[发明专利]一种燃料组件格架等效碰撞试验方法及试验装置

说明书

本发明提供了一种燃料组件格架等效碰撞试验方法及试验装置，涉及燃料组件测试设备技术领域，解决了燃料组件格架等效碰撞试验方法并非测试实际工况碰撞特性的技术问题。该燃料组件格架等效碰撞试验装置，包括模拟堆芯围板内框架、外水箱组件、加载装置和测试元件，燃料组件放置在模拟堆芯围板内框架中；模拟堆芯围板内框架放置在外水箱组件内；外水箱组件和模拟堆芯围板内框架之间及模拟堆芯围板内框架内部充满流体介质；加载装置穿过外水箱组件和模拟堆芯围板内框架后与燃料组件的格架传动连接；测试元件安装在模拟堆芯围板内框架上，用以对燃料组件格架碰撞物理量进行测量。本发明用于燃料组件格架实际工况碰撞特性测试。

技术领域

本发明涉及燃料组件测试设备技术领域，尤其是涉及一种燃料组件格架等效碰撞试验方法及试验装置。

背景技术

如图1所示，压水堆棒束型燃料组件由上管座15、多层格架(不同型式的燃料组件的格架平面尺寸、格架数量和高度均不同；每组燃料组件的格架一般包括两种类型，格架A16、格架B17，其功能、尺寸、力学性能均不同)、下管座13、燃料棒14、导向管和仪表管28等构成。实际使用时，导向管和仪表管28与燃料组件各层格架及上、下管座固接，格架通过专门设计的弹簧、刚凸限制燃料棒的运动，燃料组件上管座15由反应堆内的堆芯上板通过板弹簧18予以约束，燃料组件下管座13由反应堆内的堆芯下板予以约束。

根据美国核管理委员会NUREG-0800核电厂安全分析报告标准审查大纲的要求,需评估燃料组件在地震叠加失水事故工况下的抗震能力，保证燃料组件的结构完整性，维持堆芯可冷却几何形状。按照中国GB/T 17569-2013的要求，燃料组件为安全级I类抗震物项，应采用安全停堆地震水平的地震动进行抗震设计与鉴定。燃料组件抗震设计与鉴定的一种主要途径是数值计算分析。地震时，反应堆内相邻燃料组件之间、燃料组件与堆芯围板之间发生碰撞冲击，数值分析的一个重要工作是评估燃料组件各层格架所受到的地震碰撞力，因此，需要合理确定格架的等效碰撞参数(如等效碰撞刚度和等效碰撞阻尼)，燃料组件格架等效碰撞刚度、等效碰撞阻尼是燃料组件的重要力学参数。

目前，燃料组件格架的等效碰撞参数是根据空气中弹弓试验的结果确定的。弹弓试验在空气中开展，模拟反应堆堆芯上板和堆芯下板对燃料组件的约束，选择刚度较大的中间一层格架，为了便于拉伸组件，在格架外围四周设置一层环形钢箍，通过环形钢箍拉伸该层格架至指定位移后释放拉伸荷载，根据记录的格架与模拟围板的碰撞力及格架的位移，推求燃料组件格架的等效碰撞刚度和等效碰撞阻尼。实际上，采用此种试验方法和试验装置获得的等效碰撞参数反映的是格架外围钢箍与模拟堆芯围板的碰撞特性，由于在空气中开展试验，测试方法并非实际工况，也就并未获得实际格架与围板之间的碰撞特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料组件格架等效碰撞试验方法及试验装置，以解决现有技术中存在的燃料组件格架等效碰撞试验方法并非测试实际工况碰撞特性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种燃料组件格架等效碰撞试验装置，包括模拟堆芯围板内框架、外水箱组件、加载装置和测试元件，其中：

燃料组件放置在所述模拟堆芯围板内框架中；

所述模拟堆芯围板内框架放置在所述外水箱组件内；

所述外水箱组件和所述模拟堆芯围板内框架之间及所述模拟堆芯围板内框架内部充满流体介质；

所述加载装置穿过所述外水箱组件和所述模拟堆芯围板内框架后与所述燃料组件的格架传动连接；

所述测试元件安装在所述模拟堆芯围板内框架上，用以对燃料组件格架碰撞物理量进行测量。

作为本发明的进一步改进，所述加载装置包括支架、定滑轮A、定滑轮B、磁吸拉伸释放装置、钢丝绳和格架钢箍，其中：

所述支架固定在所述外水箱组件旁侧，且所述支架高度可调；