玛核电站地震监测系统及其应用验证.pdf

2017年第18期(总第219期)
江酉建材
电气工程
玛核电站地震监测系统及其应用验证
■高鹏■中国中原对外工程有限公司,上海200233
摘要:地震是引起核电站事故的首要自然因素,针对核电站的地震防灾工作十(无凝结),仪表室相对混度要求20%-70%。对于安装在安全壳内的
分重要,核电站地震监测系统是实时监测地震动状态、反馈核电站的加速度传感器及其电缆、联接件,其40年累积辐照剂量为4×104Gy
重要设施。本文通过对系统构成、系统运行支持、硬件设计、软件设计进仪表室以及其它测点的40年累积辐照剂量为1.0Cy。
行描述来介绍该系统的结构和运行原理,并通过系统状态和参数检查、1.3硬件设计
功能性能试验、故障报警试验和算法试验验证了该地震监测系统在巴基
地震监测系统的硬件由部署于各个测点的三轴向加速度传感器、
斯坦恰希玛核电站的适用性。
强震记录仪以及安装于地震监测系统控制柜的交换机、工业计算机ー
关键词:核电站防震地震监测振动台试验
主( ipanel操作平台)、工业计算机-备(冗余存储记录系统)、图形打印
核能作为一种清洁、高效的无碳能源被人们重视并快速应用于机、系统电源管理模块组成。
三轴向加速度传感器采用港震BBAS-2三轴向力平衡式加速度
能发电1。然而核电站却是一把双刃剑,在给人类带来清洁能源的同
传感器,满足规格书(NB/T20076-2012核电厂地震仪表准则)要求参
时,也包含了核泄漏的危险。造成核电站泄露的原因主要有人为因素数。强震记录仪洗用北京港震的EDAS-24CN高分辦率、大动态范围、
和自然灾害因素2。人为因素造成的核电站泄潘如190)年美国的三低输出延迟实时数据流、能适合地震预警研制的通用地震数据采集记
录设备。每个强震记录仪有3个信道,共18个信道。光电转换器用于
日本东北部海域发生里氏9.0级大地震,大地震使福岛核电站多数机把强震记录仪接人系统光纤网络。用超五类双绞线接强震记录仪
组内部燃料熔融爆炸,导致核泄,给人们带来的影响延续至今1
RH45口及光电转换器的电口,用光纤连接光电转换器的光口与地震监
鉴于核电站事故的严重后果,做好核电站抗震研究十分必要。李测系统机柜内的交换机。地震监测系统机柜包含光口交换机、主/备工
小军们等探讨了核电工程场地设计地震动参数确定儿个环节中的关业计算机(含地震信号分析处理软件)、图形打印机、电源管理模块和报
键问题,包括不同地震危險性分析方法的采用、地震动衰减关系的选取警逻辑继电器。
和设计地震动参数的综合取值等。梁万顺开展了在考虑S9效应和1.4软件设计
土的参数不确定性条件下核电厂结构的随机地震反应理论分析和仿真
地震信号分析处理软件实现对多个测点加速度传感器的配置管
实验。肖春颖「6对核电厂地震风险评价方法进行了研究。
理,包括检查、标定与功能试验,并对各强震记录仪记录的波形数据进
除了前期理论研究以外,在核电厂运行中实时监测也是必不可少。行同步存储与实时分析,进行OBE超限判断与报警。同时可进行有效
本文从实际出发,结合巴基斯坦恰希玛核电站的工程实际,介绍了C3/地震的探测与报警、地震响应数据记录、OBE超限判定与报警。
4项目核电厂的地震监测系统。此地震监测系统能够连续监测地震2试验应用
的发生,为核电厂运行管理人员提供及时准确的地震动数据,作为调整2.1试验设
运行状态的依据,避免不必要的停堆,同时防止核电厂地震动超过规定
通过试验考核并验证设备能否在地震条件下满足结构完整和可运
限值时继续运行,保存必要的地震响应数据,作为校核抗震设计必不可行性要求。试验分为系统状态和参数检査、功能性能试验、故障报警试
少的基础资料以供进一步深入研究。
验和算法试验。
系统总体设计
2.2试验过程
1.1系统构成
在地震监测系统所有设备上电以后,按顺序检查系统运行状态,主
地震监测系统由三轴向加速度传感器、强震记录仪、工业计算机要验证系统初始状态各个设备运行是否正常。
(地震信号分析处理软件)、CPS( Global Positioning System)定时模块、报
当系统状态检查无问题后,可以进行系统功能性能试验。通道校
警逻辑继电器、激光打印机等装置组成。
准后,通过强记录仪软件,核实额定幅值灵敏度,传感器自振频率,传
地震监测系统通过三轴向加速度传感器测量地震信号,由强震记感器阻尼和频率响应设置的正确性,并通过强震记录仪产生强震激励
录仪进行采集记录,并通过网络传输到地震监测系统机柜,地震信号分信号,来检查加速度传感器运行是否正常,判断系统能否自动下载地震
析处理软件自动进行计算比对分析,首先计算出所采集的地震信号相事件文件,并触发报警
应的加速度峰值、累积绝对速度( Cav-cumulative absolute velocity)以
当系统功能试验正常后,为了验证系统的性能,需要做小型振动台
及加速度反应谱,通过与设计时采用的CAV限值以及相应反应谱进行振动试验和地震历史数据分析试验。小型振动台振动试验需要使用到
比较,以判断是否超过OBE限值。当自由场或安全売基础层测点的二一台电磁吸合式小型振动台,将所选通道的加速度传盛器固定在小型
轴向加速度传感器任意一个轴向分量超过预定的加速度值,系统触发振动台上,验证加速度传感器在不同振幅情况下对振动信号是否有响
记录地震事件,向主控制室发出报警信号;当检测到的地震已经超过预应并得到正确的加速度蜂值,地震监测系统是否自动下载触发事件并
先设定的OBE超限判定准则时,地震监測系统将触发报警。
进行分析。地震历史数据分析试验使用多个等级的已经发生的地震历
1.2系统运行支持
史加速度数据作为触发输入,验证系统报警性能,判断系统是否存在误
(1)供电模诀。地震监测系统的电源管理模块为在线式不间断电报,报等情况。主要试验过程完成之后,増加故障报警试验和算法试
源(UPS),安装在地震检测系统机柜内,在外部电源正常时,外部交流验来补充
电转变为直流电,再通过UPS内部高质量的逆变器将直流电转换为高2.3试验结果
质量的正弦波交流电(电压:AC220±10%V;频率:50H±1Hz;供电功
试验成果体现在由同济大学震动试验室出具的合格检测报告中。
率:1kw)输出供应负载,并同时对电池充电,以逞免外部电源丧失而无根据报告,系统功能和性能试验、系统故障试验均得到正常结果,系统
法收集地震资料。UPS可以使所有设备连续工作30分钟以上。
算法试验误差在3%以内,总体通过,系统可用于恰希玛核电站地震监
2)环境条件。系统使用环境温度满足根据恰希玛核电厂当地的测。
最高气温要求,处于大气环境中加速度传感器和强震记录仪的温度范3结论
国为+5~+55℃,其它测点的温度范固+5~+60℃。仪表室最高温
本文介绍了地震监测系统的总体设计和实现原理,并通过试验考
度+25℃。加速度传感器与强震记录仪所在位置最高相对湿度为98%核验证设备在地震条件下满足结构完整和可运行性(下转第190页
188
万方数据