前言
国家核安全局自1984年10月成立后已陆续发布了一批核安全法规(条例、规定和实施细则)和导则,核安全法规是强制性的法律文件.核安全导则是指导性文件,是法规的说明和补充.核安全法规和导则中规定了核安全监督管理制度,提出了核安全的基本要求以及建议采用的方法和程序,但在实际执行中还需有更具体的技术上的指导,我们曾选择了一部分国际原子能机构(IAEA) 或其它来源的技术作为蓝本,陆续编译成核安全法规手册和核安全法规技术文件,供有关部门和人员参考使用.
本文件是以美国IEEE一344为主要蓝本,在广泛调研查阅先进国家核设备抗震试验标准和有其它有关抗震试验的经验,并结合我国抗震试验台架的具体情况制订的.对我国核设备抗震鉴定试验具有一定的指导作用,对本文的应用,应在遵循我国有关核安全规定的基本原则基础上进行.
本文件由国家核安全局委托国家科委核安全中心负贵编写,并通过专家鉴定,对于专家提出的宝贵意见,在此表示感谢.
国家核安全局一九九五年十月七日
目录
1核设备抗展试验鉴定的范围2鉴定目的. (1)3对抗震鉴定振动台(或其它缴振设备)4设备抗震鉴定试验在设备合格质量鉴定中的排列次序 及外困设备的要求5试件的安装要求和测点布置 (2) (2)5.1安装要求5.2测点布置7抗震鉴定试验程序 6试验件的选择8抗震鉴定试验步骤 (3)8.1动态特性探查试验 (4)8.1.1动态特性探查试验的目的 (4)8.2抗展性能试验 8.1.2动态特性探查试验的方法8.2.1抗震性能试验中对设备性能的要求8.2.2抗展性能试验方法 (4)8.2.3单向试验方法的限制 8.2.4单频试验方法的限制8.2.5抗展性能试验要求 (5)8.2.6单频波法...8.2.6..1单向试验要求8.2.6.2阀门的抗震性能试验 8.2.7多频波法.8.2.8加载的时间间隔 (7) (8)8.2.9极限试验8.3最终检验9临界阻尼比... 10鉴定试验报告附录压水堆核电厂抗震I类设备举例 (9)参考文献
1核设备抗震试验鉴定的范围
承压系统机械设备、安全级的不承压机械设备、1E级电气设备以及少数虽定为非安全级但在地震 核电厂中抗震1类设备均应进行抗震鉴定,抗震1类设备包括安全1.2.3级流体时要履行某些安全功能的设备,此外:一些不履行安全功能的架空设备,如起重机,通风管道等在地震时若坠落会影响到其它安全级设备的这些设备也需进行抗震校核,抗震1类设备,应能承受SL1和SL2载荷,并保证在地震发生时或(和)地震后均能履行其安全功能,这些安全功能是:
②使反应堆安全停堆并保持在安全停堆状态:
①维持和保证反应堆冷却剂系统承压边界的完整性:
③堆芯余热排出:
④能减少和防止放射性物质向环境释敢,并保证不超过规定限值.
压水堆核电厂抗震1类设备举例见附录.
经验方法进行推理论证, 对于设备的抗震鉴定可以采用分析方法、试验方法或分析与试验相结合的方法,另外还可采用
当分析不足以合理又可信地证实抗震1类设备的完整性和可运行性时,必须用试验法进行签定,如控制棒驱动线、系、阀、继电器、电气设备及测量仪表.
一般来说,对于能动(即通过机械运动实现其安全功能)的机械设备和1E级电气设备,在第一次抗震鉴定时,宜采用试验方法,另外对于一些复杂的设备,很难通过分析计算方法,合理又可信地 验证其抗震性能(可运行性),或为验证其数学模型,也可采用试验方法进行抗震鉴定.
2鉴定目的
(变形)、强度和位移,验证设备在地震载荷的作用下能否正常工作,保持其完整性和可运行性,以履 通过抗震试验,测定设备的自振频率、振型、阻尼等振动参数和(或)地震反应,考核设备的别度行其安全功能.
3对抗鉴定振动台(或其它激振设备)及外围设备的要求
段应包括地震频率1一33Hz的范围,振动台能按照要求的反应诺由计算机系统生成符合要求的人 地震模拟握动台(或其它激报设备)应有足够宽的工作频率范围和良好的低频特性,其工作频工时程曲线并在台面产生相应的模拟地震动,或能在1一33Hz范围内的每一个指定额率上产生要求的单频波(一般为正弦拍波),使设备的响应达到设备技术规格书中要求的反应谱或要求的反应加速度值,台面承载能力应能覆盖设备的重量,台面的尺寸应大于设备安装面积,振动台最好能同时产生水平和竖向的运动.其输出波形和幅值应能方便地用计算机进行控制,
应能根据试验规格书的要求,安装必要的仪表和足够数量的传感器,对设备的结构特性、报动特性、功能特性、运行特性等各种参量进行监测,并有足够的测量通道和数据采集及分析系统,对测量数据进行分析处理和记录,测量数据包括:设备的振动特性,如自振频率、报型和临界阻尼比等:
设备在地震动下的响应特性,如各典型点的位移、速度、加速度,应力、应变等以及设备的完整性和可运行性、功能特性等:设备的运行特性,如压力、温度、流量、电流、电压等,这些参数可以采用计算机采集,也可以利用其它外加的仅表设备测试,
4设备抗震鉴定试验在设备合格质量鉴定中的排列次序
设备的抗展试验是设备的质量鉴定的一部分,抗震鉴定的试验件应是经老化试验的试验件,因此设备的质量鉴定次序应按老化(热老化、辐照老化、运行老化)→振动(必要时)和地震一LOCA环境鉴定的次序在同一试验件上进行.
5试件的安装要求和测点布置
5.1安装要求
试验件的安装方式应与实际安装条件相符,安装条件包括安装方向和安装方式均应与实际相符合,安装方式包括固定方式,如螺栓连接还是焊接,地脚螺栓的数量和大小,排列方式,焊接的型 式和长度等,另外外接电缆、水管、气管、油管等应尽可能与实际安装情况相同.试验中还应考虑连接的电缆线、信号馈线的影响、通电与不通电的影响等,如果在设备与振动台之间另外加入固定连接件,如夹具,支架等,这些连接支架应足够刚劲,其固有率应大于33Hz,不致引起设备基底输入颜率和辐值的变化,安装条件还包括在安装支承处的输入载荷和加载方式应模拟真实情况,当设备支承在几个支座上及各支承点的运动有很大差别时,应经论证后选取出起主导作用的支承部位, 在这个主导支承部位上的支承安装情况和输入的模拟地震动应必须与实际完全相同,对其它支承点,则尽可能地对支承安装情况和输出地震动按实际情况进行模报,如有可能,也可采用多点激振,根据各支承点的响应谱作多点输入,加载方向应有一个处于设备的抗震性能最不利的方向(设备刚度最小的方向).
5.2测点布置
应在设备的典型部位(预计对功能有影响的部位或应力,变形较大的部位)布置足够的加速度、位移,应力,应变传感器,以监测设备输入运动和设备典型部位的响应,经过数据处理可得到它们的各阶振型、自振频率和阻尼等.对加速度传感器的设置如果没有明确规定,可设置在设备的重心处及设备的最高处和最低处.应布置足够的监测仪表,以监测:①设备在振动过程中和振动后的工作情况,评价其功能特性,功能参数的变化及其是否在允差范围内,②设备的密封泄漏状况,评价其 完整性是否破坏,③设备的动力响应,以提供评价设备振动行为的信息,
另外,还应监测设备安装基座处的加速度等参数,以检验试验输入的正确性.监视仅表设备和监测方法应在试验大纲中描述,测点应有文字和(或)图纸说明.
6试验件的选择
试验模型一般采用1:1足尺模型,即采用原型设备进行试验鉴定,如果由于试验设备的限制,原型设备尺寸太大,则可采用缩尺模型进行试验,但必须满足相似准则,若采用模型,即非原件,应在尽量不影响设备动态特性和试验目的的前提下,对原件在结构上作适当简化或采用适当代用