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核电站安全壳打压试验泄压速率优化研究

电工技术 2024年第11期 226-228页

作者：郭裕丰王志永王洪凯福建福清核电有限公司福建福清350318

核电站安全壳打压试验是机组大修期间的绝对关键路径工作,试验执行质量影响机组大修的总体进度。其中泄压速率作为决定安全壳打压试验工期的重要因素,通过建立核电站安全壳内外结构仿真模型,对25 kPa/h泄压速率时安全壳结构的安全性进... 详细信息

核电站安全壳打压试验是机组大修期间的绝对关键路径工作,试验执行质量影响机组大修的总体进度。其中泄压速率作为决定安全壳打压试验工期的重要因素,通过建立核电站安全壳内外结构仿真模型,对25 kPa/h泄压速率时安全壳结构的安全性进行分析,提出泄压速率提升的理论依据,同时将模拟数据与缩尺安全壳模型进行对比验证,旨在为安全壳打压试验全面优化提供技术指导。

关键词：核电站安全壳泄压速率打压试验数值仿真模型

基于光纤传感的反应堆燃料棒形变监测方法研究

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基于光纤传感的反应堆燃料棒形变监测方法研究

作者：郭裕丰重庆理工大学

学位级别：硕士

压水反应堆中,由机械疲劳累积引起的燃料棒弯曲形变是电站运行的重大安全隐患。针对棒束形变问题,可以通过搭建核反应堆模拟实验装置,测量装置内模拟燃料棒的弯曲形变等特征参数,探究不同工况下的棒束形变状态,分析棒束形变因素,进而对... 详细信息

压水反应堆中,由机械疲劳累积引起的燃料棒弯曲形变是电站运行的重大安全隐患。针对棒束形变问题,可以通过搭建核反应堆模拟实验装置,测量装置内模拟燃料棒的弯曲形变等特征参数,探究不同工况下的棒束形变状态,分析棒束形变因素,进而对核反应堆结构设计进行改进,同时优化堆芯的热工参数,从而实现对燃料棒的弯曲形变加以抑制,延长燃料棒使用寿命,提高核电站运行安全水平。但以往的形变检测多以乏燃料棒为对象,采用图像摄影技术或超声波传感方式,进行乏燃料组件池边检测,检测流程繁琐,测量精度有限,而且测量数据对反应堆的优化设计缺乏参考意义。鉴于此,本文面向反应堆热工模拟实验装置,利用光纤传感技术研究了一种能耐受高温、高压和复杂电磁环境的燃料棒矢量形变实时监测方法。该方法通过在棒束表面开微槽封装4×3光纤Bragg光栅(FBG)阵列,以获取棒束弯曲时不同位置的受力应变,借助卷积神经网络模型解算矢量形变参数,最后在应变插值的基础上完成棒束弯曲形态的三维重构。采用双FBG实现燃料棒的温度、应变参数检测,作为燃料棒弯曲检测的研究基础。对FBG进行标定实验,获取其温度、应变系数,接着搭建反应堆模拟简易装置,将封装有FBG的燃料棒放置于高温、多相流的复杂水浴环境中,检测棒束温度、应变以及振动参数。测试表明,FBG的温度、应变测量误差小,能获取棒束振动信息,在堆芯模拟环境下FBG传感性能稳定、灵敏度高,验证了采用FBG传感技术检测反应堆模拟设备中燃料棒弯曲形变的可靠性。基于FBG阵列传感结构实现燃料棒的弯曲形变检测。采用4×3FBG阵列封装结构,根据棒束圆截面应变对称原则,提出了温度分离办法,提取得到棒束的截面温度,并实现应变测量的温度补偿。接着建立卷积神经网络模型解算棒束的矢量形变参数,包括弯曲位置、方向和挠度,模型解算得到弯曲参数与实际值吻合,误差较小。通过三点应变插值法对FBG阵列测得的三点弯曲应变值进行插值,获得棒束的应变分布,并由此计算棒束的曲率分布。利用棒束曲率分布解算棒束的离散空间坐标,进而完成棒束弯曲形态的三维重构,重构曲线与ANSYS仿真结果契合。实验证明,该方法可对燃料棒弯曲形变参数进行准确检测,弯曲重构曲线与力学仿真结果契合较好,又由FBG在堆芯模拟环境的测试结果可知,FBG极端环境承受力高、传感特性稳定,可为反应堆热工实验提供可靠传感,同时能够满足测量精度要求。

关键词：光纤Bragg光栅(FBG) 燃料棒矢量形变检测卷积神经网络弯曲重构

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安全壳隔离阀密封性试验优化方法应用与分析

电工技术 2022年第9期 172-173,176页

作者：郭裕丰福建福清核电有限公司福建福清350318

安全壳隔离阀密封性试验作为核电站机组大修期间的重要试验项目,其试验质量和工期要求对整个大修工作起到关键性的作用。基于流量补充法,结合某核电站机组大修实例,阐述了针对两个机械贯穿件的隔离阀同步进行密封性试验的优化方法,并进... 详细信息

安全壳隔离阀密封性试验作为核电站机组大修期间的重要试验项目,其试验质量和工期要求对整个大修工作起到关键性的作用。基于流量补充法,结合某核电站机组大修实例,阐述了针对两个机械贯穿件的隔离阀同步进行密封性试验的优化方法,并进行了优势分析。结果表明,机械贯穿件组合PTR213TW和PTR219ATW应用该优化方法后,工期缩短了121 min,为后续隔离阀密封性试验的开展提供了有效指导。

关键词：安全壳隔离阀密封性试验流量补充法泄漏率

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双波长激光路面气象传感方法

光子学报 2023年第6期52卷 100-108页

作者：龙俊宇吴德操罗彬彬张颖郭裕丰曹盛邓磊赵明富重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054

为解决传统接触式路面气象传感器寿命低、安装不便、易破坏路基等问题,用1310 nm、1430 nm两种波长的激光器作为探测光源,结合红外测温辅助,研究了一种非接触的路面气象传感方法。该方法通过测量不同路面状态下由光源照射形成的后向散... 详细信息

为解决传统接触式路面气象传感器寿命低、安装不便、易破坏路基等问题,用1310 nm、1430 nm两种波长的激光器作为探测光源,结合红外测温辅助,研究了一种非接触的路面气象传感方法。该方法通过测量不同路面状态下由光源照射形成的后向散射光强,得到水、冰介质膜在两个特征波长下的反射率;通过设定反射率和红外温度信号的判别逻辑,可以分辨多种路面状态,包括干燥、潮湿、积水、结冰和结霜;以朗伯比尔定律为基础建模实现积水、结冰厚度检测,利用反射率零点自动判别校准测量模型参数,无需现场标定即可在不同道路条件下实现精准测量。实验证明,该方法路面状态判别准确,水/冰厚度检测量程达到3 mm,精度均为±0.2 mm,具有结构简单、探测距离远、成本低等特点,有良好的实用价值。

关键词：激光传感短波红外朗伯定律非接触式路面气象

双FBG燃料棒温度、应变与振动同步测量研究

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光电子．激光 2023年第5期34卷 449-456页

作者：郭裕丰吴德操罗彬彬刘晓晶赵明富龙俊宇重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 上海交通大学核科学与核工程学院上海200240

压水核反应堆堆芯结构设计中通常需要借助模型实验装置验证其热工特性。其中,对装置内的电加热仿真燃料棒进行温度、应变和振动同步测量是研究堆芯棒束通道水力学参数的重要环节。针对传统检测方法抗电磁干扰能力弱、体积较大,且只能实... 详细信息

压水核反应堆堆芯结构设计中通常需要借助模型实验装置验证其热工特性。其中,对装置内的电加热仿真燃料棒进行温度、应变和振动同步测量是研究堆芯棒束通道水力学参数的重要环节。针对传统检测方法抗电磁干扰能力弱、体积较大,且只能实现单参数测量等问题,本文基于双光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)光纤传感法对此进行了研究,首先通过光纤封装的优化设计,改变棒体上两FBG的波长漂移系数,实现应变、温度传感的可靠解耦,解决两者的测量串扰问题;然后对FBG中心波长进行动态采集,在频域上分析了燃料棒的振动特性,最终实现三种参数的精准测量。实验表明,在流动水浴环境下,该方法可观察到不同流速下流致振动幅度存在明显的单调增长,对棒体表面温度和应变的测量误差均低于0.5%,可为反应堆研究设计提供可靠的数据支撑。

关键词：光纤布拉格光栅(FBG) 燃料棒同步测量多参数

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华龙一号汽轮发电机组考核试验方案优化分析

电工技术 2022年第7期 183-185页

作者：林御臣高原陈星玥郭裕丰福建福清核电有限公司福建福清350318

核电机组因其本身的特殊性更加强调机组的安全稳定运行,华龙一号作为我国拥有自主知识产权的第三代核电机组,因其本身的设计理念和监督体系与国内在役核电机组均有不同,故不能直接套用其他类型机组的试验方案。针对华龙一号全球首堆福... 详细信息

核电机组因其本身的特殊性更加强调机组的安全稳定运行,华龙一号作为我国拥有自主知识产权的第三代核电机组,因其本身的设计理念和监督体系与国内在役核电机组均有不同,故不能直接套用其他类型机组的试验方案。针对华龙一号全球首堆福清核电5号机组汽轮机考核试验方案展开讨论和优化分析,结合机组实际考核试验遇到的相关问题给出解决方案,为后续华龙一号及其他三代堆型核电机组提供良好的借鉴。

关键词：华龙一号汽轮发电机组考核试验

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核电厂热力系统边界严密性诊断及应用分析

电工技术 2022年第9期 161-162页

作者：林御臣陈星玥高原郭裕丰福建福清核电有限公司福建福清350318

核电厂热力系统边界严密性不足会导致功率上行期间蒸汽暖管速率降低,严重时会影响机组正常出力性能。为此介绍一种热力系统边界预测性诊断方案,在功率运行期间对二回路热力系统边界阀门进行严密性排查。实际应用结果表明,该严密性诊断... 详细信息

核电厂热力系统边界严密性不足会导致功率上行期间蒸汽暖管速率降低,严重时会影响机组正常出力性能。为此介绍一种热力系统边界预测性诊断方案,在功率运行期间对二回路热力系统边界阀门进行严密性排查。实际应用结果表明,该严密性诊断方法具有较高的设备故障识别率,在避免暖管速率偏低问题发生的同时提高运行机组的循环热效率。

关键词：蒸汽暖管预测性诊断边界阀门

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核电厂安全壳隔离阀密封失效分析与维修策略

电工技术 2022年第11期 156-157,161页

作者：郭裕丰林御臣王志永李晓庚福建福清核电有限公司福建福清350318

隔离阀作为核电厂安全壳中机械贯穿件的重要组成部分,其密封性能的优劣对安全壳的完整性起到关键作用。基于核电厂机组大修中安全壳隔离阀密封失效的历史数据,对安全壳隔离阀的功能、结构形式、常见密封失效模式及维修策略等进行归纳分... 详细信息

隔离阀作为核电厂安全壳中机械贯穿件的重要组成部分,其密封性能的优劣对安全壳的完整性起到关键作用。基于核电厂机组大修中安全壳隔离阀密封失效的历史数据,对安全壳隔离阀的功能、结构形式、常见密封失效模式及维修策略等进行归纳分析,并针对隔离阀密封失效而泄漏超标的问题提供有效的维修策略,由此提升泄漏超标问题的处理效率。

关键词：隔离阀密封失效分析维修策略

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安全壳隔离阀密封性试验方法分析

电工技术 2021年第17期 107-108,124页

作者：郭裕丰福建福清核电有限公司福建福清350318

机械贯穿件作为安全壳的一部分,构成反应堆第三道安全屏障,设置在其内外两侧的安全壳隔离阀的密封性能关系到整个反应堆的安全,是核电站安全稳定运行的重要保障之一。安全壳隔离阀密封性试验是核电机组在役大修期间的重要试验项目,结合... 详细信息

机械贯穿件作为安全壳的一部分,构成反应堆第三道安全屏障,设置在其内外两侧的安全壳隔离阀的密封性能关系到整个反应堆的安全,是核电站安全稳定运行的重要保障之一。安全壳隔离阀密封性试验是核电机组在役大修期间的重要试验项目,结合试验实例对试验的原理和方法进行了阐述、分析。

关键词：机械贯穿件安全壳隔离阀密封性试验试验方法