标定钢束预应力检测的试验装置及其试验方法与流程

本发明涉及核电工程，具体涉及一种标定钢束预应力检测的试验装置及其试验方法。

背景技术：

1、压水堆核电厂一般设置安全壳，用来包容事故时内部的压力和放射性物质，安全壳依靠埋设入壳壁内部的钢束实现较好的承压性能，但安全壳的混凝土会老化，钢束变松弛。因此，需要对混凝土、钢束的预应力进行检测跟踪，以保证安全壳的安全性和密封性。

2、现有的技术方案是直接在实际使用中的安全壳原型上设置检测元件，即混凝土内埋设应力传感器，以及在钢束上设置应力传感器，进而实现对混凝土、钢束的实际预应力进行检测。

3、现有的技术方案缺陷为：事故发生时，安全壳内气压和温度上升，在气压和温度的联合作用下，检测到的钢束的预应力是否准确可靠，对事故的判断至关重要。混凝土内埋设的应力传感器，如应变计等，是目前比较成熟的检测器件，外部环境很难对其检测的准确性造成影响。钢束上设置的应力传感器，如光纤传感器，光纤束设置在钢束上且跟随钢束穿设于安全壳混凝土内，光纤束跟随钢束形变进而测得钢束的预应力。然而，在核电厂安全壳内发生事故时的高温高压的环境下，无法确定光纤传感器对钢束的预应力检测是否准确，也就是用于钢束的应力检测装置在核电厂安全壳的应用场景下，是否能够发挥准确的检测性能，现有技术无法给出准确判断，即无法对钢束的预应力检测进行标定。如果得到对于钢束的预应力检测不准确的数据，则会对事故造成误判。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种标定钢束预应力检测的试验装置及其试验方法，以解决现有技术无法判断实际检测到的钢束的预应力是否准确可靠的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种标定钢束预应力检测的试验装置装置。标定钢束预应力检测的试验装置包括：

3、环梁，环梁合围而成试验装置的安全壳筒体部，环梁的侧壁内设置有多条环向钢束；

4、加压系统，设置于安全壳筒体部的内部，加压系统包括多个加压装置，多个加压装置的输出端沿环梁的周向排列，加压装置适于对环梁施加向外的预设压力；

5、加热装置，设置于环梁，以将环梁和环向钢束加热至预设温度；

6、检测系统，包括应力检测装置、温度检测装置和压力检测装置，应力检测装置用于检测环梁的预应力和环向钢束的预应力，温度检测装置用于检测环梁的温度和环向钢束的温度，压力检测装置用于检测加压装置对环梁施加的压力。

7、有益效果：本试验装置的环梁顶部不设置穹顶盖，进而环梁不受到穹顶盖的约束力，环梁只受到多个加压装置沿周向向外的压力，进而能够根据预设温度、预设压力和测得的环梁的预应力检测值计算出环向钢束的理论预应力。将测得的环向钢束的预应力检测值和环向钢束的理论预应力进行对比，得出环向钢束预应力对比差值，如果环向钢束预应力对比差值在标准误差范围内，则证明测得的环向钢束的预应力是准确的，否则不准确。由此判断出用于检测环向钢束的应力检测装置在核电厂安全壳的应用场景下，是否能够发挥准确的检测性能，即是否能够准确地检测安全壳内的环向钢束的预应力，避免对事故造成误判。可见，本试验装置模拟了安全壳原型的筒体结构以及事故发生时的环境，且环向钢束的理论预应力可计算，最终实现对安全壳环向钢束的预应力检测的标定，填补了行业内对环向钢束的预应力检测进行标定的空白。

8、在一种可选的实施方式中，环向钢束拉紧设置且环向钢束的端部锚固。

9、有益效果：使本试验装置的环向钢束的预应力和安全壳原型的环向钢束的预应力一致，且使环梁本体的预应力和安全壳原型的筒体本体的预应力一致，也就是本试验装置的环梁和安全壳原型的筒体的应力状态一致，进而实现模拟用于环向环向钢束的应力检测装置的应用场景。

10、在一种可选的实施方式中，加压系统还包括多个加载块，加载块设置于加压装置的输出端，加压装置适于驱动加载块靠近或远离环梁移动。

11、有益效果：通过加压装置驱动加载块对环梁施加周向向外的压力，来模拟事故发生时安全壳内部产生的气体对安全壳的压力，且多个加载块沿环梁周向排列，使环梁受到的压力更均匀，进而使环梁的受压状态更接近安全壳原型的筒体受到内部气压的压力状态。

12、在一种可选的实施方式中，加压系统还包括支座，支座固定设置于安全壳筒体部内部的中心位置，多个加压装置均设置于支座上。

13、有益效果：固定设置的支座能为加压装置提供支撑力，进而实现加压装置能够驱动加载块对环梁施加压力。

14、在一种可选的实施方式中，加热装置的数量为多个，一部分加热装置埋设于环梁的侧壁内，另一部分加热装置设置于环梁的内侧面上。

15、有益效果：该种加热装置的设置方案，对环梁的加热面更大、更均匀，使加热装置对环梁的加热效果更好，更容易控制加热装置对环梁加热的温度控制，且埋设于环梁的侧壁内的加热装置能够更好地对环梁内部加热以及对环梁内的环向钢束进行加热，进而还原了安全壳原型在事故发生时温度对于应力检测装置影响的场景。

16、在一种可选的实施方式中，加载块朝向环梁的侧面上开设有避让槽，环梁的内侧面上的加热装置位于避让槽内。

17、有益效果：该方案节省了加热装置对空间的占用，使多个加载块具有足够的安装空间。

18、在一种可选的实施方式中，应力检测装置的数量为多个，一部分应力检测装置埋设于环梁的侧壁内，另一部分应力检测装置设置于环向钢束上。

19、有益效果：实现对环梁的预应力和环向钢束的预应力的测量。

20、在一种可选的实施方式中，环梁的侧壁内设置有多条环向孔道和多条竖向孔道，多条环向孔道沿竖直方向排列，多条竖向孔道沿环梁的周向排列，环向孔道内设置有环向钢束，竖向孔道内均设置有竖向钢束。

21、有益效果：在环梁建造时预先设置出环向孔道和竖向孔道，然后钢束穿入环向孔道和竖向孔道内，方便了钢束穿设于环梁内。

22、在一种可选的实施方式中，环梁包括两个加厚部，环梁外侧面的两个相对位置凸起形成加厚部，环向孔道的出口位于加厚部上，环向孔道内的环向钢束的一端在其中一个加厚部上进行锚固，另一端在另一个加厚部上进行锚固。

23、有益效果：通过该方案实现环向孔道内的环向钢束的拉紧操作，以还原安全壳原型的筒体的环向预应力状态。

24、在一种可选的实施方式中，竖向孔道内的竖向钢束的一端在环梁的顶面进行锚固，另一端在环梁的底面进行锚固。

25、有益效果：通过该方案实现竖向孔道内的竖向钢束的拉紧操作，以还原安全壳原型的筒体的竖向预应力状态。

26、在一种可选的实施方式中，标定钢束预应力检测的试验装置还包括底座，底座上设置有滚动支撑件，环梁设置于滚动支撑件上。

27、有益效果：当加压系统对环梁施加压力使环梁产生形变时，环梁与滚动支撑件之间可相对移动，即底座不会对环梁产生约束力或约束力较小可以忽略不计，进而使计算出的环向钢束的理论预应力更准确。

28、在一种可选的实施方式中，底座的上表面开设有容纳槽，容纳槽位于环梁的底面投影范围内，滚动支撑件设置于容纳槽内，滚动支撑件的顶部凸出于容纳槽，以使滚动支撑件能够与环梁的底面抵接。

29、有益效果：通过容纳槽对滚动支撑件进行限位，滚动支撑件可在容纳槽内发生滚动，进而使滚动支撑件对环梁的支撑更稳定。

30、本发明还提供了一种应用于上述的标定环向钢束预应力检测的试验装置的试验方法，试验方法包括：

31、将环梁和环向钢束加热至预设温度和/或对环梁施加向外的预设压力；

32、获取此时环梁的预应力检测值和环向钢束的预应力检测值；

33、根据环梁的预应力检测值、预设温度和/或预设压力计算出环向钢束的理论预应力值；

34、将环向钢束的预应力检测值和环向钢束的理论预应力值进行对比得出环向钢束预应力对比差值，如果环向钢束预应力对比差值在标准误差范围内，则环向钢束的预应力检测值准确，否则不准确。

35、有益效果：通过该试验方法能够判断在核电厂安全壳发生事故的场景下，即高温高压环境下，应力检测装置对安全壳内的环向钢束的预应力检测是否准确，即实现了对安全壳环向钢束的预应力检测的标定。