一种足尺燃料组件的抗震试验方法及抗震试验台架技术

本发明专利技术提供了一种足尺燃料组件抗震试验方法及抗震试验台架，涉及核试验设备技术领域，解决了无相应试验台架以对足尺燃料组件的抗震性能进行试验的技术问题。该足尺燃料组件抗震试验方法包括燃料组件通过抗震试验台架固定到地震模拟振动台上、注水模拟工作状态并进行测试；该抗震试验台架，包括盛有水的水箱、放置在水箱内用于固定燃料组件的内部框架、设置在水箱顶部以对燃料组件压紧的预紧机构、以及设置在水箱上与内部框架顶紧以进行限位的稳框组件；水箱安装在地震模拟振动台上，还包括放置在燃料组件、水箱和/或内部框架上的检测元件。本发明专利技术用于燃料组件的抗震试验，是一次由无到有的过程，能对燃料组件进行足尺寸抗震试验。震试验。震试验。

【技术实现步骤摘要】
一种足尺燃料组件的抗震试验方法及抗震试验台架


[0001]本专利技术涉及核试验设备
，尤其是涉及一种足尺燃料组件的抗震试验方法及抗震试验台架。

技术介绍

[0002]如图24所示，核电站反应堆燃料组件是由燃料棒500、上管座400部件、下管座300部件、定位格架、导向管部件、通量测量管等构成，燃料组件上有多层定位格架(定位格架A600、定位格架B700、定位格架C800)，定位格架焊接在导向管上，通过内部的弹簧将燃料棒固定，形成燃料组件。燃料组件上、下端部分别通过上、下管座的管孔和销钉与外部支撑结构固定连接。
[0003]燃料组件的抗震问题是关系到核电站安全的重要课题。根据我国核安全法规和《核电厂的抗震设计与鉴定(HAD102/02)》规定，燃料组件属I类抗震物项，其设计应满足在地震载荷作用下保持结构完整性和执行安全功能能力。由于在地震作用下，燃料组件存在间隙、碰撞、摩擦、滑移等复杂因素，而且还存在流固耦合作用。迄今燃料组件的足尺抗震研究是利用软件分析评估燃料组件抗震安全性，并依据分析结果改进和检验计算分析方法和程序。这种软件分析方法存在简化模型待验证、计算参数欠合理的缺点。
[0004]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
[0005]现有技术中还未有直接对足尺燃料组件进行抗震试验的装置或方法，没有用于燃料组件抗震试验使用的抗震试验台架的相关产品和专利，从国内外公开发表的文献来看，也没有燃料组件抗震试验台架的描述。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种足尺燃料组件的抗震试验方法及抗震试验台架，以解决现有技术中存在的无直接对足尺燃料组件进行抗震试验的装置或方法的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0008]本专利技术提供的一种足尺燃料组件抗震试验方法，包括如下步骤：
[0009]步骤100、选择需测试的燃料组件；
[0010]步骤200、将选定的燃料组件固定到抗震试验台架上，然后将抗震试验台架固定到地震模拟振动台上，将检测元件固定到燃料组件和/或抗震试验台架上；
[0011]步骤300、向抗震试验台架内注入水以模拟燃料组件实际工作状态；
[0012]步骤400、启动地震模拟振动台向抗震试验台架输入地震波形，并利用抗震试验台架将该地震波形传递到燃料组件上，进行地震模拟。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，步骤200中，检测元件包括电涡流位移计、加速度计、碰撞力传感器和应变片。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，步骤200中将燃料组件固定到抗震试验台架上包括如下步骤：
[0015]A1、进行抗震试验台架中内部框架的组装，并在内部框架组装过程中进行燃料组件的吊入安装，安装完成后要保证燃料组件的轴线与内部框架的顶面和底面垂直；
[0016]A2、安装防水型电涡流位移计、加速度计、碰撞力传感器，并在燃料组件表面粘贴应变片。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，步骤200中将抗震试验台架固定在地震模拟振动台上包括如下步骤：
[0018]A3、将抗震试验台架中的水箱与地震模拟振动台锚固，再将抗震试验台架中的内部框架及燃料组件整体吊入水箱，水箱底部通过支头定位销钉与内部框架顶紧，同时将水箱中、上部通过锚杆与内部框架顶紧，并将水箱顶部与内部框架中的上堆芯板锚固，再将支撑组件与水箱锚固，完成水箱和支撑组件的安装；
[0019]A4、将抗震试验台架中的压板安装在上堆芯板上，通过调节螺栓从板弹簧预紧槽上对燃料组件板弹簧进行预紧，当预紧位移达到设计压缩量时，即完成燃料组件的全部安装工作。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤A1中，当测试的燃料组件数量为1组时，还包括在内部框架对应单独燃料组件的插槽中垂直插入隔板，再将单组燃料组件垂直吊入；或者是，当测试的燃料组件数量多于1组时，还包括在内部框架对应多组燃料组件的插槽中垂直插入隔板，再将多组燃料组件依次垂直吊入。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，步骤A1中，当测试的燃料组件间隙不同时，还包括对内部框架中的上堆芯板和下堆芯板更换步骤，以使得上堆芯板和下堆芯板上的定位销钉与不同间隙的燃料组件上、下管座的管孔对正。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，燃料组件的不同间隙包括2.0mm和3.0mm。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，步骤200中，所述抗震试验台架的基频不低于燃料组件体系的地震频响高频限值33Hz。
[0024]本专利技术提供的一种用于实施所述燃料组件抗震试验方法的抗震试验台架，其特征在于，包括水箱和内部框架，燃料组件固定在所述内部框架内，所述内部框架固定在所述水箱内，所述水箱固定在地震模拟振动台上。
[0025]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0026]本专利技术提供的燃料组件抗震试验方法，能根据燃料组件的大小、形状、工作环境、不同组件数目、不同组件间隙，并重点考虑地震模拟试验的要求进行，能满足不同组件数目和不同间隙燃料组件抗震试验的需要；本专利技术能实现燃料组件的抗震试验，相比软件进行抗震分析具有数据更加真实、准确的特点。
[0027]本专利技术提供的抗震试验台架，是一次由无到有的过程，现有技术中没有对足尺燃料组件进行抗震试验的装置，只是通过软件对燃料组件进行抗震性能分析，即使存在格架抗震试验件，该格架抗震试验件也只是用于放置乏燃料，然后将乏燃料浸没于水中进行收纳的装置，而且现有技术中仅仅对用于放置乏燃料的格架进行抗震试验，由此，本专利技术提出了一种对足尺燃料组件进行抗震试验时所需的抗震试验台架，通过将燃料组件放置在本专利技术的试验台架上，利用地震模拟振动台能够对燃料组件进行各种抗震试验；
[0028]本专利技术的进一步可选实施方案中，通过设置可拆卸的隔板，能满足1
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N组组件(1
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1、1
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3、1
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5、1
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7、1
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9、1
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11、1
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13、1
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15、1
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17)和不同组件间隙(2.0mm、3.0mm)的
条件下燃料组件抗震试验的要求，以达到节约成本和测试准确的目的；
[0029]本专利技术的进一步可选实施方案中，水箱底部通过支头定位销钉对内部框架进行限位，同时，分别沿下部、中部和上部设计有若干锚杆，通过锚杆将水箱和内部框架顶紧，提高试验台架整体刚度；
[0030]本专利技术的进一步可选实施方案中，抗震试验台架内的隔板设计为可拆卸的，内部框架内壁特定位置设置插槽，隔板插入不同位置插槽，以满足不同组件数目的限位要求；
[0031]本专利技术的进一步可选实施方案中，上、下堆芯板设计为两套，分别用于小间隙和大间隙的试验，不同间隙的抗震试验只需更换上、下堆芯板，并将销钉插入上、下堆芯板对应的销钉孔即可；
[0032]本专利技术的进一步可选实施方案中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种足尺燃料组件抗震试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100、选择需测试的燃料组件；步骤200、将选定的燃料组件固定到抗震试验台架上，然后将抗震试验台架固定到地震模拟振动台上，将检测元件固定到燃料组件和/或抗震试验台架上；步骤300、向抗震试验台架内注入水以模拟燃料组件实际工作状态；步骤400、启动地震模拟振动台向抗震试验台架输入地震波形，并利用抗震试验台架将该地震波形传递到燃料组件上，进行地震模拟。2.根据权利要求1所述的足尺燃料组件抗震试验方法，其特征在于，步骤200中，检测元件包括电涡流位移计、加速度计、碰撞力传感器和应变片。3.根据权利要求1或2所述的足尺燃料组件抗震试验方法，其特征在于，步骤200中将燃料组件固定到抗震试验台架上包括如下步骤：A1、进行抗震试验台架中内部框架的组装，并在内部框架组装过程中进行燃料组件的吊入安装，安装完成后要保证燃料组件的轴线与内部框架的顶面和底面垂直；A2、安装防水型电涡流位移计、加速度计、碰撞力传感器，并在燃料组件表面粘贴应变片。4.根据权利要求1或2所述的足尺燃料组件抗震试验方法，其特征在于，步骤200中将抗震试验台架固定在地震模拟振动台上包括如下步骤：A3、将抗震试验台架中的水箱与地震模拟振动台锚固，再将抗震试验台架中的内部框架及燃料组件整体吊入水箱，水箱底部通过支头定位销钉与内部框架顶紧，同时将水箱中、上部通过锚杆与内部框架顶紧，并将水箱顶部与内部框架中的上堆芯板锚固...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓，张艳红，高建勇，朱洪东，杨陈，邢国良，曾迪，张立红，曾新翔，吕玮，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：