利权

一种伪随机编码超声波驱动系统及方法

中国

ZL201510195474.5

2018-03-06

章成广,郑恭明,肖承文,唐军,陈义群

长江大学

发明专利权

一种管材或棒材横伤检测的超声相控阵探头系统

中国

ZL201310589537.1

2017-10-31

张碧星,谭宜涛,师芳芳,吴先梅

中国科学院声学研究所

发明专利权

一种管材或棒材超声相控阵在线检测系统及检测方法

中国

ZL201010621797.9

2013-08-21

张碧星,师芳芳,吴先梅,宫俊杰,章成广

中国科学院声学研究所,长江大学

发明专利权

一种基于时间闸门的脉冲涡流无损检测方法

中国

ZL20091011030.9

2011-12-14

林俊明

林俊明

发明专利权

一种新型声学无损检测方法

中国

ZL200810071250.9

2011-11-09

林俊明,沈建中

林俊明,沈建中

 

形成的行业标准

 

序号

标准名称

类别

标准号/备案号

候选单位是否为标准的起草单位

1

无损检测仪器 涡流检测设备1部分:仪器性能和检验

国家标准

GBT 14480.1-2015

2

无损检测 涡流检测设备3部分:系统性能和检验

国家标准

GBT 14480.32008

3

无损检测 涡流检测 总则

国家标准

GBT 30565-2014

4

无损检测仪器 多频涡流检测仪

行业标准

JB-T 11259-2011

  

主要完成单位及创新推广贡献:

长江大学,作为项目的主持单位,负责项目总体设计、组织实施和应用推广等工作,具体工作主要承担了:各种储层流体类型的测井模式设计与验证;基于快速反演算法的核磁测井数据实时处理程序;设计并编制了具有统一架构的核磁共振测井数据处理与解释系统;对国内外所有核磁共振测井仪器采集的数据格式进行剖析并研制出通用的数据解析算法框架;将核磁共振测井数据处理算法集成至国内外各大测井平台;在国内各大石油公司开展广泛的核磁共振测井应用推广工作。

中海油田服务股份有限公司,作为该项目的主要参加单位,为该项目提供了丰富的实验与测试环境,包括实验真井、刻度井群、高温超高压实验装置及各种专业测试设备。为项目各项技术创新的设计、实现和测试验证提供了硬件支撑。公司油田技术事业部研究院、制造中心、解释中心以及市场部、装备部等多部门给予了全面的配合,为自主研发的核磁共振测井仪在极短的时间内实现从科研成果到经济效益的转化提供了有力保障。

中国石油勘探开发研究院,作为该项目的参加单位之一,中国石油勘探开发研究院对本项目完成的软件进行了详细的测试分析工作。以CIFLog测井平台为基础,将核磁共振测井数据处理系统进行集成,对其性能进行分析评价,并进行了广泛的验证性试用,对核磁测井仪器、数据处理软件提供了重要的支撑作用。

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