堆芯测量探测器组件鉴定试验要求B版053中国核工业集团.docx
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堆芯测量探测器组件鉴定试验要求B版053中国核工业集团.docx
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堆芯测量探测器组件鉴定试验要求B版053中国核工业集团
项目名称
ProjectName
华龙一号堆芯测量探测器组件扩证项目
项目编号
ProjectNo.
17K-RD07
标题
Title
堆芯探测器组件鉴定试验条件
外部编码
ExternalNo.
受控编号
ControlNo.
内部编码
InternalNo.
KACP-CIN-D-JY-PV-X-TPM-RD-101
编制单位
CompiledBy
中核集团中核控制系统工程有限公司
(ChinaNuclearControlSystemEngineeringCo.,Ltd.)
版次
Rev.
状态
Status
编制
PreparedBy
校对
CheckedBy
审核
ReviewedBy
批准
ApprovedBy
A
CFC
李硕
2018.05.04
李志军
2018.05.07
刘素志
2018.05.08
邓鹏
2018.05.09
B
CFC
会签
Countersignedby
部门(单位)
Department(Unit)
姓名
Name
日期
Date
文件修改记录
MODIFICATION
REV
DATE
CHAPTER
PAGE
MODIFICATION
版次
日期
章节
页码
修改范围及依据
A
B
2018/05/09
2018/05/30
4
4
11
5~12
首次发布
更新了更详细的试验安装要求,增加了图片。
目录
1目的4
2适用法规、标准及文件4
2.1适用法规、标准4
2.2其他文件4
3设备描述4
3.1样件描述4
4试验条件5
4.1电磁兼容试验5
4.2机械磨损老化试验5
4.3热老化试验6
4.4交变湿热试验8
4.5辐照老化试验8
4.6振动老化试验9
4.7地震试验11
4.8严重事故试验12
附录A探测器样件结构示意图14
附录B电缆组件连接示意图15
1目的
本文适用于中核控制系统工程有限公司堆芯探测器组件鉴定试验项目,明确了具体的试验要求、试验内容以及组件的规格等。
2适用法规、标准及文件
2.1适用法规、标准
[1]HAF003-1991核电厂质量保证安全规定
[2]GB/T12727-2002核电厂安全系统电气设备质量鉴定
[3]GB/T10257-2001核仪器和核辐射探测器质量检验规则
[4]EJ/T1197-2007核电厂安全级电气设备质量鉴定试验方法与环境条件
2.2其他文件
[1]ACP1000S-441000-GG1堆芯中子-温度探测器组件设备规范书A版
[2]NPDA-000006-CNCS对“关于ACP1000堆芯测量系统探测器组件扩证阶段鉴定试验技术咨询”的回复
[3]1188T0039ACP1000设备鉴定条件C版
3样件描述
试验需要鉴定的样件为2支探测器组件及8根电缆与4个双通插座,这些样件组成了Y1~Y4共4套样品。
表3-1:
鉴定试验样品清单
样品名称
数量
编号
中子和温度探测器短组件
2
N1,N2
电缆组件
8
D1~D8
双通插座
4
S1~S4
注:
上述样品编号为零时编号,最终以产品上的标签为准。
表3-2:
Y1~Y4样品的组成
样品编号
组成
Y1
探测器组件N1连接电缆D1、双通插座S1、电缆D2
Y2
探测器组件N2连接电缆D3、双通插座S2、电缆D4
Y3
电缆D5连接双通插座S3、电缆D6
Y4
电缆D7连接双通插座S4、电缆D8
NTB型堆芯中子和温度测量探测器组件全长1.591m,内部包含了7支自给能中子探测器(SPND)、1支热电偶以及1个用于测量热电偶冷端温度的铂电阻。
结构简图见附录A所示。
每根电缆头端至尾端总长约5.5m,由两端的电缆转接直段和中间的波纹管组成,波纹管长度约为5m。
电缆转接直段直径最大处为Φ44mm,电缆波纹管段直径Φ33.2mm,电缆连接示意图见附录B。
双通插座用来连接两根电缆。
4试验条件
4.1电磁兼容试验
电磁兼容试验进行如下5个项目:
a)信号线高频传导敏感度试验,MIL-Std461E中第5.12.3节规定的方法进行。
b)电缆束注入脉冲激励传导敏感度试验,MIL-Std461E中第5.13.3节规定的方法进行。
c)信号线阻尼正弦瞬变传导敏感度试验,MIL-Std461E中第5.14.3节规定的方法进行。
d)磁场辐射敏感度试验,MIL-Std461E中第5.18.3节规定的方法进行。
e)电场辐射敏感度试验,MIL-Std461E中第5.19.3节规定的方法进行。
样品Y1、Y2进行试验,对探测器及电缆分别施加干扰,同时,电缆尾端引出试验房间(试验室房间应有供电缆引出的孔道),连接监测仪表进行输出电流和温度信号的监测。
Y3、Y4不进行电磁兼容试验。
4.2机械磨损老化试验
对探测器组件N1与电缆D1连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D1与双通插座S1连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D2与双通插座S1连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对探测器组件N2与电缆D3连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D3与双通插座S2连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D4与双通插座S2连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D5与其密封插座连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D5与双通插座S3连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D6与双通插座S3连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D7与其密封插座连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D7与双通插座S4连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
对电缆D8与双通插座S4连接处进行连接断开操作100次,试验结束后,更换新的密封圈。
总共进行1200次连接断开操作。
4.3热老化试验
所有试验设备都需由国家认可的计量管理单位检定或校准,或出具被认可的检定或校准报告,并确保试验实施期间所有设备都处于完好状态且在检定或校准有效期内。
将试验设备的检查结果记录在附录D-1中。
热老化试验需在特定的环境试验箱进行,试验方法采用EJ/T1197中的方法一,利用公式
来计算加速老化时间。
式中:
:
鉴定寿命的数值,单位为小时(h);
:
加速老化时间的数值,单位为小时(h);
:
材料的活化能,单位为电子伏特(eV);
:
波尔兹曼常数(0.8617×10-4eV/K);
:
正常使用环境温度的数值,单位为开尔文(K);
:
加速老化温度的数值,位为开尔文(K);
本次试验样品正常使用环境温度为50℃,加速老化温度采用150℃。
探测器组件的设计寿命为54个月,材料的活化能为0.636eV,计算得出需进行加速老化的时间为179h,考虑10%的裕量,共须进行197h的加速老化试验。
电缆的设计寿命为60年,材料的活化能为0.8261eV,计算得出需进行加速老化的时间为474h,考虑10%的裕量,共须进行522h的加速老化试验。
试验样品Y1~Y4以连接状态进行试验,并在热老化试验结束后一直保持连接状态进行后续试验(包括运输、安装、试验)。
试验方应提供空间足够的试验箱,且箱体有引出孔用于引出样品信号进行监测。
根据样品尺寸及数量,试验箱应不小于5m3。
试验方同时应准备固定样品的支架及耐温绑绳等。
图4-1:
固定在试验箱中的样品
图4-2:
探测器连接电缆示意图
4.4交变湿热试验
按照GB/T2423.4中规定的条件和方法进行交变湿热试验(循环湿热试验)。
——高温温度:
55℃
——相对湿度:
95%RH
——循环2次,12h+12h循环
试验方应提供空间足够的试验箱,且箱体有引出孔用于引出样品信号进行监测。
根据样品尺寸及数量,试验箱应不小于5m3。
试验方同时应准备固定样品的支架及耐温绑绳等。
4.5辐照老化试验
试验时使用的放射源为钴60γ源。
辐照剂量率1.5×103Gy/h。
根据设备鉴定条件,样品Y1、Y2寿期为4.5年,4.5年累积γ剂量为2.82×104Gy,事故后累积γ剂量为1.4×105Gy,考虑10%的裕量,总γ剂量为1.85×105Gy;严重事故工况下需承受8.85×105Gy的β辐照剂量,按照在中国科学院上海应用物理研究所进行的β辐照剂量转化γ辐照剂量试验,考虑10%的裕量,转化后的γ辐照剂量为0.89×105Gy。
综上,4.5年寿期辐照试验的累积γ剂量为1.85×105Gy+0.89×105Gy=2.74×105Gy。
样品Y3、Y4寿期为60年,60年累积γ剂量为3.75×105Gy,事故后累积γ剂量为1.4×105Gy,考虑10%的裕量,总γ剂量为5.67×105Gy;严重事故工况下需承受8.85×105Gy的β辐照剂量,按照在中国科学院上海应用物理研究所进行的β辐照剂量转化γ辐照剂量试验,考虑10%的裕量,转化后的γ辐照剂量为0.89×105Gy。
综上,60年寿期辐照试验的累积γ剂量为5.67×105Gy+0.89×105Gy=6.56×105Gy。
试验方应准备固定样品的支架。
图4-3:
辐照老化试验布置图
4.6振动老化试验
振动老化试验包括按三个规定轴的每一个轴向对试验样品相继进行下列三个阶段试验。
a)共振频率探查试验
采用连续正弦波信号在三个规定轴线方向的每一个方向对振动试验台进行激励,按照每分钟1倍频程的对数速率进行频率扫描,扫描频率范围为10Hz~500Hz,测出每个轴向放大倍数大于2的共振频率。
振动按下述特性来规定:
——在交越频率以下,位移不变;
——在交越频率以上,加速度不变。
振动条件应按第2阶段频率扫描耐久性试验相同的条件在一个扫描循环上进行。
为了使采用的振动条件能更好地确定响应特性,实际可采用下述条件:
——位移幅值(峰值):
0.015mm
——加速度幅值(峰值):
2m/s2(0.2g)
b)用频率扫描进行的耐久性试验
频率扫描范围:
从10Hz至500Hz。
振动条件采用:
——位移幅值(峰值):
0.15mm
——加速度幅值(峰值):
20m/s2(2g)
频率扫描的耐久性持续时间采用:
——总的持续时间:
6h
——对三个规定方向之每一方向的持续时间:
2h
c)在固定频率点的耐久性试验
对共振频率探查试验中发现的每一个共振频率进行试验。
如果没有发现共振频率,则对固定频率100Hz进行试验。
振幅和加速度与第2阶段具有相同值。
对每一共振频率点的耐久性持续时间采用:
——对三个规定方向之每一方向的持续时间:
10min
——总的持续时间:
30min
振动试验台的振动频率应实时地记录下来并绘制整个振动老化的频率曲线图。
试验方的振动试验台应能适配我方准备的工装台架,试验台架分为铝架工装、钢架工装两部分,铝架工装用来固定探测器部分,钢架工装用来固定电缆部分(电缆与探测器一直保持连接状态)。
铝架工装的重739.8kg,尺寸1500X1100X1800(mm);钢架工装的重744kg,尺寸900X1000X2250(mm)。
根据台架尺寸,试验台规格应不小于2m*2m。
Y1~Y4均单独进行试验。
图4-4:
试验台架及样品
图4-5:
试验台架结构图
4.7地震试验
按GB/T13625、EJ/T1197、RCC-E和NPDA-000012-CNCS的要求,进行5次1/2SSE加1次SSE地震试验。
取SSE反应谱曲线中各数值的一半,对应生成5次1/2SSE地震鉴定试验的反应谱。
地震响应谱如表1所示。
安装完成后、5次1/2SSE后以及SSE后需进行组件的功能测试,以判断组件试验前后性能的变化。
分2批进行试验,Y1、Y2一起安装到台架上进行第一批试验,Y3、Y4一起安装到台架上进行第二批试验。
试验台架与振动老化试验所用工装台架相同。
表1SL-2下压力容器顶部的地震响应谱(阻尼比5%)
水平
垂直
频率(Hz)
加速度(g)
频率(Hz)
加速度(g)
0.100
0.4
0.100
0.4
0.974
3
0.974
3
1.870
4
1.870
4
3.424
5
3.424
5
13.038
5
13.038
5
16.035
6
16.035
6
15.982
6
15.982
6
19.971
12
19.971
12
32.705
12
32.705
12
43.555
6
43.555
6
70.457
4.5
70.457
4.5
100.000
4.5
100.000
4.5
4.8严重事故试验
该项试验条件对应图4-5所示。
试验过程分为4个阶段:
阶段1:
使容器内温度达到50±10℃,压力保持在标准大气压条件的容差范围内。
保持至少24小时。
阶段2:
对设备施加热动力冲击。
30秒内使容器中的温度和压力分别达到150℃和0.47MPa。
在此温度和压力条件下至少保持12小时。
阶段3:
启动化学喷淋,12小时内容器中温度和压力线性下降至137℃和0.33MPa。
,喷淋溶液的初始成分为1.65%重量的硼酸+0.6%重量的氢氧化钠溶液。
喷淋液的初始PH值为9.0,喷淋时的速率为1.02×10-4m3/s/m2(面积),面积是指投影到水平面的容器可用面积。
阶段4:
维持容器中温度和压力在137℃和0.33MPa,持续14天(化学喷淋继上一阶段后持续84小时)。
Y1~Y4同时进行试验,Y1样品的探测器组件N1、电缆D1、双通S1均应放置在试验舱内,电缆D2通过孔道引出,用以测量信号。
Y2样品的探测器组件N2、电缆D3、双通S2均应放置在试验舱内,电缆D4通过孔道引出,用以测量信号。
Y3样品电缆D5、双通S3均应放置在试验舱内,电缆D6通过孔道引出,用以测量信号。
Y4样品电缆D7、双通S4均应放置在试验舱内,电缆D8通过孔道引出,用以测量信号。
试验方应保证舱内空间足够安装,Y1、Y2样品不能弯曲的部位有2.1米长。
试验方应提供用于固定的支架。
图4-5严重事故试验温度压力曲线
附录A探测器样件结构示意图
附录B电缆组件连接示意图
图B-1:
电缆组件连接探测器示意图
图B-2:
电缆组件连接24芯密封插座示意图
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- 关 键 词:
- 测量 探测器 组件 鉴定 试验 要求 053 中国 核工业 集团