ICS 27.120.20 F 65 备案号：54724—2016 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T20382—2016 压水堆核电厂堆内构件的振动监测 Vibration monitoring of internal structures in pressurized water reactor nuclear power plants 2016-02_-05发布 201607~01实施 发布 国家能源局 NB/T20382—2016 目 前言 IHI 1 范围 术语及定义 3 堆内构件振动监测方法 2 监测信号 4 5 监测系统 6 6 监测程序 7 7 文件 8 附录A（资料性附录） 谱函数的数学定义. 22 附录B（资料性附录） 用堆外中子探测器测革堆内构件振动的原理 24 附录C（资料性附录） 用压力容器的绝对位移传感器探测和监测堆内构件振动的原理性准则..．26 附录D（资料性附录） 堆内构件振动激励源、响应和模态 28 参考文献 29 NB/T20382—2016 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准参考IEC61502：1999,Nuclearpowerplants-pressurizedwatervibrationmonitoringofinternal structures制定。 本标准的附录A、附录B、附录C和附录D是资料性附录。 本标准出能源行业核电标准化技术委员会提出。 本标准由核I业标准化研究所归口。 本标准起草单位：中国核动力研究设计院。 本标准主要起草人：刘才学、杨泰波、沈峰、罗婷、彭翠云。 II NB/T20382—2016 压水堆核电厂堆内构件的振动监测 1范围 本标准规定了压水堆核电厂堆内构件（含燃料组件）振动的监测方法、监测程序和对监测系统及 r 监测文件的要求。 本标准适用于基于对堆外中子波动信号和反应堆压力容器振动信号的监测、判断压水堆堆内构件 振动行为。同时可附加测量一回路的振动和冷却剂的压力波动，检测一回路结构支承件的劣化。其他 堆型也可参照执行。 2术语及定义 下列术语和定义适用于本文件。 2. 1 堆内构件internalstructure（或internals） 位于反应堆压力容器内，由吊篮、吊篮压紧装置、上部支撑组件和下部支撑组件等组成。 2. 2 吊篮corebarrel 反应堆内盛放堆芯的带法兰的圆简（见图1)。 2. 3 吊篮压紧装置 core barrel clamping system 紧压在上下堆内构件上的压紧弹簧(见图1)或其他压紧结构。 2. 4 热屏蔽体thermalshield 用以减缓辐照条件下反应堆压力容器钢材的脆化而围在堆芯吊篮四周的金属构件（见图1)。但并不 是所有的反应堆都用这种构件。 2. 5 堆外中子探测器 ex-core neutron detector 一种安装在反应堆压力容器外（在堆芯高度处）通过测量中子注量率监测反应堆功率的探测器，如 电离室(见图1)。 2. 6 中子噪声 neutron noise 由反应堆中子源的发射变化引起或由中子向反应堆堆外输运时的变化引起的中子注量率波动。 2.7 堆外中子噪声 ex-core neutron noise NB/T20382—2016 指堆外中子探测器输出信号中的波动成分，它正比于到达探测器的中子注量率中的波动成分。 2. 8 固有频率eigenfrequency 反映结构振动特征的优势频率，对堆内构件主要关注一阶梁型振动频率和二阶壳型振动频率。 2. 9 梁型振动 beam mode vibration 结构像梁·-样运动的固有振动模态（见图2）。堆芯吊篮的一阶梁型振动模态对应于摆动。 2.10 壳型振动 shell mode vibration 轴对称壳的固有振动模态，如圆简形吊篮（见图3）。 2. 11 谱特征spectralsignatures 表示与频率有关的谱函数的特征（参见附录A）。包括单通道谱特征和交互通道谱特征。 2.12 自谱，即自功率谱密度函数(PSD)：归一化自谱表示为中子波动相对值的或归一化的功率谱密度 (NPSD) 。 2.13 交互通道谱特征（对两两相关的信号）cross-signatures(forsignalsassociatedtwobytwo) 互谱，表示为互功率谱密度（CPSD)、相位和相干函数。 3堆内件振动监测片法 3.1堆内构件振动的传输 当在反应堆外部实施堆内构件的振动监测时，堆内构件振动的传输--般有以下两种途径： a) 堆内构件振动所引起的堆芯吊篮和压力容器间水层厚度的改变，造成中子注量率的波动，依靠 这种机理，将振动传输给堆外中子电离室（参见图4、图5和附录B)； b) 通过堆内构件和压力容器间的压紧装置，堆内构件将振动传输给压力容器上的加速度计或位移 传感器（参见图6、图7、图8和附录C)。 3.2堆内构件振动的检测 对反应堆堆内构件的振动检测至少应使用以下两种技术中的·种： a）由堆外中子电离室测量的中子噪声分析技术； b）作为中子电离室的中子噪声分析技术的补充和允余的反应堆压力容器振动传感器的振动监测 技术。 为提高诊断的可靠性，宜同时使用这两种技术。 此外，在监测中子噪声和压力容器振动的间时，可附加测量·-回路振动和冷却剂压力波动，也能 检测一回路结构支承件的劣化。 3.3堆内构件异常振动的检测 2 NB/T20382—2016 根据堆内构件的一阶振动模态在低频范围（例如，低于50Hz或100Hz）、且大多数由振动引起的 结构劣化现象有随时间缓慢变化的特点，所采用的异常检测方法应能识别、表征与结构振动模态相对 能实现异常检测。 4监测信号 4.1中子噪声 4.1.1核仪表使用 4.1.1.1不必独立设置探测中子噪声的中子电离室，可利用核仪表系统的中子电离室。 方向取上下两段电离室信号。这些信号应来自能最灵敏和最精确地监测堆内构件振动的中子电离室段 位。 4.1.1.3对某些采用四个非等角度布置或三个呈120°角布置的反应堆中子电离室信号，应作专门的 分析。 件振动的辅助信号。 4.1.2信号调理 4.1.2.1总则 核仪表系统的输出信号应与监测系统电气隔离（见图11），以保证监测系统故障不影响电厂的运 行。 4.1.2.2总信号 堆内构件的振动位移正比于信号的波动成分与总信号之比。总信号应由中子电离室的电流信号i 经转换器转换成电压（V）并隔离放大，其数量级在几百毫伏到几伏之间，通常由核仪表系统的仪表机 柜提供。用堆外中子电离室测量堆内构件振动的原理参见附录B。 4.1.2.3波动信号（中子噪声） 4.1.2.3.1波动信号的调理应将总信号中的微弱的波动信号处理为关注频率范围内可供分析的动态 信号。 4.1.2.3.2获得可供使用的波动信号的方法有： a）用偏置电压抵消直流成分； b）用滤波器滤掉直流成分。 4.1.2.3.3在用滤波的情况下，应使用高通滤波器，截止频率必须低于关注的结构最低频率，典型在 0.3Hz~1.0Hz，并对滤波后的信号进行放大（放大因子通常在400~1000之间）。滤波器应调谐以使每级 滤波器之间的相位误差低于2。 4.1.2.4归一化中子噪声 归一化中子噪声与di/i成正比，由波动信号dV除以总信号V获得。其获取的方法有： 用除法器获取，除法器的指示精度应在1%以内； 从仪表机柜转换工程单位后所记录的总信号指示值获取； 可将电压比率dV/V转换成由计算机后续处理的数码。dV/V在10"~10量程内，dV/V的测量 c) 误差应不大于10%。 从可移动式探测器获得的信号不是连续有效时（仅当探测器置于堆芯时它才有效)，用堆芯中子噪声分析的诊断 不包含在本标准中。 3