核電廠內層安全殼智慧監測技術的研究與應用

鐘李軍，及世良，韓玉仲，張鵬宇

（1.中國核工業第二二建設有限公司；2.中電投工程研究檢測評定中心有限公司）

1 概述

安全殼是核電廠反應堆主廠房的圍護結構，是核反應堆的保護結構，是繼核燃料包殼、一回路壓力邊界之后的最后一道安全屏障[2]。在核電站運行過程中，安全殼健康狀況會在內、外荷載和環境侵蝕作用下逐步降低。高效準確地監測、檢測并評估安全殼的健康狀態，及時對其進行維護保養是核電廠的重要工作。

本文針對核電工程安全殼結構健康監測時所遇到的技術難點和痛點，對安全殼結構響應進行有限元分析，引入BIM技術建立三維模型；聯系工程實際確定最優監測方案，搭建CIM系統；結合可視化、大數據處理技術實現安全殼智慧監測。為安全殼從設計、試驗、服役提供全生命周期監測和預警服務，進一步提高了核電安全管控效率，降低了運營成本。

2 關鍵技術研究

2.1 有限元數值分析

安全殼強度試驗是指通過試驗檢驗安全殼在構造和強度方面承受設計基準事故的能力[3]。強度試驗是模擬失水事故，且必須在電廠停堆檢修期間開展。從導致安全殼結構損傷、試驗操作等方面綜合考慮，核電廠不宜高頻次開展強度試驗，強度試驗頻率為每5年或10年一次[2]。

建立安全殼有限元模型，對結構承載力進行數值分析，可以評價安全殼的安全裕度，進一步評估其結構抵抗失水事故和其他災害的能力。使用MIDAS FEA建立安全殼有限元模型，分析安全殼在強度試驗不同壓力平臺下的變形、應力等響應。……