本發(fā)明屬于核電廠安全殼檢測，具體涉及了一種用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、隨著核電技術的發(fā)展，一些小型反應堆采用了一體化堆芯模塊化設計，其工藝系統(tǒng)和內部結構相比較于傳統(tǒng)的核電站大型堆更為簡單和緊湊，可以保證堆芯始終能夠在所有設想的工況下被水淹沒而不會發(fā)生堆芯熔融情況，因此這一類一體化堆芯在假想事故下產生的放射性源項也遠遠低于大型堆，其安全殼也可以采用了沒有鋼襯里的預應力結構。

2、核電站安全殼結構是核電站的重要維護結構，有著阻隔反應堆內放射物質的作用。因此，安全殼的結構安全顯得尤為重要，因此而為了確保安全殼的完整性和密封性，需要定期地對安全殼進行密封性試驗，在機組正常運行期間，需要實時監(jiān)視安全殼密封性的變化、混凝土結構的形變、位移、應力應變以及老化徐變等進行檢測，以保證安全殼的可靠性和安全性，然而現有技術中缺乏對安全殼各個性能進行全面檢測的系統(tǒng)，難以實現對安全殼的全面檢測。

技術實現思路

1、鑒于以上現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)及方法，以解決現有技術中缺乏對安全殼各個性能進行全面檢測的系統(tǒng)，難以實現對安全殼的全面檢測的問題。

2、為實現上述目的及其它相關目的，本發(fā)明提出一種用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，包括：

3、多組傳感器組，每一組所述傳感器組至少包括壓力傳感器，布置于安全殼的不同位置處，用于獲取對應位置的空氣通過混凝土的空氣壓差；

4、濕阻計組，每一個布置有所述傳感器組的位置分別布置一組所述濕阻計組，每一組所述濕阻計均包括四個濕阻計，四個濕阻計布置在安全殼殼壁的不同深度處，用于獲取濕阻深度；

5、泄漏量計算模塊，用于根據對應位置處的濕阻深度、空氣壓差以及安全殼的內壁表面積，并依據預設泄漏量計算模型計算獲取泄漏量；

6、滲透率計算模塊，用于根據泄漏量、濕阻深度、安全殼的內壁表面積以及空氣通過混凝土的空氣壓差計算獲取滲透率。

7、在本發(fā)明的一個實施例中，所述安全殼的環(huán)梁、洞口、截椎體和殼壁標準段分別布置有所述濕阻計組。

8、在本發(fā)明的一個實施例中，沿所述安全殼的環(huán)向，在所述洞口上方和下方的殼壁標準段分別均勻布置有三組所述濕阻計，在所述環(huán)梁、所述洞口和所述截椎體處分別布置有兩組所述濕阻計。

9、在本發(fā)明的一個實施例中，所述預設泄漏量計算模型為：

10、q＝k修正·a·δp/l，其中k修正為預先標定的修正滲透系數；a為安全殼的內壁表面積；δp為空氣壓差；l為濕阻深度；q為泄漏量。

11、在本發(fā)明的一個實施例中，還包括應力應變檢測子系統(tǒng)，所述應力應變檢測子系統(tǒng)包括布置于安全殼殼壁的多組應變計和溫度傳感器，用來檢測安全殼結構混凝土安全殼結構的應力應變。

12、在本發(fā)明的一個實施例中，所述安全殼上設置有多個測點，每個測點布置有三個應變計和一個溫度傳感器，所述測點包括安全殼的筏基、筒體、穹頂的連接區(qū)域、設備閘門、筒體截錐體、穹頂環(huán)梁和扶壁柱。

13、在本發(fā)明的一個實施例中，每個所述測點處的三個所述應變計沿安全殼的殼壁厚度方向布置至不同深度處。

14、在本發(fā)明的一個實施例中，還包括變形檢測子系統(tǒng)，所述變形檢測子系統(tǒng)包括沿環(huán)向和豎向布置在安全殼內的鉛垂線系統(tǒng)和銦瓦線系統(tǒng)，其用來檢測安全殼的環(huán)向位移和豎向位移。

15、在本發(fā)明的一個實施例中，所述變形檢測子系統(tǒng)還包括布置于安全殼頂部與底部的傾角計，其用來檢測安全殼的傾斜。

16、在本發(fā)明的一個實施例中，還包括光纖智能鋼絞線子系統(tǒng)，其布置于安全殼的殼壁和穹頂內，用來檢測安全殼預應力鋼筋的預應力張拉力，所述光纖智能鋼絞線子系統(tǒng)包括多條光纖智能鋼絞線，其沿環(huán)向和豎向布置于所述安全殼的殼壁，以及安全殼的穹頂位置。

17、在本發(fā)明的一個實施例中，還包括徐變檢測子系統(tǒng)，所述徐變檢測子系統(tǒng)包括布置于安全殼的殼壁的零應力計，用來檢測安全殼混凝土的長期徐變。

18、在本發(fā)明的一個實施例中，所述徐變檢測子系統(tǒng)包括多個測點，每個所述測點均安裝有至少一個所述零應力計，且安全殼的穹頂、墻體、洞口、截錐體和底板分別設置有至少一個測點。

19、本發(fā)明還提出一種用于小型核電廠安全殼的檢測方法，包括：

20、獲取安全殼待測位置的溫度、濕度、濕阻深度、安全殼的內壁表面積以及空氣通過混凝土的空氣壓差；

21、根據對應位置處的溫度、濕度和濕阻深度，并依據預設泄漏量計算模型計算獲取泄漏量；

22、根據所述泄漏量、所述濕阻深度、所述安全殼的內壁表面積和所述空氣壓差，并依據預設滲透率計算模型計算獲取所述滲透率。

23、在本發(fā)明的一個實施例中，所述預設泄漏量計算模型為：

24、q＝k修正·a·δp/l，其中k為預先實驗獲取的標定滲透系數；a為安全殼的內壁表面積；δp為空氣壓差；l為濕阻深度；q為泄漏量；wi為第i廠家產品的權重系數；ct為溫度修正系數；ch為濕度修正系數。

25、在本發(fā)明的一個實施例中，獲取修正滲透系數k修正的步驟包括：

26、建立與待測安全殼運行時服役環(huán)境相同的測試環(huán)境；

27、在該測試環(huán)境下進行測試獲取泄漏量、空氣通過混凝土的路徑長度、測試區(qū)域的截面積以及空氣壓差；

28、根據獲取泄漏量、空氣通過混凝土的路徑長度、測試區(qū)域的截面積、空氣壓差獲取所述標定滲透系數；

29、根據所述標定滲透系數、溫度及濕度建立擬合公式；

30、針對待測安全殼的不同測點測試多次以獲取溫度和濕度，并計算獲取溫度平均值和濕度平均值；

31、根據所述溫度平均值和濕度平均值獲取對應的溫度修正系數和濕度修正系數；

32、初始化多次測試中每一次的權重系數wi，根據所述標定滲透系數、所述溫度修正系數、所述濕度修正系數以及每一次的權重系數將其代入所述擬合公式，以分別計算出多次測試中每一次的加權平均數；

33、取多次測試中每一次的加權平均數的中位數作為修正滲透系數k修正。

34、本發(fā)明提出一種用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)及方法，其不僅實現高溫高濕的環(huán)境及非恒定壓力情況，還兼顧考慮混凝土老化徐變的長期檢測、以及特定部位的原位滲透檢測，能夠實現高溫高濕及非恒定壓力情況下對混凝土及預應力鋼筋的應力-應變、徐變、結構位移變形傾斜和裂縫、預應力鋼筋的預應力張拉力、安全殼內部環(huán)境的溫濕度、安全殼內部的實際壓力值、安全殼特定位置的原位滲透率等數據的檢測，以實現對安全殼的全面檢測，同時根據不同檢測得到的數據來計算安全殼的泄漏率，以確保安全殼的可靠性和安全性。

技術特征：

1.一種用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述安全殼的環(huán)梁、洞口、截椎體和殼壁標準段分別布置有所述濕阻計組。

3.根據權利要求2所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，沿所述安全殼的環(huán)向，在所述洞口上方和下方的殼壁標準段分別均勻布置有三組所述濕阻計，在所述環(huán)梁、所述洞口和所述截椎體處分別布置有兩組所述濕阻計。

4.根據權利要求1所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述預設泄漏量計算模型為：

5.根據權利要求1所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括應力應變檢測子系統(tǒng)，所述應力應變檢測子系統(tǒng)包括布置于安全殼殼壁的多組應變計和溫度傳感器，用來檢測安全殼結構混凝土安全殼結構的應力應變。

6.根據權利要求5所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述安全殼上設置有多個測點，每個測點布置有三個應變計和一個溫度傳感器，所述測點包括安全殼的筏基、筒體、穹頂的連接區(qū)域、設備閘門、筒體截錐體、穹頂環(huán)梁和扶壁柱。

7.根據權利要求6所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，每個所述測點處的三個所述應變計沿安全殼的殼壁厚度方向布置至不同深度處。

8.根據權利要求1所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括變形檢測子系統(tǒng)，所述變形檢測子系統(tǒng)包括沿環(huán)向和豎向布置在安全殼內的鉛垂線系統(tǒng)和銦瓦線系統(tǒng)，其用來檢測安全殼的環(huán)向位移和豎向位移。

9.根據權利要求8所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述變形檢測子系統(tǒng)還包括布置于安全殼頂部與底部的傾角計，其用來檢測安全殼的傾斜。

10.根據權利要求1所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括光纖智能鋼絞線子系統(tǒng)，其布置于安全殼的殼壁和穹頂內，用來檢測安全殼預應力鋼筋的預應力張拉力，所述光纖智能鋼絞線子系統(tǒng)包括多條光纖智能鋼絞線，其沿環(huán)向和豎向布置于所述安全殼的殼壁，以及安全殼的穹頂位置。

11.根據權利要求1所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括徐變檢測子系統(tǒng)，所述徐變檢測子系統(tǒng)包括布置于安全殼的殼壁的零應力計，用來檢測安全殼混凝土的長期徐變。

12.根據權利要求11所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述徐變檢測子系統(tǒng)包括多個測點，每個所述測點均安裝有至少一個所述零應力計，且安全殼的穹頂、墻體、洞口、截錐體和底板分別設置有至少一個測點。

13.一種用于小型核電廠安全殼的檢測方法，其特征在于，包括：

14.根據權利要求13所述的用于小型核電廠安全殼的檢測方法，其特征在于，所述預設泄漏量計算模型為：

15.權利要求5所述的用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)，其特征在于，獲取修正滲透系數k修正的步驟包括：

技術總結
本發(fā)明提出一種用于小型核電廠安全殼的檢測系統(tǒng)及方法，包括：多組傳感器組，每一組傳感器組至少包括壓力傳感器，布置于安全殼的不同位置處；濕阻計組，每一布置傳感器組的位置分別布置一組濕阻計組，用于獲取濕阻深度；泄漏量計算模塊，用于根據對應位置處的濕阻深度、空氣壓差以及安全殼的內壁表面積計算獲取泄漏量；滲透率計算模塊，用于根據泄漏量、濕阻深度、安全殼的內壁表面積以及空氣通過混凝土的空氣壓差計算獲取滲透率。本發(fā)明能夠實現高溫高濕及非恒定壓力情況下對安全殼的全面檢測，可以原位滲透率檢測來進一步驗證泄漏率的實際情況，實現精細化地檢測此類安全殼在高溫高濕環(huán)境下的實際泄漏率。

技術研發(fā)人員：徐征宇,屈云光,毛繼澤,薛啟超,藍天云,劉玄,王宏光,毛明暉,許強,王若冰,陳伊,周傳波,賈艷生,姜微
受保護的技術使用者：中國廣核集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17