CN112683231B - 核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核电站厂房工艺系统的安全评估方法，其包括如下步骤：监测核电站厂房的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据；根据所述变形数据计算管道沉降差；当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道的变形差限值；当所述管道沉降差大于或等于所述管道的变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。本发明还提供了一种核电站厂房工艺系统的安全评估系统。本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统，可实现基于软岩地基上的核电站厂房间沉降差导致的工艺系统的安全评估，适用性较强，能够保证厂房工艺系统管道的安全可靠性。

Description

核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统

【技术领域】

本发明涉及安全评估技术领域，尤其涉及一种核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统。

【背景技术】

鉴于地基沉降变形对核电站总体安全性的重要影响，在《核设施厂址评价安全规定》和核安全导则《核电厂的地基安全问题》中明确要求对地基的沉降变形进行评价，地基沉降的评定在安全审评中必不可少。通常，核电厂的核安全相关物项基本位于岩性较好的地基上，地基沉降变形较小，地基沉降问题一般不构成核安全评价的关键问题。但是，随着地基条件较好的厂址越来越稀缺，部分核电站需要建设在软岩地基上。由于软质岩石具有时效性，建设在软岩地基上的核岛厂房会出现较大的地基沉降变形和厂房间沉降差，核岛厂房间过大的沉降差会导致穿过不同厂房的工艺管道引起次应力，影响核电站的系统安装和安全运行。

目前，核电站厂房内的工艺系统复杂且数量繁多，有些工艺系统需穿过不同的核岛主厂房。虽然在工艺系统设计过程中，已经考虑了核岛主厂房间沉降差的影响，但当发生的沉降差超过设计限值时，对核岛主厂房间工艺系统的安全评价，国内外尚无先例或经验可循。

鉴于此，实有必要提供一种新型的核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于：提供一种核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统，实现了例如基于软岩地基上的核电站厂房间沉降差导致的工艺系统的安全评估，适用性较强，能够保证厂房工艺系统管道的安全可靠性。

为了实现上述发明目的，第一方面，本发明提供一种核电站厂房工艺系统的安全评估方法，包括如下步骤：监测核电站厂房的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据；根据所述核电站厂房的变形数据计算管道沉降差；当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值；当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。

在一个优选实施方式中，所述监测核电站厂房的的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据的步骤，包括如下步骤：监测所述管道安装前厂房的楼板标高，并获取安装前变形数据；监测所述管道安装后厂房的楼板标高，并获取安装后变形数据。

在一个优选实施方式中，所述根据所述变形数据计算管道沉降差的步骤包括如下步骤：根据所述安装前变形数据计算所述厂房之间的初始沉降差；根据所述安装后变形数据计算所述厂房之间的实际沉降差；根据所述初始沉降差与所述实际沉降差计算所述管道沉降差。

在一个优选实施方式中，所述根据所述安装前变形数据计算所述厂房之间的初始沉降差的步骤，还包括如下步骤：当所述初始沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，在安装所述管道时进行调平，以消纳所述初始沉降差。

在一个优选实施方式中，所述根据所述初始沉降差与所述实际沉降差计算所述管道沉降差的步骤，包括如下步骤：将所述实际沉降差与所述初始沉降差作差，得出所述管道沉降差。

第二方面，本发明还提供一种核电站厂房工艺系统的安全评估系统，包括监测模块、计算模块、获取模块及控制模块；所述监测模块用于监测核电站厂房的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据；所述计算模块用于根据所述核电站厂房的变形数据计算管道沉降差；所述获取模块用于当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值；所述控制模块用于当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。

在一个优选实施方式中，所述监测模块的数量为多个，相邻的监测模块的间距为10-30m。

在一个优选实施方式中，所述监测模块还用于监测所述管道安装前厂房的楼板标高，并获取安装前变形数据，以及监测所述管道安装后厂房的楼板标高，并获取安装后变形数据。

在一个优选实施方式中，所述计算模块用于根据所述安装前变形数据计算所述厂房之间的初始沉降差，以及根据所述安装后变形数据计算所述厂房之间的实际沉降差，以及将所述实际沉降差与所述初始沉降差作差，得出所述管道沉降差。

在一个优选实施方式中，所述计算模块包括调平单元，所述调平单元用于当所述初始沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，在安装所述管道时进行调平，以消纳所述初始沉降差。

相比于现有技术，本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统，能够监测核电站厂房的地基变形情况，获取核电站厂房的变形数据，并根据所述核电站厂房的变形数据计算管道沉降差；当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值；当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。实现了基于软岩地基上的核电站厂房间沉降差导致的工艺系统的安全评估，解决了沉降差超过设计值时核岛厂房间工艺系统的安全评估，适用性较强，能够保证厂房工艺系统管道的安全可靠性。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估系统的原理框图；

图2为本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估系统的管道沉降差计算的示意图；

图3为本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估方法的流程图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其为本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估系统100的原理框图。本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估系统100，包括监测模块10、计算模块20、获取模块30及控制模块40。

所述监测模块10用于监测核电站厂房的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据。具体的，所述监测模块10还用于监测所述管道安装前厂房的楼板标高，并获取安装前变形数据，以及监测所述管道安装后厂房的楼板标高，并获取安装后变形数据。具体的，厂房间的沉降差应根据相邻厂房间观测点在同一时间段内的监测数据得到。厂房通常包括反应堆厂房、燃料厂房、电气厂房、辅助厂房等主厂房。

可以理解，所述监测模块10的数量为多个，监测模块10一般布设在能够反映核岛厂房变形特性和变形明显的部位，并且，监测模块10的布设应具有良好的可达性、可通视性。具体的，监测模块10可以布置在厂房的角部，同时结合厂房结构、地基条件，在厂房周边及内部布置适当数量的变形监测模块10，相邻的监测模块10的间距可以为10-30m；监测模块10还可以埋设在沉降缝、伸缩缝两侧，进而能够反映不同厂房间的变形差；另外，监测模块10宜布置在基础顶面，当条件受限时，部分监测模块10也可埋设在外墙。

请一并参阅图2，所述计算模块20用于根据所述核电站厂房的变形数据计算管道沉降差Δ。具体的，计算模块20根据所述安装前变形数据计算所述厂房间的初始沉降差Δ1，并且在管道安装完成一段时间（即变形稳定）后，根据所述安装后变形数据计算所述厂房间的实际沉降差Δ2，最后，将所述实际沉降差Δ2与所述初始沉降差Δ1作差，得出所述管道沉降差Δ，也即Δ=Δ2-Δ1。

进一步地，所述计算模块20包括调平单元21，所述调平单元21用于当所述初始沉降差Δ1大于或等于所述管道变形差限值时，在安装所述管道时进行调平，以消纳所述初始沉降差Δ1，以提高厂房工艺系统的安全。

如图2所示，假设管道安装时，厂房1和厂房2间已经存在沉降差，该初始沉降差为Δ1，此时，工艺管道通过调平手段，消纳该沉降差Δ1。管道安装后的一段时间，再次进行厂房的变形观测，此时，厂房1和厂房2之间的实际沉降差为Δ2，而管道与厂房楼板间的间距因支架等约束无法发生变化。因此，管道安装后，管道产生的管道沉降差Δ=Δ2-Δ1。

所述获取模块30用于当所述管道沉降差Δ大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值。具体的，获取模块30对当前的工况进行专业的力学分析，计算出当前工况所对应的管道可承受的变形差限值。可以理解，不同的工况可以对应不同的变形差限值，变形差限值的大小受当前工况的各类因素影响；而预设设计值则为预先确定的厂房间所允许的沉降差的最大值，当管道沉降差Δ小于预设设计值时，则厂房工艺系统满足设计要求。

所述控制模块40用于当所述管道沉降差Δ大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。也即当管道沉降差Δ超过当前工况所对应的管道可承受的变形差限值时，则需要现场调整管道支吊架，以保证厂房工艺系统管道的安全可靠性。具体的，当管道沉降差Δ小于变形差限值时，则厂房工艺系统满足设计要求。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，核电站厂房工艺系统的安全评估系统100还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

如图3所示，其为本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估方法的流程图。所应说明的是，本发明的方法并不受限于下述步骤的顺序，且其他实施例中，本发明的方法可以只包括以下所述步骤的其中一部分，或者其中的部分步骤可以被删除。

本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估方法，包括如下步骤：

步骤S10：监测核电站厂房的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据。具体的，需要监测所述管道安装前厂房的楼板标高，并获取安装前变形数据；还需要监测所述管道安装后厂房的楼板标高，并获取安装后变形数据。

步骤S20：根据所述变形数据计算管道沉降差。具体的，步骤S20包括如下子步骤：根据所述安装前变形数据计算所述厂房间的初始沉降差；根据所述安装后变形数据计算所述厂房间的实际沉降差；根据所述初始沉降差与所述实际沉降差计算所述管道沉降差。进一步地，当所述初始沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，在安装所述管道时进行调平，以消纳所述初始沉降差；将所述实际沉降差与所述初始沉降差作差，得出所述管道沉降差。

步骤S30：当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值。具体的，对当前的工况进行专业的力学分析，计算出当前工况所对应的管道可承受的变形差限值。

步骤S40：当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。也即当管道沉降差超过当前工况所对应的管道可承受的变形差限值时，则需要现场调整管道支吊架，以保证厂房工艺系统管道的安全可靠性。

本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估方法，对于初始沉降差<预设设计值，满足设计要求；对于初始沉降差≥预设设计值，且管道未安装，则管道在安装时调平，仍可以满足设计要求；对于初始沉降差≥预设设计值，且管道安装之后实际沉降差<预设设计值的管道，满足设计要求；对于初始沉降差≥预设设计值，且管道安装之后实际沉降差≥预设设计值的管道，则需要根据所述变形数据计算管道沉降差；当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值；当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整，以满足设计要求。

需要说明的是，本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估系统100的所有实施例均适用于本发明提供核电站厂房工艺系统的安全评估方法，且均能够达到相同或相似的有益效果。

综上，本发明提供的核电站厂房工艺系统的安全评估方法及系统100，能够监测核电站厂房的地基变形情况，获取核电站厂房的变形数据，并根据所述核电站厂房的变形数据计算管道沉降差；当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值；当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。实现了基于软岩地基上的核电站厂房间沉降差导致的工艺系统的安全评估，解决了沉降差超过设计值时核岛厂房间工艺系统的安全评估，适用性较强，能够保证厂房工艺系统管道的安全可靠性。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种核电站厂房工艺系统的安全评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

监测核电站厂房的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据，包括如下步骤：

监测所述管道安装前厂房的楼板标高，并获取安装前变形数据；

监测所述管道安装后厂房的楼板标高，并获取安装后变形数据；

根据所述核电站厂房的变形数据计算管道沉降差，包括根据所述安装前变形数据计算所述厂房之间的初始沉降差，当所述初始沉降差大于或等于所述预设设计值时，在安装所述管道时进行调平，以消纳所述初始沉降差；

根据所述安装后变形数据计算所述厂房之间的实际沉降差；

根据所述初始沉降差与所述实际沉降差计算所述管道沉降差，包括将所述实际沉降差与所述初始沉降差作差，得出所述管道沉降差；

当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值；

当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。

2.一种核电站厂房工艺系统的安全评估系统，其特征在于，包括监测模块、计算模块、获取模块及控制模块；所述监测模块用于监测核电站厂房的地基变形情况，并获取核电站厂房的变形数据，所述监测模块还用于监测所述管道安装前厂房的楼板标高，并获取安装前变形数据，以及监测所述管道安装后厂房的楼板标高，并获取安装后变形数据；所述计算模块用于根据所述核电站厂房的变形数据计算管道沉降差，所述计算模块用于根据所述安装前变形数据计算所述厂房之间的初始沉降差，以及根据所述安装后变形数据计算所述厂房之间的实际沉降差，以及将所述实际沉降差与所述初始沉降差作差，得出所述管道沉降差；所述计算模块包括调平单元，所述调平单元用于当所述初始沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，在安装所述管道时进行调平，以消纳所述初始沉降差；所述获取模块用于当所述管道沉降差大于或等于预设设计值时，根据当前工况获取管道变形差限值；所述控制模块用于当所述管道沉降差大于或等于所述管道变形差限值时，控制所述管道的支吊架进行调整。

3.如权利要求2所述的核电站厂房工艺系统的安全评估系统，其特征在于，所述监测模块的数量为多个，相邻的监测模块的间距为10-30m。

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