玛核电站地震监测系统及其应用验证.pdf

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1、垫墅』重坠些堡坠叁篁兰坠堑坚——：婆酉建堑皇氢王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分重要，核电站地震监测系统是实时监测地震动状态、反馈给核电站的重要设施。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、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斯坦恰希玛核电站的适用性。关键词：核电站防震地震监测振动台试验核能作为一种

2、清洁、高效的无碳能源被人们重视并快速应用于核能发电⋯。然而核电站却是一把双刃剑，在给人类带来清洁能源的同时，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和自然灾害因素口j。人为因素造成的核电站泄漏如1979年美国的三里岛核事故，自然灾害引起的事故多由地震引起，如2011年3月1tEt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组内部燃料熔融爆炸，导致核泄漏，给人们带来的影响延续至今[3]。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。李小军L4o等探讨了核电工程场地设计地震动参数确

3、定几个环节中的关键问题，包括不同地震危险性分析方法的采用、地震动衰减关系的选取和设计地震动参数的综合取值等。梁7YJ顷,15一开展了在考虑SSI效应和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实验。肖春颖虬对核电厂地震风险评价方法进行了研究。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。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／C4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，作为调整运行状态的依据，避免

4、不必要的停堆，同时防止核电厂地震动超过规定限值时继续运行，保存必要的地震响应数据，作为校核抗震设计必不可少的基础资料以供进一步深入研究。1系统总体设计1．1系统构成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(地震信号分析处理软件)、oes(GlobalPositioningSystem)定时模块、报警逻辑继电器、激光打印机等装置组成。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

5、号相应的加速度峰值、累积绝对速度(CAV--cumulativeabsolutevelocity)以及加速度反应谱，通过与设计时采用的CAV限值以及相应反应谱进行比较，以判断是否超过OBE限值。当自由场或安全壳基础层测点的三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先设定的OBE超限判定准则时，地震监测系统将触发报警。1．2系统运行支持(1)供电模块。地震监测系统的电源管理模块为在线式不间断电源(uPs)，安装在地震检测系统机柜内，在外部电

6、源正常时，外部交流电转变为直流电，再通过UPS内部高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电(电压：AC220±10％V；频率：50Hz±1Hz；供电功率：1kW)输出供应负载，并同时对电池充电，以避免外部电源丧失而无法收集地震资料。UPS可以使所有设备连续工作30分钟以上。(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围为+5一+55qc，其它测点的温度范围+5～+60℃。仪表室最高温度+25℃。加速度传感器与强震记录仪所在位置最高相对湿度

7、为98％·188·(无凝结)，仪表室相对湿度要求20％～70％。对于安装在安全壳内的加速度传感器及其电缆、联接件，其40年累积辐照剂量为4X104Gy。仪表室以及其它测点的40年累积辐照剂量为1．0Gy。1．3硬件设计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、强震记录仪以及安装于地震监测系统控制柜的交换机、工业计算机一主(iPanel操作平台)、工业计算机一备(冗余存储记录系统)、图形打印机、系统电源管理模块组成。三轴向加速度传感器采用港震BBAS一2三轴向力平衡式加速度传感器，满足规格书(NB／T200

8、76—2012核电厂地震仪表准则)要求参数。强震记录仪选用北京港震的EDAS一24GN高分辨率、大动态范围、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RJ45口及光电转换器的电口，用光纤连接光电转