单位瞬态法在核电厂疲劳监测系统中的应用

核电厂疲劳监测系统中的非稳态导热反演计算是关键步骤,本文提出的单位瞬态法目的就是解决反演计算问题。首先研究了一维瞬态热传导内外壁温度的线性关系,其次建立了单位瞬态热传导有限元模型,然后通过数值计算实现了由内壁温度计算外壁温度或由外壁温度计算内壁问题双向计算过程,最后通过1组试验数据验证单位瞬态法的正确性,为疲劳监测系统的推广应用奠定了基础。

压水堆核电厂设备疲劳监测系统开发及关键技术研究

2007年美国核管会(NRC)颁布的RG 1.207明确表示,新建核电厂需考虑轻水堆(LWR)一回路水环境对设备疲劳性能的影响,2018年NRC发布了1版的RG 1.207,不仅要求新建核电厂须考虑LWR水环境对疲劳性能的影响,在老电厂申请许可证延续时也须考虑LWR水环境对疲劳性能的影响,并在其技术支持报告NUREG/CR-6909中给出了环境疲劳修正因子(Fen)的评价方法。国家核安全局(NNSA)颁发建造许可证时提出的建造许可(CP)条件也要求在设计阶段考虑环境影响疲劳(EAF)问题。为了满足AP1000依托项目对疲劳监测系统的工程需要,本文在原有电厂承压设备疲劳寿命监测装置和波动管热分层温度测量技术的基础上提出了一种能够满足RG1.207导则的核电厂一回路设备及管道的疲劳监测方案,研制了具有完全自主知识产权的核电厂承压设备和管道集成化疲劳诊断和监测系统FAMOLES,并已应用于AP1000依托项目的三门1号机组及海阳1号和2号机组。

疲劳监测系统在核电厂老化管理及延寿中的应用研究

核级管道热疲劳失效是核电厂金属部件失效的主要形式之一,也是核电厂老化管理及延寿中的关注重点之一。本文采用核电厂疲劳监测系统测得管道的温度数据,掌握其真实的温度影响过程,对监测区域管道的疲劳状态进行评估,实现管道热疲劳状态寿命管理,最终可以为核电厂延寿工作提供数据支持。

核电厂疲劳监测系统管壁导热反演数值计算方法

核电厂疲劳监测系统中的导热反演计算是关键步骤,首先推演得到一维非稳态导热反演问题的数值计算公式,然后基于该公式,利用试验获取的管道外壁实测温度时程数据计算得到管道内壁温度,最后通过与试验实测管道内壁温度进行比较,验证了一维非稳态导热反演问题的数值计算方法的正确性。

ADAS中的驾驶员疲劳监测系统

越来越多的乘用车厂商考虑将驾驶员监测系统（简称DM）融入未来的车内系统。DM是一种基于人体生理反应特征的驾驶员疲劳监测预警系统。系统中的直接检测是基于图像识别和触控传感技术展开的，该检测系统通过方向盘内集成的传感器将驾驶员的面部细节以及心脏、脑电等部位的数据进行收集，再根据这些部位数据变化判断驾驶员是否处于疲劳状态；而间接检测是针对驾驶员驾车行为进行分析，即通过记录和解析驾驶员转动方向盘、踩刹车等行为特征，判别驾驶员是否疲劳。

考虑热分层效应的格林函数法在疲劳监测系统快速计算中的应用

针对在疲劳监测系统中考虑热分层效应的情况下如何实现快速计算展开了分析。提出了一种考虑热分层效应的格林函数计算方法,同时使用该方法针对波动管弯头模型在假定瞬态下的热分层应力进行了计算研究并与有限元方法进行了对比,验证本文方法的合理性和准确性。结果表明,本文提出的在格林函数基础上叠加考虑热分层效应的计算方法具有高效、快速、准确的特点,可应用于弯头拐角处的应力苛刻位置。目前该方法已应用于核电厂设备的疲劳监测系统。

小脑神经网络在矿工疲劳监测控制系统中的应用

针对矿工井下疲劳监测与控制难题,探索矿工疲劳务工的生理指标状况,降低矿工疲劳状态下务工的可能性,指导煤矿高层管理者对矿工疲劳生产的管理与控制,并为新设计的矿工疲劳监测控制系统提供新的方法与依据。采用多元信息融合技术,提取了皮电、肌电、脑电等12个疲劳水平监测信号,对矿工务工期间进行半接触式肢体图像和信号分析,构建了矿工疲劳监测信号体系;结合CMAC神经网络理论,提出矿工疲劳务工期间的疲劳检测控制系统模型,并通过收集矿工务工期间的多生理指标对构建的模型进行验证。结果表明:矿工疲劳监测与控制系统监测结果与实际矿工疲劳水平的平均偏差为0.2,偏差为0.1~0.3的约占51.7%,0.4~0.7的约占32.2%,0.8~1.0的约占16.1%,比传统的单一信号监测精度更高,偏差更小,更能满足实际生产中的矿工监测与控制的精度需求。为缓解当前矿工疲劳生产的现状,依据矿工疲劳监测结果,结合金融风险管理理论,应采用的方法是:当矿工疲劳水平超出生理负荷值时,机械自启强迫停止功能;当矿工疲劳水平严重时,提醒班组长强迫矿工换班(岗);当矿工出现疲劳迹象时,报警提示矿工调整自身疲劳状态等。为后期中国煤矿人员安全与高效生产的电子监测与控制领域提供一种新的设计参考。

核电厂疲劳监测系统开发方法研究

对国际上通用的在线疲劳监测系统进行了对比分析,总结了各系统的异同;针对不同的管道热工数据边界条件,提出热工数据需求与处理方法,开发了不同条件下的监测点应力影响函数,最终建立了一套完整的管道疲劳监测系统。

快速疲劳分析方法在核电厂疲劳监测系统中的应用

疲劳监测系统通过对一回路易发生热疲劳关键管道和设备进行运行参数采集,采用快速疲劳分析方法对被监测管道和设备进行实时疲劳计算,从而获得真实疲劳损伤情况。该快速疲劳分析方法以格林函数法为基础,通过编制计算程序实现热应力和疲劳使用系数的快速计算。通过与有限元分析结果进行比较,验证了该快速疲劳分析方法具有高效、快速、准确的特点。

疲劳寿命监测系统中瞬态温度场、应力场差分计算程序的开发

本文介绍了疲劳寿命监测系统中瞬态温度场、应力场的差分格式计算公式，运用LabVIEW平台编制了瞬态温度场、应力场的计算程序，并通过比较该计算程序和ANSYS有限元程序的计算结果，对差分格式计算公式和计算程序进行了验证。该计算程序具有计算速度快、精度高等特点，能适用于实时监测系统。

地下CNG储气井疲劳寿命监测系统的研发

在理论研究构建的储气井疲劳寿命分析过程的基础上,采用VB6.0研发了一个地下CNG储气井疲劳寿命监测系统。该系统在西安某加气站上的实际应用结果表明它可实现高、中、低压储气井的疲劳寿命实时监测、分析和预警,并能指导储气井的优化运行。

电站高温部件在线疲劳—蠕变监测系统

我们开发出一种疲劳、蠕变和疲劳－蠕变相互作用等各种老化效应的在线监测系统。这种系统可以控制工艺流体温度、压力和流量的波动以及轴向力和弯矩等管道荷载，使用有限元法和传递函数法将电站瞬变过程转换成温度／应力响应。疲劳利用系数使用雨流循环算法（rainflow cycle counting algorithm)进行计算。蠕变损伤指数根据计算温度应力时间相关关系和材料蠕变断裂曲线加以估算，以承受机械和热负荷的厚壁管道和壳体一接管接合为实例进行了研究。该系统对火电站、核电站、化学加工工业等的寿命评估和延寿计划是十分有用的。

核电厂热疲劳监测技术研究

核电厂安全运行和设备寿命管理已成为核工业领域关注的重要问题，尤其是如何准确地确定超设计寿命电厂的典型设备老化参数（如应力、累积使用因子等）。然而，目前大多核电厂疲劳监测系统都是基于ASME规范研发的，未分析管道内环境对疲劳分析的影响。本文提出了一种满足美国核管会（NRC）RG1.207导则的疲劳监测方案，该方案将考虑环境因素对疲劳分析的影响。同时，新的疲劳评估方法具有通用性，可结合核电厂DCS运行数据，为电厂延寿提供数据支持。

设备剩余寿命监测系统在田湾核电站的应用

疲劳强度计算是核级设备设计中需要考虑的一项重要内容。设计过程中根据假定的各种设计工况组合,计算整个寿期内疲劳强度能否满足标准规范要求。而设备在役实际运行过程中,其遭受的运行工况和设计工况不可能完全一致,可能偏于保守,有时考虑不周全,设备遭受了设计工况外的瞬态或超过其预定的瞬态次数。因此,掌握设备在运行过程中的实际遭受的疲劳损伤状态就显得尤其重要,这对于掌握设备的安全状态,进行设备的延寿,都具有重要的意义。田湾核电站在国内首次安装了在线疲劳寿命监测系统,利用该系统,发现了1号机组波动管的疲劳损伤较大,为此进一步统计出一个燃料循环周期内波动管的疲劳损伤增长,可用于指导今后机组运行的控制。