LED应用于核电厂照明的设计和研究

发布时间：2020-04-04 21:11

【摘要】：照明系统是电气学科中的一门重要分支,是核电厂电气系统的一个重要组成部分,对电厂人员的正确操作,设备的正确启停和安全可靠运行、事故工况下的应急操作和人员疏散起着重要的作用。目前,国内外核电厂中使用的灯具大致分为六种,分别为白炽灯、荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯、蓄电池供应的应急照明灯具及水下照明灯具。其中,白炽灯光源曾作为照明光源中的主力,为社会进步和人类发展做出了巨大的贡献。但随着科技的长足发展,受限于白炽灯光源本身的特性,其逐渐无法满足日益增长的照明需求。LED是发光二极管的简称,是一种将电能转化成光能同时具有二极管特性的电子器件。对于三代非能动核电站而言,为解决白炽灯给电站的电气运行和人员安全带来的不利影响,使用半导体照明LED替代白炽灯光源是必然趋势,也是势在必行的一项工作。当前,将LED照明应用于核电厂工业环境的探索还较少,需进一步进行研究和科技攻关,探索其在核电厂使用的可行性,并探索能满足核电厂工业环境的国产化LED照明灯具需满足的要求,是极为必要而且紧迫的。本论文首先介绍了LED及核电厂常规灯具的基本特性及基本参数并进行了比对,以确定三代非能动电厂各区域照明光源应选择的方向,得出LED灯在耗电量、光色、质量轻、体积、环保等方面独特的优点。同时运用DIALUX软件进行建模和仿真计算,验证了LED灯具可替代常规灯具来满足核电厂的照明要求。本论文重点是对LED应用于核环境的关键技术展开分析,分别为LED散热、LED蓝光和LED在核辐照环境下的老化机理,并从各自的技术角度出发,形成了LED散热性能提升的思路和LED蓝光的控制方案,并推导出了LED应用于核辐照环境下的显著老化因子。为今后LED在核电厂的全面使用奠定了一定的理论基础。
【图文】：

上海交通大学工程硕士学位论文 第二章 核电厂 LED 应用特性分析第二章 核电厂 LED 应用特性分析2.1 LED 基本特性2.1.1 LED 的发光原理LED是发光二极管（Light Emitting Diode）的简称，是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管和普通二极管一样由一个PN结组成，具有单向导电性。当给发光二极管加正向电压之后，由N区注入到P区的电子和从P区注入到N区的空穴会在PN结附近数微米的范围内分别与P区的空穴和N区的电子复合，产生自发辐射荧光（见图2-1）。不同的半导体材料空穴和电子所处的能量状态不同。空穴和电子复合时释放出的能量数量不同，释放出的能量越多时，，则发出的光的波长就越短。[1]

种LED参数的测量方法：1. 光通量的测量方法LED的光通量通常采用积分球法进行测量（见图2-2）。图2-2 积分球法测量LED光通量Fig.2-2 Integrating sphere LED luminous flux measurement对于理想积分球，内部放入一直总光通量为 的点光源，球内任何一点的照度 E 可以表示为式2-6[14]：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623;TM923.34

【参考文献】

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本文编号：2614078