壓水堆蒸汽發生器傳熱管微動損傷監測關鍵技術研究

《壓水堆蒸汽發生器傳熱管微動損傷監測關鍵技術研究》是依託重慶大學，由王寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：壓水堆蒸汽發生器傳熱管微動損傷監測關鍵技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王寧
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

壓水堆蒸汽發生器傳熱管微動損傷監測，可以準確獲悉傳熱管微動狀態，預測其使用壽命；有利於最佳化蒸汽發生器設計，進而提高壓水堆安全係數，具有重要意義。傳熱管微動損傷監測的關鍵是利用力感測器測試傳熱管和管座間的微動磨損，常用的力感測器因工作溫度和體積限制無法滿足這一測試要求。針對這一問題，本項目擬基於白光干涉型光纖法珀感測原理設計高溫、高壓、微型光纖力感測器，研究微型感測光路的微加工和一體化裝配技術；研究感測器的耐高溫、高壓封裝技術；並最終加工出該感測器。在此基礎上，本項目擬根據新設計的力感測器特徵，設計多通道高速光纖力感測器解調系統；研究解決感測光路（多模光纖）中的模式干擾問題；突破現有光纖法珀解調系統性能限制，實現採樣頻率10KHz、精度0.1N、多通道同步精度5ns的高精度、高速解調；並在蒸汽發生器模型上開展驗證實驗。研究成果可為壓水堆蒸汽發生器傳熱管監測提供一種新的技術手段。

結題摘要

壓水堆蒸汽發生器傳熱管微動損傷監測，可以準確獲悉傳熱管微動狀態，預測其使用壽命；有利於最佳化蒸汽發生器設計，進而提高壓水堆安全係數，具有重要意義。傳熱管微動損傷監測的關鍵是利用力感測器測試傳熱管和管座間的微動磨損，常用的力感測器因工作溫度和體積限制無法滿足這一測試要求。針對這一問題，本項目成功研發出基於白光干涉型光纖法珀感測原理的微型光纖力感測器及其解調系統。完成了微型法珀力感測器的光路的微加工和一體化裝配技術、感測器的耐高溫、高壓封裝技術，成功實現了該感測器的批量加工；解決了感測光路（多模光纖）中的模式干擾問題，突破現有光纖法珀解調系統性能限制，實現了高精度、高速解調的解調系統；該系統性能為：力感測器的測量範圍為0-200N，固有頻率為15kHz；光纖法珀解調儀實現了六通道同步採樣，採樣頻率達到10kHz，測量量程為0-200N，力解析度為0.1N。合作單位中國核動力研究設計院反應堆工程研究所利用該系統在“華龍一號”蒸汽發生器全尺寸全流量模擬迴路上進行了流致振動實驗，首次獲取了傳熱管的微動徑向撞擊力信號，對於分析和研究傳熱管的失效具有重要的價值。該系統的成功研製和使用，證明了光纖法珀感測系統在核電套用領域具有較強的套用前景，能夠解決傳統感測系統不能夠解決的關鍵檢測問題，為核電站的安全運行提供技術支撐。