Brevet FR3129765A1 — publié le 20230602

Ce procédé de surveillance en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire comprend : l’obtention de premières données de surveillance de température de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne d’un rotor, d’une cage de soupape et d’un cylindre sous démarrage rapide ; l’obtention de secondes données de surveillance de température d’étanchéité d’un plan d’association de brides du cylindre en effectuant une surveillance thermique en ligne de l’étanchéité du plan d’association de brides ; l’obtention de données de surveillance de fonctionnement d’une vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre ; et l’optimisation du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction d’au moins un type de données de surveillance, des secondes données de surveillance de température et des données de surveillance de fonctionnement. Figure pour l’abrégé : Fig 2 Procédé et système de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne le domaine des technologies des turbines nucléaires et, plus particulièrement, un procédé et un système de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire. Une turbine nucléaire est une turbine utilisée pour la production d'électricité dans une centrale nucléaire. CONTEXTE DE L’INVENTION La production d’électricité à partir de l’énergie nucléaire ne rejette pas de dioxyde de carbone et est l’une des méthodes importantes de production d’électricité pour atteindre la « neutralité carbone ». Afin d’améliorer la durée de vie, la sécurité et la fiabilité d’une turbine nucléaire et de garantir un fonctionnement sûr à long terme de la turbine nucléaire, il est nécessaire d’effectuer une surveillance en ligne des composants clés de la turbine nucléaire. Les modes de réalisation de la présente divulgation cherchent à résoudre au moins un des problèmes existant dans la technique connexe au moins dans une certaine mesure. L’invention a pour objet un procédé de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire. Le procédé comprend : l’obtention de premières données de surveillance de température de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne d’un rotor, une cage de soupape et un cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide ; l’obtention de secondes données de surveillance de température d’étanchéité d’un plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne de l’étanchéité du plan d’association de brides ; l’obtention de données de surveillance de fonctionnement d’une vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre du système de rotor et de palier ; et l’optimisation du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction d’au moins un type de données de surveillance parmi les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement. Les modes de réalisation de la présente divulgation peuvent effectuer une surveillance conjointe à partir de multiples aspects du rotor, de la cage de soupape et du cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide, de l’étanchéité du plan d’association de brides du cylindre, et de la sécurité de la vibration d’arbre du système de rotor et de palier, et optimiser le contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire sur la base des résultats de la surveillance, afin d’améliorer la durée de vie, la sécurité et la fiabilité de la turbine nucléaire, et de garantir un fonctionnement sûr à long terme de la turbine nucléaire. Selon une caractéristique, l’obtention des premières données de surveillance de température de la turbine nucléaire en effectuant la surveillance thermique en ligne du rotor, de la cage de soupape et du cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide comprend : - l’obtention de paramètres de surveillance de contrainte thermique du rotor, de la cage de soupape et du cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide pour de multiples conditions de fonctionnement ; - l’obtention d’un rapport de différence de température du rotor, d’un rapport de différence de température de la cage de soupape et d’un rapport de différence de température du cylindre en fonction des paramètres de surveillance de contrainte thermique ; et - la détermination d’un rapport de différence de température de la turbine nucléaire, en tant que premières données de surveillance de température, en fonction du rapport de différence de température du rotor, du rapport de différence de température de la cage de soupape et du rapport de différence de température du cylindre. Selon une autre caractéristique, l’invention utilise un procédé pour obtenir un rapport de différence de température d’un composant cible de la turbine nucléaire qui comprend : - l’obtention d’une différence de température moyenne en volume et d’un paramètre de surveillance de contrainte thermique du composant cible, dans lequel le composant cible est l’un parmi le rotor, la cage de soupape et le cylindre ; - l’obtention de données d’attribut de matériau d’un matériau correspondant au composant cible à une température de fonctionnement ; et - la détermination du rapport de différence de température du composant cible en fonction de la différence de température moyenne en volume, des données d’attribut de matériau et du paramètre de surveillance de contrainte thermique du composant cible. Par exemple, la détermination du rapport de différence de température de la turbine nucléaire en fonction du rapport de différence de température du rotor, du rapport de différence de température de la cage de soupape et du rapport de différence de température du cylindre comprend : - la sélection d’un rapport de différence de température maximal parmi le rapport de différence de température du rotor, le rapport de différence de température de la cage de soupape et le rapport de différence de température du cylindre ; et - la détermination du rapport de différence de température maximal en tant que rapport de différence de température de la turbine nucléaire. Selon une autre caractéristique, l’obtention des secondes données de surveillance de température de l’étanchéité du plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire en effectuant la surveillance thermique en ligne de l’étanchéité du plan d’association de brides comprend : - l’obtention d’une valeur limite de température de surveillance pour l’étanchéité du plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire ; - l’obtention d’une température de métal externe pour l’étanchéité du plan d’association de brides du cylindre ; et - la détermination des secondes données de surveillance de température du plan d’association de brides en fonction de la valeur limite de température de surveillance et de la température de métal externe. Avantageusement, la détermination des secondes données de surveillance de température du plan d’association de brides en fonction de la valeur limite de température de surveillance et de la température de métal externe comprend : - la détermination d’un rapport de température de métal externe du plan d’association de brides en tant que secondes données de surveillance de température en fonction de la température de métal externe et de la valeur limite de température de surveillance. Selon une autre caractéristique, l’obtention de données de surveillance de fonctionnement d’une vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre du système de rotor et de palier comprend : - l’obtention d’une valeur crête à crête d’un déplacement relatif de vibration d’arbre de surveillance en ligne d’un tourillon de rotor et d’une vitesse de vibration de surveillance en ligne d’un corps de palier dans un cas où le système de rotor et de palier de la turbine nucléaire est sous une action de vibration forcée et de vibration auto-excitée, toutes deux en tant que données de surveillance en ligne de la vibration d’arbre ; et - la détermination des données de surveillance de fonctionnement de la vibration d’arbre en fonction des données de surveillance en ligne de la vibration d’arbre. Avantageusement, la détermination des données de surveillance de fonctionnement de la vibration d’arbre en fonction des données de surveillance en ligne de la vibration d’arbre comprend : - la détermination d’un rapport de déplacement relatif de vibration d’arbre en fonction de la valeur crête à crête du déplacement relatif de vibration d’arbre de surveillance en ligne du tourillon de rotor ; - la détermination d’un rapport de vitesse de vibration de surveillance en ligne en fonction de la vitesse de vibration de surveillance en ligne du corps de palier ; et - la détermination du rapport de déplacement relatif de vibration d’arbre et du rapport de vitesse de vibration de surveillance en ligne en tant que données de surveillance de fonctionnement de la vibration d’arbre. Selon une autre caractéristique, l’optimisation du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction de l’au moins un type de données de surveillance parmi les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement comprend : - l’obtention de conditions de qualification de surveillance respectives pour les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement ; - la mise en œuvre d’une détermination anormale sur chacune des premières données de surveillance de température, des secondes données de surveillance de température et des données de surveillance de fonctionnement sur la base de la condition de qualification de surveillance correspondante, pour déterminer des données de surveillance anormales qui ne satisfont pas à la condition de qualification de surveillance ; - la génération d’un ensemble de stratégies d’optimisation de la turbine nucléaire sur la base des données de surveillance anormales qui ne satisfont pas à la condition de qualification de surveillance, dans lequel l’ensemble de stratégies d’optimisation comprend au moins une stratégie d’optimisation et d’amélioration ; et - l’optimisation du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction de l’ensemble de stratégies d’optimisation. Avantageusement, l’optimisation du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction de l’ensemble de stratégies d’optimisation comprend : - l’obtention d’un objet d’optimisation de la turbine nucléaire en fonction de l’ensemble de stratégies d’optimisation ; et - l’optimisation de l’objet d’optimisation en fonction d’informations d’optimisation de l’objet d’optimisation dans l’ensemble de stratégies d’optimisation. Avantageusement, après l’optimisation de l’objet d’optimisation en fonction des informations d’optimisation de l’objet d’optimisation dans l’ensemble de stratégies d’optimisation, le procédé comprend en outre : - la poursuite de la supervision des données de surveillance anormales qui ne satisfont pas à la condition de qualification de surveillance ; et - en réponse à l’obtention à nouveau de données de surveillance ne satisfaisant toujours pas à la condition de qualification de surveillance, la mise à jour de la stratégie d’optimisation et d’amélioration, et la poursuite de l’optimisation de l’objet d’optimisation sur la base de la stratégie d’optimisation et d’amélioration mise à jour. Selon un deuxième aspect, l’invention a pour objet un système de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire. Le système comprend : un premier module de surveillance, configuré pour obtenir des premières données de surveillance de température de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne d’un rotor, d’une cage de soupape et d’un cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide ; un deuxième module de surveillance, configuré pour obtenir des secondes données de surveillance de température d’étanchéité d’un plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne sur l’étanchéité du plan d’association de brides ; un troisième module de surveillance, configuré pour obtenir des données de surveillance de fonctionnement d’une vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre du système de rotor et de palier ; et un module d’optimisation, configuré pour optimiser un contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction d’au moins un type de données de surveillance parmi les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement. Selon un troisième aspect, l’invention a pour objet un dispositif électronique. Le dispositif électronique comprend : au moins un processeur ; et une mémoire connectée en communication à l’au moins un processeur ; dans lequel, la mémoire stocke des instructions exécutables par l’au moins un processeur, et quand les instructions sont exécutées par l’au moins un processeur, l’au moins un processeur est amené à mettre en œuvre le procédé de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour la turbine nucléaire décrit ci-dessus. Selon un quatrième aspect, l’invention a pour objet un support de stockage non transitoire lisible par ordinateur sur lequel sont stockées des instructions informatiques. Les instructions informatiques sont configurées pour amener un ordinateur à exécuter le procédé de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour la turbine nucléaire décrit ci-dessus. Selon un cinquième aspect, l’invention a pour objet un produit de programme informatique ayant un programme informatique. Le procédé de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour la turbine nucléaire décrit ci-dessus est mis en œuvre quand le programme informatique est exécuté par un processeur. est un diagramme schématique illustrant une plate-forme de surveillance conjointe pour une turbine nucléaire selon un mode de réalisation de la présente divulgation. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire selon un mode de réalisation de la présente divulgation. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire selon un autre mode de réalisation de la présente divulgation. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance en ligne d’un rotor, d’une cage de soupape et d’un cylindre d’une turbine nucléaire sous démarrage rapide selon un autre mode de réalisation de la présente invention. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance en ligne d’un rotor, d’une cage de soupape et d’un cylindre applicable pour un type spécifique de turbine nucléaire sous démarrage rapide selon un mode de réalisation de la présente invention. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance thermique en ligne de l’étanchéité d’un plan d’association de brides d’un cylindre d’une turbine nucléaire selon un autre mode de réalisation de la présente divulgation. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance thermique en ligne de l’étanchéité d’un plan d’association de brides d’un cylindre applicable pour une turbine nucléaire selon un autre mode de réalisation de la présente divulgation. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier selon un autre mode de réalisation de l’invention. est un organigramme illustrant un procédé de surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre applicable pour un système de rotor et de palier selon un autre mode de réalisation de la présente divulgation. est un schéma fonctionnel illustrant un système de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire selon un mode de réalisation de la présente divulgation. est un schéma fonctionnel illustrant un dispositif électronique selon un mode de réalisation de la présente divulgation. Procédé de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire, comprenant : - l’obtention (S201) de premières données de surveillance de température de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne d’un rotor, d’une cage de soupape et d’un cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide ; - l’obtention (S202) de secondes données de surveillance de température d’étanchéité d’un plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne de l’étanchéité du plan d’association de brides ; - l’obtention (S203) de données de surveillance de fonctionnement d’une vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre du système de rotor et de palier ; et - l’optimisation (S204) du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction d’au moins un type de données de surveillance parmi les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’obtention (S201) des premières données de surveillance de température de la turbine nucléaire en effectuant la surveillance thermique en ligne du rotor, de la cage de soupape et du cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide comprend : - l’obtention de paramètres de surveillance de contrainte thermique du rotor, de la cage de soupape et du cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide pour de multiples conditions de fonctionnement ; - l’obtention d’un rapport de différence de température du rotor, d’un rapport de différence de température de la cage de soupape et d’un rapport de différence de température du cylindre en fonction des paramètres de surveillance de contrainte thermique ; et - la détermination d’un rapport de différence de température de la turbine nucléaire, en tant que premières données de surveillance de température, en fonction du rapport de différence de température du rotor, du rapport de différence de température de la cage de soupape et du rapport de différence de température du cylindre. Procédé selon la revendication 2, dans lequel un procédé pour obtenir un rapport de différence de température d’un composant cible de la turbine nucléaire comprend : - l’obtention d’une différence de température moyenne en volume et d’un paramètre de surveillance de contrainte thermique du composant cible, dans lequel le composant cible est l’un parmi le rotor, la cage de soupape et le cylindre ; - l’obtention de données d’attribut de matériau d’un matériau correspondant au composant cible à une température de fonctionnement ; et - la détermination du rapport de différence de température du composant cible en fonction de la différence de température moyenne en volume, des données d’attribut de matériau et du paramètre de surveillance de contrainte thermique du composant cible. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la détermination du rapport de différence de température de la turbine nucléaire en fonction du rapport de différence de température du rotor, du rapport de différence de température de la cage de soupape et du rapport de différence de température du cylindre comprend : - la sélection d’un rapport de différence de température maximal parmi le rapport de différence de température du rotor, le rapport de différence de température de la cage de soupape et le rapport de différence de température du cylindre ; et - la détermination du rapport de différence de température maximal en tant que rapport de différence de température de la turbine nucléaire. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’obtention (S202) des secondes données de surveillance de température de l’étanchéité du plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire en effectuant la surveillance thermique en ligne sur l’étanchéité du plan d’association de brides comprend : - l’obtention d’une valeur limite de température de surveillance pour l’étanchéité du plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire ; - l’obtention d’une température de métal externe pour l’étanchéité du plan d’association de brides du cylindre ; et - la détermination des secondes données de surveillance de température du plan d’association de brides en fonction de la valeur limite de température de surveillance et de la température de métal externe. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la détermination des secondes données de surveillance de température du plan d’association de brides en fonction de la valeur limite de température de surveillance et de la température de métal externe comprend : - la détermination d’un rapport de température de métal externe du plan d’association de brides en tant que secondes données de surveillance de température en fonction de la température de métal externe et de la valeur limite de température de surveillance. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’obtention (S203) de données de surveillance de fonctionnement d’une vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre du système de rotor et de palier comprend : - l’obtention d’une valeur crête à crête d’un déplacement relatif de vibration d’arbre de surveillance en ligne d’un tourillon de rotor et d’une vitesse de vibration de surveillance en ligne d’un corps de palier dans un cas où le système de rotor et de palier de la turbine nucléaire est sous une action de vibration forcée et de vibration auto-excitée, toutes deux en tant que données de surveillance en ligne de la vibration d’arbre ; et - la détermination des données de surveillance de fonctionnement de la vibration d’arbre en fonction des données de surveillance en ligne de la vibration d’arbre. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la détermination des données de surveillance de fonctionnement de la vibration d’arbre en fonction des données de surveillance en ligne de la vibration d’arbre comprend : - la détermination d’un rapport de déplacement relatif de vibration d’arbre en fonction de la valeur crête à crête du déplacement relatif de vibration d’arbre de surveillance en ligne du tourillon de rotor ; - la détermination d’un rapport de vitesse de vibration de surveillance en ligne en fonction de la vitesse de vibration de surveillance en ligne du corps de palier ; et - la détermination du rapport de déplacement relatif de vibration d’arbre et du rapport de vitesse de vibration de surveillance en ligne en tant que données de surveillance de fonctionnement de la vibration d’arbre. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’optimisation (S204) du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction de l’au moins un type de données de surveillance parmi les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement comprend : - l’obtention (S304) de conditions de qualification de surveillance respectives pour les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement ; - la mise en œuvre (S305) d’une détermination anormale sur chacune des premières données de surveillance de température, des secondes données de surveillance de température et des données de surveillance de fonctionnement sur la base de la condition de qualification de surveillance correspondante, pour déterminer des données de surveillance anormales qui ne satisfont pas à la condition de qualification de surveillance ; - la génération (S306) d’un ensemble de stratégies d’optimisation de la turbine nucléaire sur la base des données de surveillance anormales qui ne satisfont pas à la condition de qualification de surveillance, dans lequel l’ensemble de stratégies d’optimisation comprend au moins une stratégie d’optimisation et d’amélioration ; et - l’optimisation (S307) du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction de l’ensemble de stratégies d’optimisation. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’optimisation du contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction de l’ensemble de stratégies d’optimisation comprend : - l’obtention d’un objet d’optimisation de la turbine nucléaire en fonction de l’ensemble de stratégies d’optimisation ; et - l’optimisation de l’objet d’optimisation en fonction d’informations d’optimisation de l’objet d’optimisation dans l’ensemble de stratégies d’optimisation. Procédé selon la revendication 10, après l’optimisation de l’objet d’optimisation en fonction des informations d’optimisation de l’objet d’optimisation dans l’ensemble de stratégies d’optimisation, comprenant en outre : - la poursuite de la supervision des données de surveillance anormales qui ne satisfont pas à la condition de qualification de surveillance ; et - en réponse à l’obtention à nouveau de données de surveillance ne satisfaisant toujours pas à la condition de qualification de surveillance, la mise à jour de la stratégie d’optimisation et d’amélioration, et la poursuite de l’optimisation de l’objet d’optimisation sur la base de la stratégie d’optimisation et d’amélioration mise à jour. Système (100) de surveillance conjointe en ligne multiobjectif et multidimensionnelle pour une turbine nucléaire, comprenant : - un premier module de surveillance (11), configuré pour obtenir des premières données de surveillance de température de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne d’un rotor, d’une cage de soupape et d’un cylindre de la turbine nucléaire sous démarrage rapide ; - un deuxième module de surveillance (12), configuré pour obtenir des secondes données de surveillance de température d’étanchéité d’un plan d’association de brides du cylindre de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance thermique en ligne sur l’étanchéité du plan d’association de brides ; - un troisième module de surveillance (13), configuré pour obtenir des données de surveillance de fonctionnement d’une vibration d’arbre d’un système de rotor et de palier de la turbine nucléaire en effectuant une surveillance de sécurité en ligne de la vibration d’arbre du système de rotor et de palier ; et - un module d’optimisation (14), configuré pour optimiser un contrôle de fonctionnement et d’entretien de la turbine nucléaire en fonction d’au moins un type de données de surveillance parmi les premières données de surveillance de température, les secondes données de surveillance de température et les données de surveillance de fonctionnement. Dispositif électronique (200), comprenant : - au moins un processeur (22) ; et - une mémoire (21) connectée en communication à l’au moins un processeur (22) ; dans lequel, la mémoire (21) stocke des instructions exécutables par l’au moins un processeur (22), et quand les instructions sont exécutées par l’au moins un processeur (22), l’au moins un processeur (22) est amené à mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11. Support de stockage non transitoire lisible par ordinateur sur lequel sont stockées des instructions informatiques, dans lequel les instructions informatiques sont configurées pour amener un ordinateur à exécuter le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11. Produit de programme informatique ayant un programme informatique, dans lequel un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 est mis en œuvre quand le programme informatique est exécuté par un processeur.