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 Устройство продольного поджатия Макет ТВС Каркас стенда Стенд-стапель виброиспытаний

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

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

6 Временная реализация сигнала с акселерометра

7 S AA (f)=A*(f)ּA(f)=|A(f)| 2 Автоспектр сигнала с акселерометра

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

Im(H1) Определение форм колебаний H 1 (f)=S AB (f)/S AA (f) Передаточная функция Frequency response H1(A,B):

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

11 Формы изгибных колебаний макета ТВС-2М

12 Формы крутильных колебаний макета ТВС-2М

13 Форма Коэф. демф., % Собственная частота, Гц Ударный молоток Вибро стенд Кинем. нагр. Расчет ОКБ ГП Расчет РНЦ КИ 1-я изгибная5,55,0 53,42/5,264,0 1-я крутильная3,48,07,5-7,11/8,388,1 2-я изгибная2,410,5 107,12/11,068,5 2-я крутильная0,816,015,0-14,18/ 16,7615,1 3-я изгибная2,016,516, ,06/16,9813,7 3-я крутильная-24,0 --/ 25,1621,2 4-я изгибная--23,02615,41 /23,0819,5 5-я изгибная--28,53020,33 /29,4626,2 4-я крутильная--32,0--26,9 6-я изгибная--35,5--- 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 возбуждение вибрации опор в противофазе Передаточные функции ТВС-2М на уровне ДР4

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 Гц верхний пролет 260 мм, без топливных таблеток, частота 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 1 Проведены исследования вибрационных характеристик пяти макетов ТВС реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и ВВЭР 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 я частота крутильных колебаний находится в пределах от 4,5 до 16,8 Гц. Заключение

32 4 При кинематическом возбуждении вибрации опор частоты и амплитуды колебаний ТВС на резонансах зависят от амплитуды вибрации опор. 5 Частоты собственных колебаний 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 %.