一种海上核电平台的姿态测量方法与流程

本发明涉及核电安全技术，尤其涉及一种海上核电平台的姿态测量方法。

背景技术：

1、海上核电平台不同于陆上大型堆核电厂，它是依托海洋浮式平台漂浮/或航行在海洋环境中的小型堆核能系统，由于风、浪、流等海洋环境因素的影响，会造成平台产生各种倾斜、摇摆等运动，而过度的倾斜、摇摆等运动变化会对平台的安全运行带来负面影响。

2、因此，为应对上述海洋条件影响，需针对性的设置平台姿态测量系统，监测并记录海洋浮式平台的倾斜、摇摆等运动特性，以采取降功率、停堆等必要措施确保平台安全、可靠、经济的运行。目前国内外对海上核电平台姿态测量暂无成熟可靠的测量方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种海上核电平台的姿态测量方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海上核电平台的姿态测量方法，包括以下步骤：

3、1)通过安装在海上核电平台核堆舱的3个顶点上的姿态测量设备，测量海上核电平台的横摇角、纵摇角、横倾角、纵倾角、横摇周期和纵摇周期信息，以及3个安装点的升沉位移、升沉速度、升沉周期以及运动加速度信息；

4、2)在平台核堆舱设置运动测量装置实时测量该运动测量装置安装点的三维加速度信息；

5、3)获取平台核堆舱任意点的姿态信息；

6、假设空间任意指向的坐标系与已知惯导之间的偏角对应方向余弦矩阵为：

7、

8、其中，为已知惯导变换矩阵，是空间待检测点与已知惯导的指向偏角；

9、根据的定义提取出空间任意点三轴指向的三个角α,β,γ，具体公式如下：

10、

11、其中，cjk为导航坐标系到载体坐标系的姿态变换矩阵中的第j行第k列元素；

12、4)根据已知点的速度获取平台核堆舱任意点的运动信息；

13、通过惯导计算的载体角速度和事先测量得到的杆臂，将已知点的速度进行转换到空间任意一点；

14、

15、其中，vn为空间已知点的速度，为载体角速度，lnb为已知点指向待监测点矢量；vb为空间待监测点的速度；

16、5)由惯性装置所测量的姿态和运动信息结合杆臂，按照步骤3)和步骤4)的方法解算安装点外的其他关键点位置的升沉位移、升沉速度、升沉周期以及运动加速度运动信息。

17、按上述方案，所述方法还包括对核电平台姿态的测量可靠性判断步骤，具体如下：

18、6)通过安装偏角确定任两套姿态测量设备之间的变换矩阵关系，通过以下关系把第一安装顶点姿态测量设备测量的惯性测量信息转到第二安装顶点的坐标轴上：

19、通过转换值与姿态测量设备第二安装顶点的测量值比较，把两组的差值与阈值比较，如果超过阈值，则初步判断姿态测量设备；

20、若某一顶点对应的两组转换值与该安装顶点的测量值比较，差值同时超过阈值，证明该安装顶点的姿态测量设备异常；

21、所述惯性测量信息选取角速度敏感信息、加速度信息、速度、位置以及姿态信息中的一个进行异常诊断。

22、本发明产生的有益效果是：

23、该方法通过选取核堆舱一定的点位布置惯性装置和加速度计，同时采取内部设备故障检测的模式，完成对核电平台姿态的可靠测量与监测，从而为保证海上核电平台安全运行采取相应运行模式提供参考和依据。

技术特征：

1.一种海上核电平台的姿态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的海上核电平台的姿态测量方法，其特征在于，所述方法还包括对核电平台姿态的测量可靠性判断步骤，具体如下：

技术总结
本发明公开了一种海上核电平台的姿态测量方法，包括以下步骤：1)通过安装在海上核电平台核堆舱的3个顶点上的姿态测量设备，测量海上核电平台的横摇角、纵摇角、横倾角、纵倾角、横摇周期和纵摇周期信息，以及3个安装点的升沉位移、升沉速度、升沉周期以及运动加速度信息；2)在平台核堆舱设置运动测量装置实时测量该运动测量装置安装点的三维加速度信息；3)获取平台核堆舱任意点的姿态信息；4)根据已知点的速度获取平台核堆舱任意点的运动信息；5)解算安装点外的其他关键点位置的姿态和运动信息。本发明方法完成对核电平台姿态的可靠测量与监测，为保证海上核电平台安全运行采取相应运行模式提供参考和依据。

技术研发人员：沙丹丹,崔宏磊,于大海,杜晓佳,胥文清
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12