基于多尺度光纖傳感網絡的核電站安全殼結構監(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，導致的后果非常嚴重，將造成環(huán)境污染、人民生命財產損失等問題。核電站安全殼作為核反應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、導彈撞擊和內壓增大所造成的安全事故。所以，對安全殼結構進行監(jiān)測意義重大。安全殼外層是預應力混凝土結構，內層是鋼內襯組成的密封容器。為了驗證安全殼結構的整體性能，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，內壓最大增大到設計壓力的1.15倍，用于驗證安全殼結構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構的應變發(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變的發(fā)展過程，對比應變發(fā)展和內壓變化趨勢，考察混凝土表面應變發(fā)展是否處于彈性階段。充分利用三種傳感器優(yōu)點，組成多尺度傳感網絡，用布里淵傳感器粗略測量墻體的應變，得到應變較大的位置，此位置布設光纖光柵傳

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果。此外，建立安全殼結構有限元模型，通過一些假設使得有限元模型得到簡化，計算安全殼結構在內壓增大過程中表面應變變化。用監(jiān)測結果驗證有限元模型，通過應變-壓力關系圖，驗證有限元模型中的材料假設是正確的，進一步從應變云圖得到安全殼表面應變較大位置，對于健