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核能作为清洁低碳的能源形式，是我国新型电力系统重要组成部分，具备零空气污染输出、不受气象条件制约、发电成本稳定等显著优势。随着国内核电机组持续投运，核电站的运行安全始终是行业关注的核心焦点。核电站系统结构庞大复杂，监测对象数量庞大，传统点式传感器存在抗辐射能力弱、布线复杂、易老化、单点失效、无法实现全线连续感知等诸多短板。传统管理模式下，资源配置、设备状态、人员调度缺少可视化数字化管控手段，大量关键部位依靠人工巡检，事务繁杂，隐患难以及时发现。
核电站潜在安全风险来源包含多个维度：核岛混凝土构筑物结构健康状态、核废料储存堆温度异常、高温蒸汽管道与一回路二回路高温部件过热、管道焊缝热损伤、电缆廊道热积聚、冷却循环管路异常温升。一旦关键构筑物、热力部件出现故障，轻则引发核污水渗漏、原料泄漏事故，严重情况下会造成机组损毁，发生重大核安全事件。因此，构建长距离、本征安全、抗辐射、高可靠的分布式在线监测体系，已经成为核电运维数字化升级的刚性需求。
北京鸿鸥成运仪器设备有限公司面向核电行业，基于拉曼DTS、布里渊BOTDR/BOTDA分布式光纤传感技术，打造核电站专用光纤监测整套解决方案。以特种耐辐照光缆作为感知介质，光纤本身不带电，具备本征防爆、抗强电磁干扰、耐核辐射、使用寿命长的核心优势，可对核电厂混凝土结构形变、核废料储存区域温度、高温热力管道、电缆隧道、循环冷却水系统开展全线不间断分布式监测。系统能够实时采集全链路温度、应变数据，精准定位异常点位，把隐患消灭在萌芽阶段，为核电站全生命周期安全运行提供数字化技术支撑。
现阶段核电站部分监测场景仍然大量采用热电偶、热电阻等传统点式传感器，在实际工程运维中暴露较多短板。
第一，测点离散，覆盖不全。点式传感器仅能够采集传感器安装点位数据，两个测点中间区域属于监测盲区，管道、混凝土墙体、电缆桥架的局部过热、微小开裂形变无法被捕捉，局部隐患容易被遗漏。
第二，环境耐受性不足。核岛内部存在辐射环境，普通电子类传感器元器件容易受辐照老化，长期使用测量漂移大，故障率高，需要频繁更换传感器，检修维护工作量大，部分高危区域人员难以抵达，更换作业风险高。
第三，布线系统复杂。大量点式传感器需要供电线缆与信号线缆，核电站现场空间紧凑，大量线缆敷设增加施工难度，线缆接头数量多，接头故障成为新风险点。
第四，故障定位能力弱。传统传感器只能反馈该测点的数值，无法精准输出故障发生的距离位置，发生异常后，运维人员需要大范围排查，排查耗时长，错失处置窗口期。
第五，系统综合寿命短。普通电子传感器使用寿命5‑8年，而核电站机组设计运行周期可达40‑60年，传感器需要多次迭代更换，全生命周期成本居高不下。
传统人工巡检同样存在局限，高危区域人员进入受限，巡检周期存在间隔，只能够做到周期性检查，无法实现7×24小时不间断在线监测，突发温升、形变隐患不能够第一时间预警。
本套核电站光纤监测系统主要由：分布式光纤解调主机、耐辐照特种传感光缆、光缆固定敷设配件、智能通信网关、云平台监控软件、报警输出模块组成。依据不同监测目标，可以选用拉曼散射DTS分布式测温系统、布里渊BOTDR/BOTDA温度‑应变一体化监测系统。光缆既是传感单元，同时充当信号传输介质，现场感知端无任何有源电子器件。
传感光纤主要成分为二氧化硅，电绝缘，现场光缆无需供电，不存在电火花风险，适配核电厂易燃易爆、高辐射工况。特种耐辐照光缆经过改性，在核辐射环境下可以长期稳定工作，性能衰减可控，适合布置在核岛周边、废料存储区等特殊区域，解决普通电子传感器不耐辐射的痛点。
不同于点传感器离散采集，一条传感光缆可以实现几十公里链路上面每一个点位连续测量。针对蒸汽管道、电缆廊道、混凝土墙体，光缆沿着被监测对象敷设，实现“处处是测点"，不存在中间盲区，微小的局部过热、局部形变都可以被捕捉。空间分辨率可以达到米级，部分场景实现亚厘米级定位，精准输出异常距离位置，直接引导运维人员直达隐患点。
特种二氧化硅光缆本体设计使用寿命30年以上，适配核电几十年运行周期，大幅减少现场传感器更换频次，降低高危环境下人员检修作业量，降低全生命周期运维成本。
拉曼DTS系统专注高精度分布式温度监测，可设置多级报警阈值50℃、60℃、80℃等，用于过热火灾预警；布里渊BOTDR/BOTDA系统可以同步获取温度与应变数据，用于混凝土构筑物、管道焊缝的结构健康监测，识别开裂、变形、应力集中问题。系统支持与核电站现有DCS、SIS系统对接，数据接入现有运维平台。
系统具备本地组态屏幕显示，同时支持云端远程监测；发生超温、应变超限，实现声光报警、继电器输出、平台弹窗告警；全部历史数据自动存储，支持回溯查询，用于事故复盘、设备健康趋势分析，为设备预防性维护提供数据依据。
核废料储存是核电安全关键环节，废料衰变持续释放热量，如果散热失效会出现热量积聚，温度持续升高将引发严重安全事故。将耐辐照DTS测温光缆沿储存桶、储存库墙体、通风通道敷设，7×24小时连续监测全域温度，一旦局部区域温度异常升高立刻触发报警，提前预警散热系统故障。
核电站大量高温高压蒸汽管道，长期运行会出现保温层脱落、局部过热、焊缝热疲劳损伤。沿管道外壁敷设传感光缆，DTS监测管道外壁分布式温度，识别保温失效局部过热；搭配布里渊传感，同步监测管道应变，识别焊缝应力集中、管道形变，做到早期故障识别。
核电站电缆数量庞大，电缆隧道内部电缆老化短路会引发过热起火。采用DTS分布式光纤测温光缆沿电缆桥架敷设，全线监测电缆温度，早期捕捉电缆局部过热，在明火产生之前完成预警，防范电缆火灾事故。
核电站反应堆安全壳、冷却塔、水工混凝土结构，长期承受温度应力、压力，存在开裂风险。布设布里渊传感光缆埋入或者贴附混凝土表面，分布式获取结构应变，监测混凝土开裂、形变发展趋势，评估构筑物健康状态。
冷却水是核电站重要安全屏障，冷却管路堵塞、换热异常会带来机组运行风险，光纤测温系统对冷却水管道温度分布监测，及时发现换热异常。
项目实施分为前期方案设计、光缆选型、现场敷设、系统安装调试、平台对接、验收培训几个阶段。
第一，根据不同区域辐射剂量等级，选用对应等级耐辐照特种光缆；普通非辐射区域可以使用通用通信传感光缆。
第二，管道外壁采用不锈钢卡扣、耐高温压片进行光缆固定；混凝土结构采用预埋或者表面粘贴方式；电缆桥架把光缆沿电缆走向并行敷设，避开尖锐棱角，做好防护。
第三，解调主机部署于安全的设备机柜间，光缆通过穿墙密封接头进入监测区域，做好密封、屏蔽、接地处理。
第四，主机完成标定调试，设置对应项目报警阈值，完成和客户现有监控平台协议对接。
第五，完成人员培训，交付运维手册，建立后期技术服务机制。
实现核电站关键设施7×24不间断在线监测，变“事后故障处置"转变为事前预警、预防性维护，消除监测盲区，提前识别温度异常、结构形变隐患，极大降低核安全事故发生概率，筑牢核电安全防线。
减少高危区域人工巡检频次，降低人员暴露风险；光缆寿命长，大幅减少传感器更换，降低运维耗材与人工成本；精准定位故障位置，缩短故障排查时间，减少机组非计划停机带来的经济损失。
整套系统输出标准化监测数据，支撑核电站数字孪生平台建设，完成设备健康趋势分析，助力核电运维模式向数字化、智能化转型。
在我国核电产业稳步发展大背景下，安全永远是核电发展的生命线。传统点式传感器、人工巡检模式，越来越难以满足核电高可靠、长周期、全链路监测的现实需求。
分布式光纤传感技术凭借本征安全、抗辐射、长距离分布式感知、长寿命的独特优势，非常适配核电站多种高危复杂工况，在核废料库测温、热力管道状态监测、电缆廊道火灾预警、混凝土构筑物结构健康监测场景具备不可替代的应用价值。
北京鸿鸥成运仪器设备有限公司深耕光纤监测装备研发，面向核电行业提供硬件设备、方案设计、施工技术支持一体化服务，以光纤感知技术赋能核电站安全运行，助力国内核电行业高质量安全发展。
分布式光纤传感；核电站安全监测；DTS；BOTDR；BOTDA；耐辐照光缆；核废料温度监测；混凝土结构健康监测
核电站；核电厂；核岛；常规岛；核废料储存库；反应堆安全壳；蒸汽管道；二回路热力管道；电缆廊道；冷却塔；循环冷却水系统；核安全；核电运维；预防性维护
拉曼散射；布里渊散射；分布式光纤测温；温度‑应变耦合；光时域反射OTDR；后向散射光；斯托克斯光；反斯托克斯光；光纤解调主机
DTS分布式光纤测温系统；BOTDR布里渊光时域反射；BOTDA布里渊光时域分析；耐辐照传感光缆；特种核电光缆；光纤传感主机；智能网关；核电DCS系统；SIS系统；数字孪生平台
分布式温度监测；分布式应变监测；管道过热预警；混凝土开裂监测；高温部件状态监测；温度阈值多级报警；隐患定位；全生命周期监测
光缆预埋；表面贴装敷设；核电穿墙密封接头；光缆耐辐照选型；屏蔽接地；光损耗检测；系统标定；温度应变解耦补偿
本征安全防爆；抗核辐射；抗电磁干扰；无源传感；消除监测盲区；长寿命；减少人工巡检；高危区域监测；事故早期预警
Distributed optical fiber sensing；Nuclear power plant safety monitoring；DTS；BOTDR；radiation‑resistant optical cable；nuclear waste temperature monitoring
