Модальный анализ макетов ТВС реакторов ВВЭР при силовом и кинематическом возбуждении вибрации

1. Модальный анализ макетов ТВС реакторов ВВЭР при силовом и кинематическом возбуждении вибрации В.В. Макаров А. В. Афанасьев И.В. Матвиенко

2. Результаты экспериментального модального анализа необходимы: • для настройки и верификации расчетных кодов; • для отстройки от резонансов на частотах вынуждающих сил. В ходе экспериментального модального анализа определялись модальные характеристики (формы, частоты, коэффициенты демпфирования, передаточные функции) пяти полномасштабных макетов ТВС ВВЭР-1000, ВВЭР-1500, ВВЭР-440 и их элементов (твэлов, уголков, нижней решетки)

3. Стенд-стапель виброиспытаний Каркас стенда Устройство продольного поджатия Макет ТВС

4. Приложение вибронагрузки к ДР (силовое нагружение) Акселерометры Макет ТВС Динамометр Электродинамический вибростенд

5. Приложение вибронагрузки к опорам (кине-матическое на-гружение) вибростенд акселерометры макет ТВС вибростенд

6. Временная реализациясигнала с акселерометра

7. Автоспектр сигнала с акселерометра SAA(f)=A*(f)ּA(f)=|A(f)|2

8. Определение типа колебаний Схема расположения датчиков на ТВС Акселерометры А В Фаза взаимного спектра сигналов Направление вибронагрузки SAB(f)=A*(f)ּB(f)

9. 4 3 Im(H1) 2 1 H1(f)=SAB(f)/SAA(f) Передаточная функция Frequency response H1(A,B): Определение форм колебаний

10. Автоспектр колебаний макета ТВС-2М при силовом возбуждении Нагружение ударным молотком Нагружение вибростендом

11. Формы изгибных колебаний макета ТВС-2М

12. Формы крутильных колебаний макета ТВС-2М

13. Вибрационные характеристики ТВС-2М

14. Колебания макета ТВС ВВЭР-1500 (f=4,1 Гц)

15. Колебания ТВС ВВЭР-1500 (f=8,7 Гц)

16. Колебания ТВС ВВЭР-1500 (f=13,4 Гц)

17. Колебания ТВС ВВЭР-1500 (f=7,2 Гц)

18. Колебания ТВС ВВЭР-1500 (f=14,6 Гц)

19. Собственные частоты колебаний ТВС

20. Коэффициенты демпфирования колебаний ТВС

21. синфазное возбуждение вибрации опор Передаточные функции ТВС-2Мна уровне ДР4 возбуждение вибрации опор в противофазе

22. Передаточные функции ТВС ВВЭР-1500 при кинематическом возбуждении вибрации опор

23. Воспроизведение сейсмической нагрузки на опорах УТВС:временные реализации ускорений опор и целевых функций

24. Воспроизведение сейсмической нагрузки на опорах УТВС:автоспектры колебаний опор и целевых функций

25. Отклик УТВС на уровне ДР11 при воспроизведении сейсмической нагрузки на опорах ТВС

26. Автоспектры колебаний твэлов(на примере макета ТВС-2М) Пролет 340 мм, Частота 83-120 Гц верхний пролет 260 мм, без топливных таблеток, частота 320-360 Гц

27. Собственные частоты твэлов в макетах ТВС

28. Собственные частоты одиночного твэла

29. Колебания уголков РК-3 ВВЭР-440 (135 Гц)

30. Колебания уголков РК-3 ВВЭР-440 (283 Гц)

31. Заключение 1Проведены исследования вибрационных характеристик пяти макетов ТВС реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и ВВЭР-1500 при силовом и кинематическом возбуждении вибрации. 2 В собственных колебаниях макетов ТВС присутствуют формы, характерные для ТВС как целого, а также свойственные отдельным элементам ТВС. 3 В колебаниях ТВС как целого имеются изгибные и крутильные формы. 1-я частота изгибных колебаний макетов составляет от 2 Гц у макета ТВС ВВЭР-1500, имитирующего «выгоревшее» состояние, до 6,9 Гц у макета РК-3 ВВЭР-440. 1-я частота крутильных колебаний находится в пределах от 4,5 до 16,8 Гц.

32. 4 При кинематическом возбуждении вибрации опор частоты и амплитуды колебаний ТВС на резонансах зависят от амплитуды вибрации опор. 5 Частотысобственныхколебаний твэлов в пролетах между ДР определяются главным образом длиной и массой пролета. Введение антивибрационной решетки увеличивает собственную частоту твэла до величин около 2 кГц. Появление зазоров между твэлами и ячейками ДР приводит к снижению собственной частоты твэла в пролете длиной 340 мм примерно на 30 %.