Рисунок 1. Защитная оболочка энергоблока АЭС
Измерение напряженно-деформированного состояния защитной оболочки проводится с помощью датчиков - струнных измерительных преобразователей (далее - СИП). СИПы монтируются в тело оболочки на этапе строительства и располагаются в четырех вертикальных створах с небольшим смещением от осей и, как правило, в нескольких сечениях по высоте цилиндра защитной оболочки [1].
Струнные измерительные преобразователи, входящие в систему "Струна", различаются по виду и определяют измеряемую величину: ПСАС (ПСАС-20, ПСАС-28, ПСАС-40), ПЛДС, ПЛПС и ПТС. ПСАС (рисунок 2а) - преобразователи силы арматурные, измерительные струнные - предназначены для измерения растягивающих сил в арматуре железобетонных элементов [2]. Диапазон измеряемых величин: от 0 до 320 кН (ПСАС-40), от 0 до 80 кН (ПСАС-20), от 0 до 160 кН (ПСАС-28). ПЛДС (рисунок 2б) - преобразователи линейных деформаций измерительные струнные - предназначены для измерения относительных линейных деформаций бетонных элементов [3]. Диапазон измерения: относительные линейные деформации сжатия от 2000 до 500 млн-1. ПТС (рисунок 2в) - преобразователи температуры измерительные струнные - предназначены для измерения температуры [4]. Диапазон измеряемых величин от -20 до +60 °С. ПЛПС (рисунок 2г) - преобразователи линейных перемещений измерительные струнные - предназначен для измерения линейных перемещений элементов энергетических сооружений [5]. Диапазон измеряемых величин: взаимные перемещения элементов от 2 до 40 мм.
|
(а) |
(б) |
(в) |
(г) |
Рисунок 2. Струнные преобразователи системы
Информативным параметром выходного сигнала СИП является период (частота), который измеряется набором системной логики, входящей в состав системы. Период сигнала, выдаваемого струнным преобразователем, зависит от условий и внешних воздействий, влияющих на защитную оболочку энергоблока. Каждый СИП имеет индивидуальную функцию преобразования для вычисления физической величины. Рассчитанная физическая величина прямо отражает состояние защитной оболочки.
При введении в эксплуатацию энергоблока проводится испытание защитной оболочки на прочность, целостность и герметичность. При этом давление внутри защитной оболочки нагнетается от 0 кгс/см2 до 4.7 кгс/см2 (максимально возможное избыточное давление при аварии) и сброс до 0 кгс/см2. Изменение физической величины струнных преобразователей при испытаниях на целостность, а именно напряженно-деформированного состояния защитной оболочки, можно наблюдать на рисунке 3.
Рисунок 3. Измерения показаний СИП при испытании энергоблока
Первая точка соответствует состоянию "покоя" датчика - нулевое состояние датчика, установленного в защитную оболочку строящегося энергоблока. "0 кгс/см2" - состояние "покоя" защитной оболочки, когда энергоблок функционирует в штатном режиме. "0.7 - 4 кгс/см2" - надув защитной оболочки от 0 до 4 кгс/см2. "4.7 кгс/см2" - максимальное возможное избыточное давление при аварии. В таком состоянии показания датчиков стремятся к своему состоянию "покоя", так как защитная оболочка максимально нагружена. Разница в показании датчиков при давлении 4.7 кгс/см2 и состоянием "покоя" датчиков называется запасом прочности защитной оболочки.
Измерительная аппаратура системы предназначена для оперативного сбора измеряемой информации по цифровым каналам и последующей выдачи собранной информации в программные модули на ПЭВМ оператора.
Информационным и управляющим компонентом системы является программная часть, которая состоит из ПЭВМ пользователя и установленного программного обеспечения. Программные модули системы осуществляют сбор, накопление и представление измеренной информации, а также расчет физических величин по индивидуальным характеристикам датчиков.
Программа осуществляет мониторинг измерений СИП. Система содержит до 256 измерительных каналов СИП. Опыт станций показывает, что в оболочку обычно монтируется не более 200 струнных датчиков. Измерительная характеристика канала - сопротивление канала (для контроля состояния измеряемого канала), сопротивление датчика (для контроля состояния датчика) и период (для расчета физической величины, выдаваемой датчиком). Программа связана с информационной базой данных, осуществляющей хранение измеренной и рассчитанной информации. Программные модули находятся на персональной машине оператора и представляют измеряемую информацию в режиме реального времени.
Система "Струна" установлена и успешно функционирует на Калининской АЭС э/блоке № 1, 2 и 3 и Ростовской АЭС э/блоке № 1 и 2. Система позволяет проводить периодическую оценку целостности защитной оболочки энергоблока АЭС с использованием показаний струнных измерительных преобразователей, вмонтированных в защитную оболочку.
Рецензенты:
- Бодин О. Н., д.т.н., профессор кафедры "Информационно-измерительная техника" ФГБОУ ВПО "Пензенский Государственный университет", г. Пенза.
- Громков Н. В., д.т.н., профессор кафедры "Нано и микроэлектроники" ФГБОУ ВПО "Пензенский Государственный университет", г. Пенза.
Библиографическая ссылка
Зверев М.С., Голованов Д.А., Матвеев А.И., Коряшкин А.С. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ЗАЩИТНОЙ ОБОЛОЧКИ ЭНЕРГОБЛОКА АЭС С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ РАСТЯЖЕНИЯ, ДЕФОРМАЦИИ, ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 1. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=5480 (дата обращения: 15.09.2024).