基于多尺度光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的核電站安全殼結(jié)構(gòu)監(jiān)測.pdf

1、核能是一種高效的清潔能源，為解決全球的能源危機提供了途徑，但核電站安全殼一旦發(fā)生故障，導(dǎo)致的后果非常嚴重，將造成環(huán)境污染、人民生命財產(chǎn)損失等問題。核電站安全殼作為核反應(yīng)堆外的最后一道屏障，在安全殼正常運行中起著重要的保護作用，可以防止外部飛機、導(dǎo)彈撞擊和內(nèi)壓增大所造成的安全事故。所以，對安全殼結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測意義重大。安全殼外層是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)層是鋼內(nèi)襯組成的密封容器。為了驗證安全殼結(jié)構(gòu)的整體性能，安全殼在建成之后每隔10年進行一次打

2、壓實驗，在打壓實驗過程中，內(nèi)壓最大增大到設(shè)計壓力的1.15倍，用于驗證安全殼結(jié)構(gòu)的密封性和檢查混凝土表面缺陷。
　　本研究采用三種光纖傳感器在打壓實驗過程中對于核電站安全殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變發(fā)展進行監(jiān)測。通過觀察監(jiān)測過程中，安全殼表面混凝土應(yīng)變的發(fā)展過程，對比應(yīng)變發(fā)展和內(nèi)壓變化趨勢，考察混凝土表面應(yīng)變發(fā)展是否處于彈性階段。充分利用三種傳感器優(yōu)點，組成多尺度傳感網(wǎng)絡(luò)，用布里淵傳感器粗略測量墻體的應(yīng)變，得到應(yīng)變較大的位置，此位置布設(shè)光纖光柵傳

3、感器，進行精確測量。通過在安全殼每隔90度布設(shè)傳感光纖，用白光傳感器測量安全殼豎向變形，對于安全殼測量豎向變形的因瓦線進行補充。針對布里淵傳感器壞點較多的情況，采用卡爾曼濾波可以得到較好的結(jié)果。此外，建立安全殼結(jié)構(gòu)有限元模型，通過一些假設(shè)使得有限元模型得到簡化，計算安全殼結(jié)構(gòu)在內(nèi)壓增大過程中表面應(yīng)變變化。用監(jiān)測結(jié)果驗證有限元模型，通過應(yīng)變-壓力關(guān)系圖，驗證有限元模型中的材料假設(shè)是正確的，進一步從應(yīng)變云圖得到安全殼表面應(yīng)變較大位置，對于健