核电站应急指挥中心地震监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种核电站应急指挥中心地震监测系统，其包括加速度传感器、位移传感器、加速度记录器、位移记录器、中心处理单元、报警单元和数据显示单元；加速度传感器和位移传感器布置在应急指挥中心的相关测点，用于对测点在地震作用下的结构响应进行监测；加速度记录器和位移记录器分别与加速度传感器、位移传感器连接，用于接收对应传感器的监测信号并记录结果；中心处理单元与加速度记录器和位移记录器分别连接，报警单元和数据显示单元分别与中心处理单元连接。本发明核电站应急指挥中心地震监测系统能够监测应急指挥中心在地震作用下的结构响应，从而起到完善整个核电站地震监测报警，评价应急指挥中心隔震效果的作用。
【专利说明】核电站应急指挥中心地震监测系统
【技术领域】
[0001]本发明属于核电站地震监测领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站应急指挥中心地震监测系统。
【背景技术】
[0002]现有核电站中均设有地震监测系统，用于监控地震作用及核岛结构响应，为地震报警及安全停堆提供判断依据。
[0003]核电站应急指挥中心需要在核电站发生严重事故后起到应急指挥、信息发布、救援等功能。日本福岛核事故后，为了提高应急指挥中心抵御地震作用的能力，我司设计出一种厂房基底隔震结构，通过在应急指挥中心厂房的建筑基础和地基之间设置一层具有变形缓冲能力的隔震层，来吸收耗散地震能量，消减传到厂房的地震作用，从而对应急指挥中心进行保护。但是，上述采用基底隔震的核电站应急指挥中心内并未布置地震监测系统，也就未纳入核电站地震监测系统中，这导致应急指挥中心在地震作用下的结构响应(包括加速度和位移)无法得到监测，也就无法被反馈到核电站地震监测系统中评估隔震效果。
[0004]有鉴于此，确有必要提供一种对应急指挥中心在地震作用下的结构响应进行监测和评估的核电站应急指挥中心地震监测系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:提供一种对应急指挥中心在地震作用下的结构响应进行监测和评估的核电站应急指挥中心地震监测系统，以将应急指挥中心纳入整个核电站的地震监测范围。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站应急指挥中心地震监测系统，其包括加速度传感器、位移传感器、加速度记录器、位移记录器、中心处理单元、报警单元和数据显示单元；加速度传感器和位移传感器布置在应急指挥中心的相关测点，用于对测点在地震作用下的结构响应进行监测；加速度记录器和位移记录器分别与加速度传感器、位移传感器连接，用于接收对应传感器的监测信号并记录结果；中心处理单元与加速度记录器和位移记录器分别连接，以接收其记录的结构响应监测结果并对监测结果进行数据处理和分析判断；报警单元和数据显示单元分别与中心处理单元连接，数据显示单元输出应急指挥中心的结构响应数据及处理结论，报警单元则对应急指挥中心的超标结构响应进行报目ο
[0007]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述应急指挥中心为采用基底隔震的应急指挥中心；加速度传感器布置在应急指挥中心的建筑基础、隔震层、厂房上部结构和自由场地的加速度测点；位移传感器布置在建筑基础和隔震层的位移测点。
[0008]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述建筑基础中的加速度传感器和位移传感器均布置在基础顶标高处，隔震层的加速度传感器和位移传感器均布置在一层板板底，厂房上部结构的加速度传感器布置在屋面层板底。
[0009]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述建筑基础的基础顶标高为-2.0m,隔震层的一层板板底标高为-0.6m，厂房上部结构的屋面层板底标高为9.0m0
[0010]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述加速度传感器至少布置有两组，每组三个分别竖直对应地布置在建筑基础、隔震层和厂房上部结构中；所述位移传感器至少布置有两组，每组两个分别竖直对应地布置在建筑基础和隔震层中。
[0011]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述加速度传感器的测点布置在建筑物角点及应急指挥部房间的附近节点，并避开首层柴油发电机房及楼梯间。
[0012]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述第一组加速度传感器布置于远离柴油发电机房及楼梯间的建筑物角点；第二组加速度传感器布置于应急指挥部房间下方的节点。
[0013]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述第一组位移传感器布置于柴油发电机房附近的建筑物角点；第二组位移传感器布置于结构内部节点。
[0014]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述加速度传感器为三轴向加速度传感器，其动态范围不低于100dB，粘滞阻尼常数在55%?77%范围内，最大量程不低于2g。
[0015]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述位移传感器的动态范围不低于100dB，分辨率不低于0.01mm，最大量程不低于±500mm。
[0016]作为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的一种改进，所述加速度记录器、位移记录器、中心处理单元与核岛结构地震监测系统一起设置在控制柜中，报警单元和数据显示单元合并在主控室DCS系统中进行输出显示。
[0017]与现有技术相比，本发明核电站应急指挥中心地震监测系统能够监测应急指挥中心在地震作用下的结构响应，从而起到完善整个核电站地震监测报警，评价应急指挥中心隔震效果的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明核电站应急指挥中心地震监测系统及其有益效果进行详细说明。
[0019]图1为待监测的采用基底隔震的核电站应急指挥中心厂房的剖面结构示意图。
[0020]图2为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的流程示意图。
[0021]图3为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的结构示意图。
[0022]图4为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的传感器在建筑基础中的布置示意图。
[0023]图5为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的传感器在隔震层中的布置示意图。
[0024]图6为本发明核电站应急指挥中心地震监测系统的传感器在厂房上部结构中的布置示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和【具体实施方式】，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的【具体实施方式】仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
[0026]请参阅图1，采用基底隔震的核电站应急指挥中心厂房在其建筑基础10和地基12之间设置了多个隔震支座14作为隔震层，每一隔震支座14都包括一根隔震支柱140和一个位于隔震支柱顶部的隔震垫142。隔震垫142为橡胶垫，其能够吸收耗散地震能量，消减传到厂房地基12及其上部结构16的地震作用，从而对厂房进行保护。隔震层建造在应急指挥中心厂房建筑基础10所开设的地基坑18中，应急指挥中心厂房的地基12也收容在地基坑18中，且地基12与地基坑18的之间留有竖向的隔震缝20。因此，与传统建筑物的地震监测系统相比，采用基底隔震的核电站应急指挥中心还需要增加对隔震支座14位移的监测，也就是需要增加位移传感器和位移记录器。
[0027]请参阅图2，本发明核电站应急指挥中心地震监测系统包括加速度传感器40、位移传感器44、加速度记录器43、位移记录器45、中心处理单元46、报警单元47和数据显示单元48。加速度传感器40和位移传感器44用于对其所在测点在地震作用下的结构响应进行监测；加速度记录器43和位移记录器45分别与加速度传感器40、位移传感器44连接，用于接收对应传感器的监测信号并记录结果；中心处理单元46与加速度记录器43和位移记录器45分别连接，以接收其记录的结构响应监测结果并对监测结果进行数据处理和分析判断。报警单元47和数据显示单元48分别与中心处理单元46连接，数据显示单元48输出应急指挥中心的结构响应数据及处理结论，报警单元47则对应急指挥中心的超标结构响应进行报警。
[0028]请参阅图3，加速度传感器40包括布置在自由场地31的加速度传感器32和分别布置在建筑基础10、隔震层15和厂房上部结构16对应加速度测点的加速度传感器42。位移传感器44分别布置在建筑基础10和隔震层15的对应位移测点处。建筑基础10中的加速度传感器42和位移传感器44均布置在基础顶标高(即地基坑18的底部)处，即-2.0m标高处；隔震层15的加速度传感器42和位移传感器44均布置在一层板板底，即-0.6m标高处；厂房上部结构16的加速度传感器42布置在屋面层板底，即9.0m标高处。
[0029]由于应急指挥中心所在核电站的核岛结构已布置有地震监测系统，该系统的记录器及中心处理单元都合并在同一控制柜60中，因此为了给整个核电站地震监测提供更全面的数据及辅助报警，本发明的加速度记录器43、位移记录器45、中心处理单元46都设置在原控制柜60中增设的应急指挥中心地震监测处理模块中。报警单元47和数据显示单元48则合并在主控室DCS系统62中(Distributed Control System，分布式控制系统)进行输出显示。
[0030]请结合参阅图4至图6，在传感器具体布置方面，加速度传感器42至少布置有两组，每组三个分别竖直对应地布置在建筑基础10、隔震层15和厂房上部结构16中；位移传感器44至少布置有两组，每组两个分别竖直对应地布置在建筑基础10和隔震层15中。其中，加速度传感器42的测点优先布置在建筑物角点及应急指挥部房间附近节点，且远离建筑物内运行的机械设备及使用频繁的通道，如避开首层柴油发电机房50及楼梯间52。具体来说，第一组加速度传感器42a布置于远离柴油发电机房50及楼梯间52的建筑物角点；第二组加速度传感器42b布置于应急指挥部房间54下方节点，远离柴油发电机房50及楼梯间52 ;第一组位移传感器44a布置于重要设备柴油发电机房50附近的建筑物角点；第二组位移传感器44b布置于结构内部节点。
[0031]本发明所使用的加速度传感器40均为三轴向加速度传感器，其性能指标如下:1)动态范围不低于10dB ；2)在DC?80.0HZ频段有平直的响应曲线、且具线性相移特性，或通过校正计算得到的加速度记录具有上述特性；3)粘滞阻尼常数在55%?77%范围内；4)在DC?80.0HZ频段内无伪共振现象；5)竖向加速度传感器的横向灵敏度不应超过I %;6)最大量程不低于2g -J)确保在相应工作环境(包括温度、湿度、压力、振动和放射性等)下，传感器总体测量误差不大于全量程的5%，线性度变化在全量程的±1.5%或0.0lg以内。
[0032]位移传感器42的性能指标为:1)动态范围不低于10dB ;2)分辨率不低于0.01mm，最大量程不低于±500mm;3)确保在相应工作环境(包括温度、湿度、压力、振动和放射性等)下，重复性不大于0.05mm,线性度在全量程的± I %以内。
[0033]通过以上描述可知，本发明核电站应急指挥中心地震监测系统能够监测应急指挥中心在地震作用下的结构响应，从而起到完善整个核电站地震监测报警，评价应急指挥中心隔震效果的作用。
[0034]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【权利要求】
1.一种核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:包括加速度传感器、位移传感器、加速度记录器、位移记录器、中心处理单元、报警单元和数据显示单元；加速度传感器和位移传感器布置在应急指挥中心的相关测点，用于对测点在地震作用下的结构响应进行监测；加速度记录器和位移记录器分别与加速度传感器、位移传感器连接，用于接收对应传感器的监测信号并记录结果；中心处理单元与加速度记录器和位移记录器分别连接，以接收其记录的结构响应监测结果并对监测结果进行数据处理和分析判断；报警单元和数据显示单元分别与中心处理单元连接，数据显示单元输出应急指挥中心的结构响应数据及处理结论，报警单元则对应急指挥中心的超标结构响应进行报警。
2.根据权利要求1所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述应急指挥中心为采用基底隔震的应急指挥中心；加速度传感器布置在应急指挥中心的建筑基础、隔震层、厂房上部结构和自由场地的加速度测点；位移传感器布置在建筑基础和隔震层的位移测点。
3.根据权利要求2所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述建筑基础中的加速度传感器和位移传感器均布置在基础顶标高处，隔震层的加速度传感器和位移传感器均布置在一层板板底，厂房上部结构的加速度传感器布置在屋面层板底。
4.根据权利要求3所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述建筑基础的基础顶标高为-2.0m,隔震层的一层板板底标高为-0.6m，厂房上部结构的屋面层板底标尚为9.0m。
5.根据权利要求2所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述加速度传感器至少布置有两组，每组三个分别竖直对应地布置在建筑基础、隔震层和厂房上部结构中；所述位移传感器至少布置有两组，每组两个分别竖直对应地布置在建筑基础和隔震层中。
6.根据权利要求5所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述加速度传感器布置在建筑物角点及应急指挥部房间的附近节点，并避开首层柴油发电机房及楼梯间。
7.根据权利要求5所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述第一组加速度传感器布置于远离柴油发电机房及楼梯间的建筑物角点；第二组加速度传感器布置于应急指挥部房间下方的节点。
8.根据权利要求5所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述第一组位移传感器布置于柴油发电机房附近的建筑物角点；第二组位移传感器布置于结构内部节点。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述加速度传感器为三轴向加速度传感器，其动态范围不低于lOOdB，粘滞阻尼常数在55%?77%范围内，最大量程不低于2g。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述位移传感器的动态范围不低于100dB，分辨率不低于0.01mm，最大量程不低于±500mmo
11.根据权利要求1至8中任一项所述的核电站应急指挥中心地震监测系统，其特征在于:所述加速度记录器、位移记录器、中心处理单元与核岛结构地震监测系统一起设置在控制柜中，报警单元和数据显示单元合并在主控室DCS系统中进行输出显示。
【文档编号】G01V1/00GK104502950SQ201410776537
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】付爱群, 李家宝, 李忠诚, 张涛 申请人:中广核工程有限公司, 中国广核集团有限公司