CEFR堆芯燃料组件抗震试验方法研究
2021-04-20高付海莫亚飞王鲁波
原子能科学技术 2021年4期
高付海,莫亚飞,王鲁波
(中国原子能科学研究院 反应堆工程技术研究部,北京 102413)
自2011年中国实验快堆(CEFR)首次并网发电以来,为充分发挥其实验平台作用,CEFR堆芯燃料的设计和制造国产化逐步被提上日程。国产的CEFR燃料组件在材料选择、结构型式、制造装配和焊接工艺上均与CEFR堆芯目前使用的组件存在差异,如结构材料采用国产316Ti不锈钢、燃料棒下端塞与小栅板配合改为蒜头型设计方案等,国产燃料组件在地震下能否保证结构完整性和气密性,可通过抗震试验的方式予以论证。针对快堆堆芯地震动力学响应,国外特别是法国和日本进行了大量的试验和数值计算研究工作,建立地震模拟振动台,开展堆芯抗震试验,开发专用计算程序(如法国CEA的CASTEM和日本PNC的FINAS),研究目的在于准确预测和正确评价地震作用下堆芯的结构动力学响应[1-6]。俄罗斯为了验证CEFR组件的动态可靠性,开展了组件模拟件的耐振试验考验研究[7]。国内中国原子能科学研究院[8-12]和华北电力大学[13-14]组织开展了持续的堆芯抗震研究工作,计算了CEFR堆芯在地震载荷下的动力学响应,掌握了快堆堆芯抗震的数值计算方法。在试验研究方面中国原子能科学研究院委托清华大学测试了CEFR组件模拟件在水中的固有频率和阻尼比等动力学特性,积累了良好的工作基础。
本文基于俄罗斯的组件耐振试验方案,结合国内机械设备抗震试验法规标准要求,针对组件的结构、堆内安装和变形特点,提出一套新的组件抗震试验方法,新方法可保证对组件的抗震性能考验是全面的,且更加符合组件在堆芯处的实际变形状态。……
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