压水堆蒸汽发生器传热管振动疲劳损伤应变监测传感系统研究

发布时间：2023-03-19 18:48

　　核电站的安全是核电发展的最重要前提。蒸汽发生器是压水堆核电站的关键设备之一,传热管的结构完整性是影响其可靠性和安全性的重要因素。流致振动导致的微动损伤和振动疲劳是传热管失效的主要原因。进行流致振动实验,获取传热管结构状态信息,对于分析传热管的失效机理、预测传热管寿命以及优化其结构设计具有重要的作用。其中,流致振动导致的疲劳损伤是传热管根部失效的主要原因,分析振动疲劳损伤需要测量传热管根部的应变。蒸汽发生器一回路温度高达350°C左右,压强达到15Mpa,二回路温度为250°C左右,压强为7-8Mpa,且传热管管束间隙小,在这种工作条件下进行监测,对于传感系统来讲是一个非常大的挑战。电类传感器由于体积、工作温度和防水等问题无法满足该监测要求。光纤法珀传感器具有耐高温、高压、抗电磁性能好且能够实现不同方向力学参数测量的优点,因此能够用于传热管力学参数的监测。本文提出将光纤法珀应变传感系统用于传热管根部的应变监测,以实现传热管根部振动疲劳的分析。光纤法珀应变传感系统由应变传感器和高精度解调系统构成。本文建立了基于非扫描式相关解调光纤法珀传感器的光学模型,分析了传感器的光学特性,以此求得传感器...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 传热管状态监测研究
        1.2.1 传热管研究现状
        1.2.2 传热管振动疲劳研究
    1.3 应变传感器研究现状及测量应用
        1.3.1 传统应变传感技术
        1.3.2 光纤应变传感技术
    1.4 本课题研究内容
    1.5 本章小结
2 光纤法珀应变传感特性分析与应变传递模型分析
    2.1 基于非扫描式相关解调的光纤法珀应变传感系统
        2.1.1 光纤法珀传感器基本原理
        2.1.2 非扫描式相关解调原理
    2.2 法珀应变传感器特性分析
        2.2.1 应变传感器光学特性
        2.2.2 应变传感器量程、灵敏度分析
    2.3 法珀应变传感器应变传递模型
    2.4 本章小结
3 光纤法珀应变传感器设计
    3.1 应变传感器的结构设计
    3.2 应变传感器的装配
    3.3 传感器传递特性分析
    3.4 应变传感器的改进
    3.5 本章小结
4 基于PZT的随机模间相位调制系统
    4.1 光源的选择
    4.2 光源的噪声分析与模间干涉
        4.2.1 光源的噪声分析
        4.2.2 压电陶瓷相位调制原理
        4.2.3 基于双PZT的随机模间相位调制系统
    4.3 本章小结
5 解调系统采集电路设计
    5.1 电源设计
    5.2 信号调理电路设计
    5.3 驱动电路设计
    5.4 本章小结
6 传感系统测试实验
    6.1 传感器与解调系统配合测试
        6.1.1 应变传感器静态测试及标定实验
        6.1.2 应变传感器动态测试实验
    6.2 传感器极端环境测试
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3765766