CN101845829B - 核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，属于核电站设施构建技术领域。该系统由若干监测感应装置和一台报警控制箱组成，监测感应装置包括固定部分和移动部分，固定部分为微动行程开关，移动部分为安装在廊道顶板上的撞杆，撞杆端部和微动行程开关触头之间的间距与廊道顶板的沉降报警值相当，微动行程开关的触点与相应中间继电器的线圈串联后接入电源电路，中间继电器的常开触头分别与电铃、相应信号灯串联后接入电源电路。施工中，任何监测点的沉降量达到设定预警值时，报警控制箱将自动发出音响报警，并同时由信号灯指示达到预警值的监测点位置，施工指挥人员可以迅速掌握监测情况和启动相应的处置预案，保证施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种核电站施工的监测与报警系统，尤其涉及一种核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，应用于核电站筏板基础多层整体浇筑时预应力廊道顶板沉降的监测，属于核电站设施构建技术领域。
背景技术
由于我国国民经济发展的需要和核电的巨大优越性，《国家核电中长期发展规划(2005-2020)》要求到2020年我国核电装机容量达到4000万千瓦，在建1800万千瓦，从而使我国核电的装机容量占全国电力总装机容量的比例由2000年的1％上升到4％左右。核电的发展目标对提高核电站的建造速度提出了更高的要求，因此，研究和改进施工技术与工艺，通过实施高效、快捷而又安全的施工新技术、新工艺缩短核电站的建造周期，是实现国家核电发展规划既定目标的当务之急。
在CPR堆型核电站反应堆厂房的建设中，反应堆厂房的圆环形廊道墙体位于原始基岩上，廊道墙体顶部设有由廊道内支撑系统支撑的廊道顶板，筏板基础呈直径与圆环形廊道墙体外径相配的圆形，其中心区处于原始基岩上，边缘区处于所述廊道顶板及廊道墙体的上方。反应堆厂房筏板基础属于典型的大体积混凝土，筏板基础浇筑前廊道墙体已经施工完毕，相对稳定；在筏板基础浇筑过程中，廊道内的支撑系统支撑着廊道顶板，需要监测支撑系统的稳定性和廊道顶板的沉降情况，以确保施工安全。目前对廊道顶板的沉降监测是采用人工观测的方法。
为了在浇筑过程中较好地控制温度裂缝，传统的施工方法是将筏板基础采用分层浇筑，但这种方法显然占用了较长的施工工期。若采取相应技术措施，在保证能控制好温度裂缝的前提下进行多层筏板基础的整体浇筑，对缩短反应堆厂房筏板基础的施工工期，进而缩短核电站整体建造周期将具有非常重要的意义。
由于筏板基础整体浇筑，筏板基础下的预应力廊道顶板将在浇筑期间一次性承受两、三层的筏板基础混凝土重量，廊道顶板支撑系统在浇筑过程中的稳固程度是必须认真考虑的安全问题，这一问题可以从廊道顶板的预计沉降量来判断。如果预计沉降量在允许范围内，即沉降量不大且能够稳定，则说明顶板支撑系统是安全可靠的，也才能验证筏板基础整体浇筑技术方案满足安全性要求，是可行的。
由于筏板基础整浇过程具有周期较长、昼夜连续施工、参与人员多次倒班的特点，在整浇过程中廊道顶板上承受的混凝土的压力不断增大，普通的人工沉降观测方法难以满足连续、全天候监测廊道顶板沉降并适时、迅速予以报警的要求，不能确保筏板基础整浇的安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提出一种核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，能够连续、全天候监测廊道顶板沉降并适时、迅速予以报警。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，包括监测感应装置和报警控制箱，所述监测感应装置包括固定部分和移动部分，所述固定部分为安装在圆环形廊道墙体上的微动行程开关，所述移动部分为安装在承压板上的撞杆，所述廊道墙体位于原始基岩上，廊道墙体的顶部设有由廊道内支撑系统支撑的廊道顶板，所述廊道顶板的上表面紧贴筏板基础的下表面，所述筏板基础呈直径与圆环形廊道墙体外径相配的圆形，其中心区处于原始基岩上，边缘区处于所述廊道墙体的上方，所述筏板基础与廊道顶板贯穿有垂向预应力管，所述预应力管的下端设有喇叭口，所述喇叭口下端连接有承压板，所述撞杆端部和微动行程开关触头之间的间距与廊道顶板的沉降报警值相当，所述报警控制箱设有报警电路，所述报警电路包括中间继电器及报警器件，所述微动行程开关的触点与所述中间继电器的线圈串联后接入电源电路，所述中间继电器的常开触头与所述报警器件串联后接入电源电路。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：在筏板基础整浇过程中，廊道顶板会出现一定程度的沉降，安装在承压板上的撞杆也随之下降，微动行程开关固定廊道墙体上保持不动，当廊道顶板的沉降量达到设定预警值时，撞杆碰到微动行程开关的触头，微动行程开关内部的触点被接通，相应中间继电器的线圈得电，各常开触头闭合，从而接通报警器件进行报警，以便施工指挥人员迅速掌握监测情况和启动相应的处置预案，保证施工安全。
作为本发明的改进，所述报警器件包括信号灯，所述中间继电器的一常开触头与所述信号灯串联后接入电源电路。当某监测点的廊道顶板沉降量达到设定预警值时，相应信号灯被接通点亮，施工指挥人员可以迅速知道报警监测点的位置。
作为本发明的改进，所述报警器件还包括电铃，所述中间继电器的另一常开触头与所述电铃串联后也接入电源电路。当某监测点的廊道顶板沉降量达到设定预警值时，电铃被接通，发出音响报警，提醒施工指挥人员迅速查看并处理。
作为本发明的改进，所述报警电路的微动行程开关与中间继电器线圈回路中串接有常闭控制按钮，中间继电器的又一常开触头并联连接在微动行程开关的两触点之间。并联连接在微动行程开关两触点之间的中间继电器触头，在线圈得电时闭合提供自保，即使微动行程开关再次断开，仍然使中间继电器线圈保持得电，从而保持报警状态；沉降监测值班人员接到报警，经过现场检查确认沉降情况是安全的，则可以按下控制按钮，断开中间继电器使信号灯及电铃失电，解除报警状态，恢复监测运行，对于已报警的监测点，可以通过降低微动行程开关的安装高度来设定其新的预警值，系统继续运行。
作为本发明的改进，该监测与报警系统包括有多套沿圆环形廊道分布的所述监测感应装置，各监测感应装置的微动行程开关的触点分别与相应控制按钮及相应中间继电器的线圈串联后接入电源电路，相应中间继电器的常开触头分别与所述报警器件串联后接入电源电路。设置多套监测感应装置可以更精确地监测廊道顶板的沉降，某一个监测点达到沉降预警值时，电铃发出音响的同时，相应监测点的信号灯被点亮，指示达到预警值的监测点位置。
作为本发明的优选，所述监测感应装置沿所述圆环形廊道均匀分布有四套。在圆环形廊道的0°、90°、180°、270°四个相位上均设置监测点，可以较好地对沉降进行全方位的监测。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的沉降监测感应装置的安装示意图。
图2为本发明一个实施例的沉降自动监测与报警系统的电气原理图。
图中：1微动行程开关；2撞杆；3廊道墙体；4廊道顶板；5预应力管；6筏板基础；7基岩；8承压板；FU1、FU2：熔断器；SB1、SB2、SB3、SB4：控制按钮；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4：微动行程开关；K1、K2、K3、K4：中间继电器；HL1、HL2、HL3、HL4：信号灯；HA电铃。
具体实施方式
如图1所示，反应堆厂房的圆环形廊道墙体3位于原始基岩7上，廊道顶部设有廊道顶板4，廊道顶板4由设置在廊道内的支撑系统支撑，筏板基础6呈直径与圆环形廊道墙体3外径相配的圆形，其中心区处于原始基岩7上，边缘区处于廊道顶板4及廊道墙体3的上方，纵向预应力管5贯穿筏板基础6与廊道顶板4，其下端设有喇叭口，喇叭口下端连接有承压板8。沿圆环形廊道设有多套监测感应装置，例如在圆环形廊道的0°、90°、180°、270°四个相位上分别设置。监测感应装置包括固定部分和移动部分，安装在廊道墙体上的微动行程开关1作为固定部分，安装在承压板8上的撞杆2作为移动部分，撞杆2可由角钢制作，撞杆端部和微动行程开关触头之间的间距与廊道顶板4的沉降报警值相当。
如图2所示，报警控制箱设有报警电路，报警电路包括中间继电器K1、K2、K3、K4，信号灯HL1、HL2、HL3、HL4，电铃HA，熔断器FU1、FU2，控制按钮SB1、SB2、SB3、SB4，微动行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。熔断器FU1、FU2分别串联在220V电源电路中，控制按钮SB1、微动行程开关SQ1与中间继电器K1的线圈串联后接入电源电路，中间继电器K1的一常开触头与信号灯HL1串联后接入电源电路，另一常开触头与电铃HA串联后也接入电源电路，中间继电器K1的还提供一对自保触头并联在微动行程开关SQ1的两触点之间；控制按钮SB2、微动行程开关SQ2与中间继电器K2的线圈串联后接入电源电路，中间继电器K2的一常开触头与信号灯HL2串联后接入电源电路，另一常开触头与电铃HA串联后也接入电源电路，中间继电器K2的还提供一对自保触头并联在微动行程开关SQ1的两触点之间；以此类推。
在CPR1000核电站反应堆厂房的施工中，混凝土结构沉降自动监测与报警系统的投用包括以下步骤：
(1)根据廊道平面布置呈环形的特点，以90度为间隔在廊道内的0°、90°、180°、270°四个位置上设置廊道顶板沉降监测点，在每个监测点安装一套监测感应装置，即微动行程开关作为固定部分，角钢撞杆作为移动部分，并根据廊道顶板的沉降报警值调整好撞杆端部和微动行程开关触头之间的间距；
(2)在廊道口附近选择既安全又便于值班人员监测、操作的位置，将报警控制箱安装在廊道墙体上，箱体内装设电铃和指示灯；
(3)沿廊道顶板支撑系统敷设监测感应装置至报警控制箱的信号电缆，可采用RVV3×1.5电缆，再将监测点位置与箱内信号灯及电铃对应接线，并接通电源；
(4)在筏板基础混凝土浇筑过程中，若廊道顶板有沉降，则监测感应装置移动部分将随之向下移动；
(5)当某监测点处顶板沉降量达到预设报警值时，在该点监测感应装置移动部分的角钢撞杆的作用下，固定部分的微动行程开关闭合，接通报警控制箱内电铃和位置指示灯电源回路，电铃声响，发出报警信号，同时指示灯亮，指明达到沉降报警值的监测点位置；
(6)沉降监测值班人员听到报警铃声后，在控制箱内查看指示灯，掌握监测点位置，再去监测点现场查看监测感应装置，确认沉降报警的真实性；
(7)值班人员确定报警无误后，立即将监测点报警情况向负责筏板基础混凝土浇筑施工的指挥人员报告，由指挥人员决定启动停止混凝土浇筑等措施的应急预案；
(8)若报警后，经过现场检查确认沉降情况是安全的，则在控制箱内按下控制按钮解除报警状态，不影响其它监测点的工作，对于已报警的监测点，可以通过降低微动开关安装高度来设定其新的预警值，系统继续运行。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，如将电铃更换为蜂鸣器等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落入本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：包括监测感应装置和报警控制箱，所述监测感应装置包括固定部分和移动部分，所述固定部分为安装在圆环形廊道墙体上的微动行程开关，所述移动部分为安装在承压板上的撞杆；所述廊道墙体位于原始基岩上，廊道墙体的顶部设有由廊道内支撑系统支撑的廊道顶板，所述廊道顶板的上表面紧贴筏板基础的下表面；所述筏板基础呈直径与圆环形廊道墙体外径相配的圆形，其中心区处于原始基岩上，边缘区处于所述廊道墙体的上方；所述筏板基础与廊道顶板贯穿有垂向预应力管，所述预应力管的下端设有喇叭口，所述喇叭口下端连接有承压板；所述撞杆端部和微动行程开关触头之间的间距与廊道顶板的沉降报警值相当；所述报警控制箱设有报警电路，所述报警电路包括中间继电器及报警器件，所述微动行程开关的触点与所述中间继电器的线圈串联后接入电源电路，所述中间继电器的常开触头与所述报警器件串联后接入电源电路。
2.根据权利要求1所述的核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：所述报警器件包括信号灯，所述中间继电器的一常开触头与所述信号灯串联后接入电源电路。
3.根据权利要求2所述的核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：所述报警器件还包括电铃，所述中间继电器的另一常开触头与所述电铃串联后也接入电源电路。
4.根据权利要求1或2或3所述的核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：所述报警电路的微动行程开关与中间继电器线圈回路中串接有常闭控制按钮，所述中间继电器的又一常开触头并联连接在微动行程开关的两触点之间。
5.根据权利要求4所述的核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：该监测与报警系统包括有多套沿圆环形廊道分布的所述监测感应装置，各监测感应装置的微动行程开关的触点分别与相应控制按钮及相应中间继电器的线圈串联后接入电源电路，相应中间继电器的常开触头分别与所述报警器件串联后接入电源电路。
6.根据权利要求5所述的核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：所述监测感应装置沿所述圆环形廊道均匀分布有四套。
7.根据权利要求1或2或3所述的核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：该监测与报警系统包括有多套沿圆环形廊道分布的所述监测感应装置，各监测感应装置的微动行程开关的触点分别与相应控制按钮及相应中间继电器的线圈串联后接入电源电路，相应中间继电器的常开触头分别与所述报警器件串联后接入电源电路。
8.根据权利要求7所述的核电站混凝土结构沉降自动监测与报警系统，其特征在于：所述监测感应装置沿所述圆环形廊道均匀分布有四套。
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