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ICS 27.120.10
CCS F 48
团 体 标 准
T/CNEA 035.1—2022
压水堆核电厂燃料组件格架水力性能 试验方法 第 1 部分：流致振动试验
Test method for hydraulic performance of PWR nuclear power plants fuel assembly grid—Part 1:flow-induced vibration test
2 0 2 2 - 1 1 - 1 5 发 布
中国核能行业协会 发 布
T/ CNEA 035.1—2022
目 次
工
T/CNEA 035.1—2022
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。
《压水堆核电厂燃料组件格架力学性能试验方法》与《压水堆核电厂燃料组件格架水力性能试验 方法》共同构成压水堆核电厂燃料组件格架试验方法团体标准体系。
本文件是《压水堆核电厂燃料组件格架水力性能试验方法》的第1部分。《压水堆核电厂燃料组 件格架水力性能试验方法》拟由以下两个部分构成。
——第1部分：流致振动试验;
——第2部分：压降试验。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国核能行业协会提出并归口，技术支持单位为上海核工程研究设计院有限公司、核工 业标准化研究所、苏州热工研究院有限公司。
本文件起草单位：上海核工程研究设计院有限公司、上海交通大学、中广核研究院有限公司。
本文件主要起草人：张朝柱、任冰、牛强、干富军、丁捷、杨萍、龚圣捷、张利。
本文件为首次发布。
T/CNEA 035.1—2022
压水堆核电厂燃料组件格架水力性能试验方法 第1部分：流致振动试验
1 范围
本文件说明了压水堆核电厂棒束型燃料组件格架流致振动试验的原理，规定了试验条件、试验本 体、测量仪器、试验件、试验步骤、试验数据处理、试验报告等内容。
本文件适用于压水堆核电厂棒束型燃料组件格架流致振动试验。其他类型反应堆燃料组件格架流 致振动试验可参照执行。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
本文件没有需要定义的术语和定义。
4 原理
将格架试验件置于模拟反应堆流速条件的水力回路中，使格架条带在流体冲刷下发生流致振动， 测量格架条带的振动响应，测量原理如附录 A 所示。试验主要关注由涡旋脱落引起的格架条带高频流 致振动。
5 试验条件
5.1 试验应在水力回路中开展，回路中流体的流速应包络反应堆内典型的流速范围。回路中流体温度 和压力可采用常温、常压。
5.2 试验回路设计流量应覆盖试验所需流量范围。试验回路应具备稳压功能，维持回路中流体压力稳 定。试验回路应具备冷却功能，能够使回路中流体的温度维持在常温水平。
5.3 试验应在去离子水环境中开展，防止试验回路和试验样品腐蚀，去离子水应目视无浑浊、无油、 无沉淀物，电导率宜小于1.0μs/cm。
6 试验本体
6.1 试验本体用于容纳带格架燃料棒束试验件，并为试验仪器设备提供测量接口，宜采用透光的材 质，以便使用激光测振仪对格架条带的振动进行非接触式测量。
6.2 试验本体进口应设置均流板。
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6.3 试验本体内部流道形式应与格架试验件外形匹配。试验件安装后不能与流道内表面接触，试验流 道与试验件之间的间隙不宜过大，应根据水力学相似原则确定间隙。
6.4 试验本体与试验回路的连接部分应采用隔振或缓振措施，减小管道振动对试验本体的影响。试验 本体应设置加固支撑结构，使试验本体固有频率与试验件固有频率相互避开。
7 测量仪器
7.1 应使用合适的仪器测量回路中流体温度、压力、流量、格架条带振动及试验本体振动等参数，测 量仪器类型和精度要求如下：
a) 温度测量：宜采用热电偶或热电阻，精度I级;
b) 流量测量：宜采用涡轮或文丘里流量计，精度±0.5%;
c) 压力测量：宜采用压力传感器，精度±0.2%;
d) 格架条带振动测量：宜采用激光测振仪，精度±1%;
e) 试验本体振动测量：宜采用加速度传感器，精度±5%。
7.2 应将激光测振仪固定支架置于隔振平台，且隔振平台不能与试验台架连接。
8 试验件
8.1 试验件用于模拟原型燃料组件，由格架试验件和模拟燃料棒组成。对于压水堆棒束型燃料组件， 可采用3×3、4×4、5×5等棒束结构形式的小比例试验件。
8.2 格架试验件的弹簧、刚凸、搅混翼等局部结构特征及尺寸参数应与原型燃料组件格架一致。格架 试验件的材料应与格架原型的材料一致。
8.3 模拟燃料棒包壳材料、外径、壁厚、公差、直线度及表面粗糙度应与燃料棒设计值一致。
8.4 模拟燃料棒的线质量密度应与燃料棒线质量密度设计值一致。
9 试验步骤
9.1 安装试验件、试验本体及测量仪器。
9.2 按试验回路运行规程和试验大纲要求启动回路，同时检查回路设备及测量仪器是否正常工作。
9.3 调节回路流量至试验工况要求值，维持回路流体流量、温度和压力稳定。
9.4 调节激光测振仪的测点对准格架条带指定位置，并使隔振台保持稳定。
9.5 待试验回路运行和隔振台稳定后，连续采集2min 试验数据，包括流体流量、温度、压力、格架 条带振动响应和试验本体振动响应等数据，流体流量、温度、压力的采样频率宜采用1 Hz~2 Hz, 格 架条带振动响应的采样频率宜不低于4000 Hz, 试验本体振动响应采样频率宜不低于500 Hz。
9.6 逐一完成所有试验工况。
9.7 完成所有工况后，应选择若干工况开展重复性试验。
10 试验数据处理
10.1 通过激光测振仪可以直接测量得到格架条带振动加速度、速度及位移等时域信息，并通过快速 傅里叶变换得到频域信息，根据频域信息确定高频振动峰的频率和振幅。
10.2 格架条带的振动频率需要根据水的折射率折射率做一定修正，修正公式如下。
式中：
fm — 激光测振动仪器输出的振动频率， Hz; f ——格架条带高频流致振动频率，Hz;
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…………………………………………(1)
n ——水的折射率，无量纲。
10.3 格架条带高频流致振动主要由周期性的涡旋脱落引起，通常可采用无量纲相似数 Strouhal表 征 这种周期性影响，计算公式如下。
…………………………………………
(2)
式中：
St——Strouhal 数，无量纲;
f ——格架条带高频流致振动频率，Hz; h ——格架条带厚度，m;
V—— 格架条带上游来流速度， m/s, 采用流量除以棒束区流通面积计算。
11 试验报告
试验报告应包括但不限于以下主要内容：
a) 试验目的;
b) 试验回路;
c) 试验本体;
d) 试验件;
e) 测量仪器及测点布置;
f) 试验工况表;
g) 试验步骤;
h) 试验结果;
i) 试验结论。
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附 录 A ( 资 料 性 ) 测 量 原 理 图
图 A.1 给 出 了 格 架 流 致 振 动 测 量 原 理 图 ， 包 含 试 验 本 体 ， 隔 振 台 和 激 光 测 振 仪 等 硬 件 的 布 置 示 意 。
图 A.1 格 架 流 致 振 动 测 量 原 理 图
