EJ T 1188-2005 核电厂压水堆堆内构件的振动监测.pdf

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1、ICS 27. 120.27 F 65 备案号：15853-2005中华人民共朝自模特业棒推EJ/T 1188一2005核电厂压水堆堆内构件的振动监测Vi brat i on mon it。ri ng of i nterna I structures in pressur i zed water react。r。fnuclear p。werplants CIEC 61502:1999,Nuclear power plants-pressurized water vibration monitoring of internal structures, MOD) EEEEftajtiaIII-Ef

2、 wFuaaEE-a MMMMWUS EEEEZEB俨VJUU们UUUuunu川川呻lItttinuati配UUUUuunuHHHHMMM晴晴nUEEEEUUU川nu”HMMM晴啤囚1iZIEE剧3川剧MMUHMFO呻Izalu川nUIiiu们川川川Miili户M. ,-ZEE-ZEd- -EZEEEaEa-EZ BEES-E SEEEBEBEE-! lBEla-a 2005-04-11发布2005一07-01实施国防科学技术工业委员会发布一四月1188-.2005自次Ta了114q品9臼nLqhququqUA古nohonO咛d巧i叶t7只UQdQMQdQdQMOh4品飞户OQUI122倒22

3、实型典mmh- u准陆川一理原前川动振件构理创原蜘的自荫阳t损件全帧跚堆倡惺移泪帆L丘U义路中州定摆在学探阳数子器划口可的中窑检信号数外办法输测的动倍二咄堆压方传检动振统谱用用测的的振器系监动功常容器段段刻划录动振振异力感u况阶u阶时时附义振件件件声压传备件录工备段段u备段段出剧性定件构构枪口亏噪堆化统设软采堆序准阶阶准盼阶阵阵料和构内内内信子应样系测蜒的应程前测断前测断勤勤慢就U围语内堆堆堆测中反多测监监谱反那役监诊件役监诊KM川C四合一口言范术堆123监123监1234监123文123LW和录和前引123乱孔丘44445旦旦旦旦67111附附酣参I 在J/T1188一2005刚昌本标准修改

4、采用IEC61502:1999核电广压水堆堆内构件的振动监测。本标准与IEC61502:1999在主要技术内容上没有差异，但是为在格式上符合GJB6000-2001标准编写规定的要求，进行了编辑性修改，主要有：a) 对目录进行了改编，将第4章“系统要求”分编为“监测信号”和“监测系统”两章：b) 第1章按GJB6000要求进行了修改：c) “ 4. 2. 1. 4传感器的功能检验”，根据我国核工业的实际情况，只提出要求，不规定具体做法：d) “ 6. 1. 3启动时的运动识别”增加了宜把谱分析数据作为电厂数据库的基线数据的内容：e) “6.3诊断阶段”增却了区分异常鼠目的要求：f) 删去了与标

5、准文本关系不大的图2、自12、图15和图16，并重新编排了图的编号。本标准与EJ/T737一1992核反应堆噪声分析一般原则等相关标准是协调和相容的。本标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录。本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工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：盛焕行。II EJ丁1188一2005引. “ 一间数例堆内构件（堆芯吊篮、热屏蔽体）事故己影响压水堆机组的正常运转，不得不花费昂贵的修复费用c此外，随着反应堆老化，这类事故可能会变得越来越多。为及时对这些部件进行维修，希望能在早期检测到所有堆内构件和燃料组件的异常行为。业已表明，当反

6、应堆运行时，使用非干扰法检测影响这些构件的振动是可行的。能设计一种定期、可靠地监测，并可由专家解释监测结果的系统。运行这种系统，可期望减少需要检查的频度。对这种振动的标准化监测和规范化解释能使圄际间的比较更加容易。III EJ/T 1188-2005 核电厂压水堆堆内构件的振动监测1 范围本标准规定了核电厂压水堆堆内构件和燃料组件提动的监测方法、监那程序和对监测系统及监测文件的要求。本标准适用于以堆外中子波动信号和反应堆压力容器振动信号为基础的压水堆堆内构件和燃料组件振动行为的监测。监测的主要对象是堆芯吊篮、热屏蔽体和堆芯上下支承件等堆内构件与燃料组件结构的劣化：陆时，附加测量一回路的振动和冷

7、却剂的压力，也能检测一回路结构支承件的劣化对标准中提出的监测设备与仪表的性能指标可参照使用。2 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。2. 1 堆芯吊篮core barrel 反应堆内盛放堆芯的带法兰的困筒（见阁1）。2.2 堆芯吊惩压紧装置core barrel clamping system 紧压在上下堆内构件之间的压紧弹簧（见图1)！我其他压紧结构。2.3 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商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结构装备。2.4 堆外中子探测器ex-core neutron detector 一种安

8、装在反应堆压力容器外（在堆芯高度处）、通过测量中子注盖率监测反应堆功率的电离室（见圈1）。2.5 中子噪声neutron noise 由中子源的发射变化引起、或由中子向反应堆压力容器外输运时的迁移变异引起的中子注最率波动。2.6 堆外中子噪声ex叩coreneutron noise 指在堆外中子探测器发出的信号中的波动成分，它正比于达到探测器的注量率中的波动倍号。2. 7 固有频率eigen frequency 给定结构的占优振动频率。对分布质量的结构来说，有无限多个不同的盟有频率，每一个国有频率与固有模态有关。固有频率越低，相应模态的振动振幅越大，事实上仅能检测到结构的前几阶振动模态，即很低

9、频率处的振动振幅（基本上是内部结构的一阶和二阶模态）。2.8 梁蚕豆振动beam mode vibration 1 EJ丁1188-2005对给定的观测轴，结构像梁一样运动的固有振动模恋（见图2）。堆芯吊篮的一阶梁型振动模态对应予摆动。2.9 壳型振动shel I mode vibration 轴对称结构的固有振动模态，如回筒形热屏蔽体（见图3）。2. 10 中子能谱neutron energy spectrum 入射中子群的能量分布。2. 11 燃耗feul burnup 反应堆运行期间，由核反应引起的核素浓度的变化。2. 12 i普特征spectral signatures 表示与频率有关

10、的谱函数的特征参见附录的，包括单通道谱特征和交互通道谱特征。2. 13 单通道i普特征（对单一倍号）mono-channel signature (for a single signal) 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CNPSD）。2. 14 交互遥遥谱特征（对两两相关的信号）cross吃ignatures (for s i gna Is associated two by two) 互谱，表示为互功率谱密度CCPSD）、相位和相干踊数。2. 15 峰值peak 出现在谱特性的两个最小值之间的最大值部分的特征。最大值所对应的频率称为峰

11、值频率，在某些条件下它可对应于结构的国有模态。3 堆内构件振动监测方法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一般有以下两种途径：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，造成中子注量率的调制，依靠这种机理，将振动传输给堆外中子电离室（参见附录B、图4和图5); 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力日速度计或位移传感器（参见甜录C、图6、图7和图的。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za) 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

12、离室的中子噪声分析技术的补充和冗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同时，附加酒量一回路振动和冷却剂压力，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那根据堆内构件的阶振动模态在低频班围（例如，低于50Hz或lOOHz）、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，所采用的异常检甜方法应能识别、表征与结构振动模态相对应的2 EJ了1188-2005谱特征峰值及其随时间的演变（见图9和图10）。当谱特征峰的频率或幅值超过所规定的报警阁值时，能实现鼻常检醋。4监泯lj信号4. 1 中子

13、牒声4. 1. 1 核仪表使用4. 1. 1. 1 不必独立设置采集中子噪声的中子电离室，应把中子电离室视为核仪表系统的组成部分。4. 1. 1. 2 用中子噪声监测堆内构件振动至少应采集四个呈goo角布置的中子电离室倍号。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 对如水水型动力堆CVVER）等特殊反应堆，仅能用三个呈120角布置的中子电离室的信号。对用这类核仪表系统的信号作监测信号，应作专门的分析。4. 1.2 倍号调理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），以保证倍号调理器短路不影响电厂的le行。4. 1.

14、 2. 2 总值号堆内构件的位移正出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和放大（隔离放大器）后获取，其数量级在几百主运伏到凡伏之间，通常可直接从据最室的仪表机柜获得。堆外中子电离室的测量原理参见附录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倍号中振幅非常小的波动成分转换成在有用的频率范围内能被使用的具有动态特性的信号。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ffi抵消直流成分：b）用滤波器滤掉1主流成分。4. 1. 2. 3. 3 在用滤波的情况下，应使用截止频率在0

15、.3Hz1.OHz之间的高通滤波器，并放大被滤波部分（放大因子通常在5001000之间。滤波器的调i皆宜使每级滤波器之闰的相位相对误差低子20。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di除以总信号1在得。其获取的方法有za) 用除法器获取，除法器的指示准确度应在土1%以内：b) 从仪表机柜转换工程单位后所记录的总信号指示值获取：c) 对VVER型反应堆，可使用其他测定比率di/i的方法，例如可将电流值转换成白计算机后续处璋的数码。在10-410-J量程内，di/i的测量：误差应不大于士10%。注：当研究局部现象时，分析从堆芯中子探测器（移动的或因定的）来

16、的信号中的波动成分有助于诊断。当监测系统从可移动式探割器获得的信号不是连续有效时（仅探测器置于堆芯时它才有效），用士在芯中子噪声分析的诊断不包含在本标准中。4.2 反应堆压力容器振动信号4. 2. 1 仪表使用4. 2. 1. 1 一般要求装在反应堆压力容器上的仪表应能测量压力容器的位移，能经受高温和强辐照等反应堆环境条件，服役期间在所用频率范留内应有平直响应（典嚣的振幅最大误差：士ld肘。3 EJ/T 1188-2005 传感器的类型应是压电加速度计（也用作松脱件检测，见参考文献2)）或位移传感器（绝对或相对传感器。4.2. 1.2 传感器的安装要求传感器与被监视i构件应有刚性连接，并且能满

17、足下列要求：a) 安装在反应堆压力容器上（例如，安装在压力容器封头的法兰上）的传感器进行垂直轴方向测量时，应对压力容器及其内构件的水平和垂直方向的振动特别灵敏：b) 安装在反应堆压力容器成部尽可能靠近容器部位（例如，安装在压力容器的仪表贯穿管上）的传感器，应有与中子电离室相关的测量方向，并且应能覆盖中子电离室的两个垂直安装轴：c) 每种安装方式至少应安装两个振动传感器（见图12），应确保振动传感器容易装卸，不妨碍无损检测设备的接近，且其环境剂量率应尽可能低。4. 2. 1. 3 传感器的自定所有固定传感器的方法（螺栓、夹具、磁性、粘结剂）均应满足下列要求：a) 不影响压力容器的完整性：b) 当

18、反应堆停堆时，方便卸定：c) 受大气腐蚀、热循环或磨损的影响较小；d) 不增加传感器电缆张力。4. 2. 1. 4 传感器的功能检验在杭组每次停运时，应检验传感器的内部电气性能，最成限度每五年检验一次传感器的灵敏度。4.2.2倍号调理4. 2. 2. 1 测量信号应由位于安全壳环廊上靠近传感器的前置放大器和位于监测系统电气机柜内的放大器调理。4.2.2.2 前置放大器（仅为加速度传感器设置）应与安装点上周围环境相适应，应确保随抗的匹配，并应能将信号不受干扰地传送给放大器。4.2.2.3 放大器应能满足以下要求：a) 连续地调节灵敏度：b) 放大倍号，使信号幅值对应于满刻度的20%左右：c) 在

19、lHzlOOHz或lHz200日z之间（取决于传感器的类型的带通滤波，或直流偏景和截止频率为lOOHz或200Hz的低通滤波：的传送去稿的隔离信号井有短路保护功能，其输出应与监测设备兼容：e) 除反应堆本底噪声发生变化外，在整个燃料循环内的设置应保持致。4.3 多样化传感器系统倍号4.3. 1 仪表使用4. 3. 1. 1 影响信号特征的因素有：a) 激励改变或运行方式变化的影响：b) 机械结构固有频率的长期漂移：c) 强迫谐振频率和固有谐振频率的叠加：的白结构支承件的变化引起部件的相互作用和或部件的劣化故障。为辩识这些因素，应增添能提供附加信息的仪表。4. 3. 1. 2 堆内构件振动监测系

20、统若要在给可靠诊断反应堆堆内构件结构劣化提供良好基础的同时，还能检测回路结构支承件的劣化，应使用多样化传感器系统。该系统除装备中子注最率和反应堆压力容器振动传感器外，还应增加测量一回路振动的传感器（测最压力容器外的异常振动和测量反应堆冷却剂压力波动（测量激励的变化的传感器。4 EJ/T 1188-2005 4.3.2 典型的多样化传感器系统倍号4. 3. 2. 1 用作监测和故障诊断的多样化传感器系统可使用单个传感器信号，也可使用不间传感器信号间的相互关系和相关性。4.3. 2.2 在典型的多样化传感器系统中，除了基本的反应堆压力容器振动信号（绝对位移传感器或加速度传感器）和堆外中子噪声信号外

21、，应将设景在回路上的、能提供一西路部件机械性能劣化倍息（特别是有关改变结构支承件和应力的信息的相对位移，传感器信号集合进系统；为评估流体激励引起的振动变化，还应使用安装在回路管壁上的动态压力传感器的信号。4.3. 2.3 在图12所示的典型多样化传感器系统中，其所用的传感器应满足以下技术要求：a) 绝对位移传感器：反应堆压力容器振动应使用四个在反应堆压力容器顶盖上彼此相隔goo的、垂直方向灵敏的绝对位移传感器测量。传感器能远程标定，并对0.5Hz及以上频率敏感：b) 中子注蠢率仪表：应使用堆外中子注量率仪表的全部8个中子噪声倍号。信号调理应提供监测所需的整个频率范围内的信号，中子注重率的动态成

22、分用高通滤波器或补偿装置去藕：c) 相对位移传感器：在图12所示的多样化传感器系统中，使用16个相对位移传感器，它们均能远程标定。典型的传感器是使用带有测量杆的电感式振动传感器，；如量每台主冷却剂泵水平面上的振动，以及测量反应堆压力容器和蒸汽发生器之间回路垂直面上的振动。相对位移传感器总是彼此相隔90成对地安装，；Wtl量梧对于参照物的位移：d) 压力传感器：因路中冷却剂的压力波动用压电传感器测量，这些传感器是抗辐照、耐高温，直接安装在四路管壁上，即不用取样管线。在每条E宝路中，压力传感器应安装在反应堆压力容器和主冷却filJ泵之间的冷段上，获取有关主冷却剂泵和压力容器内构件激励的信息。另一个

23、附加传感器则应安装在自路的热段上，即安装在反应堆压力容器和蒸汽发生器之间，获取关于压力容器内构件的振动响应信息。4.3.3 仪表技术性能4.3.3. 1 绝对位移传感器应具有以下技术性能：a) 测量原理：测振质量和感应式变送器：b) 测量值：动态绝对振动位移：c) 振幅范围：土0.8mm;d) 正常的期望值：土30m; 的频率范围（包括转换器）: 0.5Hz140Hz（振幅误差士10%）。4.3.3.2 为提高检测局部异常和改进诊断能力，中子电离室一般均应使用有多段结构的电离室。4.3.3.3 梧对位移传感器（西路振动）应具有棋下技术性能：a) 测量原理：感应式变送器：b) 加蠢值：动、静态相

24、对位移：c) 振幅范围：士20mm或土50mmC与装置有关）：d) 频率范围：OHz200Hz（数值误差土10%);的环境温度：80：f) 最大加速度（动圈芯处）: 30m/s飞g) 预计的最大相对振动（主冷却如泵附近）：约士150ID; h) 预期的最大相对振动（蒸汽发生器附近）：约土20me 4.3.3.4 冷却剂压力传感器应具有IV-下技术性能：a) 测量原理：压电晶体：b) 测量值：动态压力；c) 灵敏度：1.lpC/kPa: :) EJ/T 1188-2005 的晶体固有频率：50kHz; e) 环境温度：350：f) 最大压力：25M.Pa;g) 预计的最大压力波动：约土50kPa

25、。4.3.4 信号调理多样化传感器系统应使用下列信号调理系统：a) 绝对振动传感器的信号使用载频放大器、校正放大器和标定单元：b) 中子注量率的倍号使用高通滤波器或补偿单元，以及交流放大器：c) 相对振动传感器的信号使用载频放大器和标定单元：d) 压力传感器的信号使用电荷放大器、标定和滤波单元。5 监测系统5. 1 监W!I设备5: 1. 1 监测系统应包括监测通道和监测设备两部分，除产生第4章所述各监测信号的监测逍遥外，在监测设备的机柜内应包含一台处理各监测信号的专用频谱分析仪，它与计算机相连，其专用软件可自动实现监测阶段的监测任务；或包含一台能计算频谱函数及自动实现监测阶段监测任务的计算机

26、。5. 1. 2监跚设备应具有以下性能：a) 典型的传感器信号匹配的输入动态范围：20mV lOV; b) 可谓分析频带：OHz200Hz;c) 牺值分辨率：至少1000点：d) 频率分辨率：至少400点：e) 模数转换分辨率：至少12位：f) 垂直刻度选择：线性或对数：g) 相位精度：土2.5。5. 1. 3 记录模块应具有以下性能：a) 记录模块应至少有6路测量通道，4路供归一化中子噪声用，2路供反应堆压力容器振动信号周：b) 若记录仪为模拟式记录仪，其典型的输入动态范围是在20mVlOV之间，并且最大允许误差在i卖数的土5%以内。若记录模块是数字式的，则应至少提供12位模数转换器，采样频

27、率应与分析范围一致：c) 在记录信号时，应调节记录模块，使得信号值对应于输入最程的约20%，并应给出信号名称、测量通道调节范围和卫录量程等数据。5. 1. 4还应将下列两种设备组合进系统：a) 显示模块z显示监视i信号和执行频谱分析仪的显示功能：b) 反应堆压力容器振动测量通道的标定模块：可用？台在2日z40Hz之间的两个固定频率处和至少在两个电平上（要求电平精度：5%）产生正弦电压发生器：对位移传感器可用现成的远程标定。5.2 监W!I软件软件应能提供下列功能：a) 计算谱函数（见5.3和附录的：b) 将信号转换成工程单位：c) 在分析区间上计算均方根丑MS）值选用：6 四月1188-200

28、5的根据总的RMS值验证信号有效性（选用）：e) 在所有谱函数上标记峰值；f) 按照、附录A的规定，计算结构的RMS位移（选用）：g) 把归一化自谱与燃料循环开始时记录的参考谱相比对，在每条当前的自谱曲线和它的参考谱曲线之间标明可能的频率偏差和位置（见6.2. 2) . h) 验证并打印那量通道的增益、础浓度和燃耗等参数：i) 存储谱特征和机组的运行参数，以备事后有需要时作比对：j) 打印出谱特征、它们的参考谱和计算结果。用软件进行诊晰的一般方法见6.1. 3o 5.3 谱的采录谱的采录应在下列条件下进行：a) 对应于分析频率为40Hz、50Hz或lOOHz的低频混阁（该频率范围取决于被监测现

29、象，并且在电厂寿期内不变：b) 频率分辨率低于被监测现象最高频率的1%;c) 使用加权窗，优先采用汉宁:x . . I .6. . . . . . . . . . . . . . . . . T . . . . . . . I . . . . . I . . 噜幽幽幽企丽Et佳芯啕略同幅” ： + .6. Z叫t佳外中子电离室A-a 13 从相对位1童电路军Z来的异相信号用堆夕i、中子噪声监测堆芯吊篮摆动的原理图4EJ/T 1188-2005 14 组件梁至1模态吊fgr梁裂模态图5y斗一Bl;!13-tPSD一一中子噪声NPSD叫f-Jl屏古梁型模态噜飞乡4譬峭ICOII通132：归一化PS

30、D问叶.节四.呵”叮从稽对位置也离窒得到的“a ，。-1eo -118 -SQ - _, . . _,_ 0 . i中子噪声NPSD1 r.l_._,.,J.，吐率 . . 从相对位笠电离室得到的中子噪声CPSD从相对位置电离窒得到的中子唤声肉的袍子和相位咱东主事依据堆夕、中子噪声特征监测堆内构件振动模态的实例、PSD(L-Og) 。中子睦声压力容器外加速度传感器/ 10 20 30 40 罔6用压力容器外搬动传感器监测堆内构件摆动的实例EJ丁1188-200550 藏事(Hz)15 A3 川Ai功率谱密度25EJ/T 1188-2005 装有堆内构件的压力容器(0 -180断窗）A咀钳子己相

31、180位。传言四递函数幅值0. 罚建筑物200 对被割的压力容瑟瑟直绝对振动的相关分析：被测的堆芯上支总件的毒草振型摄率为7日也。RPV和维内构件直结构模型和模态分部情结果计算陋寡报裂和上堆芯支撑件毅率萨65.即如用压力容器绝对辑直振动（A1/A3相干）监丑lJl二堆芯支承件国716 EJ/T 1188-2005 A4 A2 i功率谱密度且由）4i功率谱密度$5装有士在内构件的压力容器(90。一270的剖视图）A2/A4 41相子问。相因斐。度传，远白里德值 90 导流盟板的结构模型和计算模态分析结果：计算的导流围板梁型模板在织建f=95.8Hz处20。tt 数翠Hz如对那得创压力容器绝对垂直

32、振动的相关分析：被视j导流自板一阶梁型模态始放翠f=91日z。17 用压力容器绝对垂直振动CA2/A4相干监测导流图板水平报动一阶梁型模态图8EJ/T 1188-2005 立移PSD应紧5单簧失效。5 10 频率图9在压紧弹簧劣化情况下堆芯吊篮振动特征改变实例（由模型试验获得）18 中子噪声宅的UCD饲50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 。mL叫iMog频率(llz)因10压紧弹簧非常轻微张弛时堆外中子噪声特征变化实1tl（由反应堆试验获得）如”飞。rn 巳叶44mwiNOOm DC偏置公。0 监视系统被动信号国定增益200 或tdi l 总信号一如隔离如核功率的%般f工

33、二二二三s ill四UMMU E峭囱11中子碟声采集实倒阳也皿幢圃蜘 综对在移传J:fi器f在外中子探ii!器绍对位传愚器动态还jJ传惑器因124环路压水堆典型的多样化传感器振动监测系统EJ丁1188-200521 EJiT 1188-2005 22 附录A（资料性附录）i普函数的数学定义给定一个时闹信号x(t）。.t(t）在频域中的富氏变换定义为：x(!)= ft坷dt x(t）的自谱G.rxJ l定义为：G.D: ( f ) =E IX ( f ) i 1(A. 2) 其含意是由x(t）的富氏变换模的平方计算得到的期望值（在整个时窗数上的平均值），它是正实数。功率谱密度（内的的定义为：PS

34、D.仲式中：6. f一一通道的基本带宽，或是（分析频率）（点数），它以（物理单位）2 Hz-1表示。归一化功率谱密度（NPSD）表示归一化的中子波动di/i的PSD.它以Hz-1表示。信号在频带（J;f2 ）中的功率p是等于两个频率之间NPSD曲线的面积，或：阳）町）旷（A.4) 倍号在频带；区间内的均方根值（VR./S(Jj，）等于其功率的平方根：几.JS缸，）= (PJ;，1/2. (A. 5) 以中子噪声信号为实例，对应于堆芯吊篮底部摆动的位移均方根值等于：VR.fS I h . (A. 6) 式中：VR.fS一一对应于在梁型模态峰值频率前后自谱最小值频率间的中子探测器的自谱峰值的均方根

35、值：h一一传输系数，定义子式CB.3）。给出第二个信号y(t）。定义x专）和y(t）之间的互谱为：式中：X(J）一x（！）的共辄复数。互功率谱密度（CPSD）的定义为：它是复数。相位函数（U是互谱的幅角，或：复相干函数（c.T(J）定义为：G.n-V）骂EYJ)Yf ) . CA. 7) CPSD_1TJ）兮lCA. 8) (J）口Arg G.l !) . C. 9) EJ/T门88-2005乌(r)=G.rr(f) . (A. 10) 或(r)= CPSDxiCf) .(A. 11) PSDxCf)PSDrCf) 用r2表示的相干函数定义为：马.(r)= IG.rr（刀12.(A. 12)

36、G xx (f)G IT (f) 或r.T(r) = 1cPsDxiCJ)l2 . (A.13) xlf飞PSDr(f飞其值在0和1之前。单通道函数是建立在单信号（自谱）基础上的。交互通道面数是建立在两个信号互谱、相平和相位）基础上的。23 EJ/T 1188-2005 附录8（资料性附录）用堆夕i、中子探测器测量堆内构件振动的原理B. 1 堆内构件振动传递给堆外中子探测器的原理堆内构件的振动测量是基于中子输运到探测器时所形成的中子注囊率的变化。B. 1. 1 源和探测器之间距离的变化：对燃料组件和堆芯吊篮的梁型模态（见自2)堆芯吊篮和燃料组件的振动引起结构和中子探测器之间的水层厚度变化（图4

37、），其结果因水层厚度变化造成阻用变化，使到达堆外探测器的中子注量率随着这结结构的振动频率（梁式振型）变得更大或更小。从位于堆芯直径相对位置的两个中子探视j器出来的信号是强梧关的在梁型振型频率处相干通常高于0.7)，并在堆芯吊篮的一阶梁盟模态频率处里反梧（见围的。日.1. 2 中子能量谱中的变化：对圆筒形热屏蔽的壳型模态热屏蔽体相对于堆芯吊篮的振动引起热屏蔽体和堆芯吊篮之间的水层厚度变化，因而碰撞在屏蔽体上的中子或多或少会变慢，使其能谱发生变化。热屏蔽体钢材吸收的中子与中子的能量有关，结果造成吸收莹的波动，因而使到达探测器的中子注量率波动。在匪筒形热屏蔽体的情况下，从彼此径向相对的中子探测器发出

38、的信号在热屏蔽的俨2壳型频率处是肉相的（见阁的，而从成90角的探测器发出的这些倍号在二阶模态频卒处呈反相。8.2 用堆外探测器测量堆内结构位移的原理化：堆内构件在固有模态处的振幅能从频谱上的每个相应峰值的功率谱上获得（参见附录A）。以堆芯吊篮摆动（梁型振动）作例子（见图的。探测器上的入射注量率是：如）古钱。（1-k;:-hr; . CB. 1) 式中：眉叫一一翩堆芯发出的注最率：k一一堆内结构和反应堆压力容器的吸收系数：x一一吊篮和反应堆压力容器间水层的厚度：h一一衰减系数。当吊篮摆动时，水层厚度x的变化用微值dx表示。对于单一的摆动效应，结果是拉盖率的相对变dhdx . (B. 2) 由于探

39、测器的电流是和入射中子在最率成正比，所以：dz di/i =hdx . (B. 3) 式中zdi一由中子注量率中的波动引起的、由探测器传送的、中心频率在梁型振动频率处的电流中的微量波动值：i一一由到达探栅器的整体中子注量率引起的、由堆外探那器传送的总电流（近似地与堆芯核功率成.iE比）。如果关注其他振动模态（例如，燃料组件的一阶梁型模态、困筒形热屏蔽体俨2和俨3的壳型模态，可找到梧间的关系：d百di/i甲hd:.(B. 4) 24 在J丁1188-2005式中zdx一在求解模态下结构的位移：di/i一一由中子注量率波动d引起的、由中子探测器传送的、在梁型模态频率处的电流相对波动值：h一一中子的

40、传输系数（用中子计算程序获得，取决于所监测的振动模态。由于传感器和堆内构件是对称的，和h几乎和探测器无关。一般说来，di/i在10-410-3之间。. 1：在燃料循环内di/i水平上升在燃料循环内，即U的逐步消耗和23ru的生成改变了裂变中子的能谱，导致di/i信号电平的升高，因此，不能定义严格的报幅监视！准则。但人们至少可在一个完整循环中估价这种演变，并担这种演变归纳入振幅监测准则。注2：热工水力现象低颜段从OHz到近2Hz）的堆外中子信号对堆芯的温度变化是敏感的因为温度变化引起水的密度变化，从而引起中子慢化发生变化）。但由于目前尚未获得足够的反馈信息，本标准不涵盖对堆芯热工水力的监剧。注3

41、：反应性现象涉及到的是堆外或堆内探测器的频谱同时出现峰值、且高度相关（高相干）和闰相的现象。例如，一根或数根控制棒的振动可以引起反应性变化和使得探测器的中子注最率的“剧烈脉动飞对这些反应性现象还没有获得充分的反馈信息a注4：中子探础器正常功能的证实中子探测器功能是否正常，能用中子探测器信号的谱分析法来证实（特别是在高截止频率处的监测），但本标准不包括这类监测。25 EJ/T 1188-2005 附录G（资料性附录）用压力容器的绝对位移传感器检测和监测堆内构件报动的原理性准则（典型实例下列实例表明如何能用压力容器外的绝对位移传感器监测堆内构件的原理。当反应堆热态功能试验时，在反应堆压力容器内应使

42、用专门的仪表进行符合要求的测量，能通过压力容器外的绝对位移传感器“了解”因结构和流体糯合而产生的堆内构件振动。作为实例，下面说明在一种典型的反应堆中吊篮和堆芯下支承件处产生的“堆内运动堆外运动”的谐振传递z26 a) 在图C.1中，当288热态功能试验期间，在吊篮和堆芯下支承件之间测得的梧对位移倍号R的自谱中能着到3个主峰。根据计算实验模态分析和堆内传感器系统的相关分析可知道，共振雄句堆芯吊篮的摆型模态、堆芯下文承件的梁型模态和堆芯下支承件的扭转模态相对应？b) 前两个模态也能在反应堆压力容器外的绝对位移倍号中识别（见信号Al的自谱中的清晰峰值：c) 在前两个模态频率处，绝对位移信号和相对位移

43、信号是高度相关的（见相干函数Al/R中的峰值），但不能从外部监测到扭转模态（在Al中没有峰值，在Al和R之间没有相干：d) 在监测阶段，为估计这些堆内构件振动模态的位移幅值，根据AIR传递函数能推导出在这柴频率处的“内外推动”传递系数：e) 对这些模态建立相应的Al和A3信号的相关：1) 在Al和A3自谱的相对应的频率处出现一个清晰峰值：2) 在Al/A3相干函数的这些频率处出现一个清断峰值：3) 在Al/A3传递函数的这些频率处相位滞后180（反相）。在J/T1188-2005 热态功能器试T = 288，4台主冷却泵27 扭蛙转志在下态i支千20 3P 藏率rnzlI 写曲芯在下茹豆京件直

44、接间接测囊堆内构件谐振的比较一！士在船i芯摆i吕:.!. i合吵Ji血I tr. I 相干挂口忡心filmR 图C.1 挂忘下支孟件EJ/T 1188-2005 28 参考文献l EJ/T 737吐992核反应堆噪声分析一般原则。2 IEC 60988:1990,Acoustics monitoring systems for loose parts detection 一Characteristics,design criteria and operational procedures. 3 DIN 25475-2, Nuclear facili ties;Operational monitoring-Parts 2:Vibration monitoring for early detection of changes in .the vibrational behaviour of primary coolant circuit. 4 The influence of thermohydraulic parameters on the dynamic behaviour of k阳PWRs, Progress in Nuclear Energy, 1985, Vol. 15. pp. 273-282.