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ICS 27.120.10
CCS F 48
团 体 标 准
T/CNEA 035.2—2022
压水堆核电厂燃料组件格架水力性能 试验方法 第2部分：压降试验
Test method for hydraulic performance of PWR nuclear power plants fuel assembly grid—Part 2:Pressure drop test
2 0 2 2 - 1 1 - 1 5 发 布
中国核能行业协会 发 布
T/ CNEA 035.2—2022
目 次
工
T/CNEA 035.2—2022
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。
《压水堆核电厂燃料组件格架力学性能试验方法》与《压水堆核电厂燃料组件格架水力性能试验 方法》共同构成压水堆核电厂燃料组件格架试验方法团体标准体系。
本文件是《压水堆核电厂燃料组件格架水力性能试验方法方法》的第2部分。《压水堆核电厂燃 料组件格架水力性能试验方法》拟由以下两个部分构成。
——第1部分：流致振动试验;
——第2部分：压降试验。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国核能行业协会提出并归口，技术支持单位为上海核工程研究设计院有限公司、核工 业标准化研究所、苏州热工研究院有限公司。
本文件起草单位：上海核工程研究设计院有限公司、上海交通大学、中广核研究院有限公司。
本文件主要起草人：任冰、董思莹、张朝柱、丁捷、干富军、杨萍、顾汉洋、苏前华。
本文件为首次发布。
T/CNEA 035.2—2022
压水堆核电厂燃料组件格架水力性能试验方法 第2部分：压降试验
1 范围
本文件给出了压水堆核电厂棒束型燃料组件格架压降试验的原理，并规定了试验条件、试验装置、 样品、试验步骤、试验数据处理、试验报告等内容。
本文件适用于压水堆核电厂棒束型燃料组件格架压降试验，其他类型反应堆燃料组件格架压降试 验可参照执行。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
本文件没有需要定义的术语和定义。
4 原理
基于流动相似原理，当流体流动进入第二自模区后，沿程阻力特性具有相似性。试验中，将带格 架的燃料棒束试验件置于水力回路中，保持回路压力、温度不变，在给定流量下测量流体通过格架的 压降，计算试验雷诺数和格架阻力系数，拟合绘制阻力系数曲线，外推即可获得堆芯雷诺数对应的阻 力系数。
5 试验条件
5.1 试验应在中大流量水力回路中开展，附录A 给出了一种适宜的试验回路示意图。试验回路设计 流量应覆盖试验所需流量范围，试验雷诺数应进入第二自模区且应尽量包络反应堆典型工况的雷诺数。 如因试验设备限制无法达到反应堆典型工况的雷诺数，宜尽量增大试验雷诺数的范围。
5.2 试验回路应具备稳压功能，能够使回路中流体的压力维持稳定，应避免出现流动不稳定性。试验 回路应具备温度控制功能，能够使回路中流体的温度达到试验要求值，并维持稳定。试验回路应具备 流量控制功能，能够使回路中流体的流量达到试验要求值，并维持稳定。
5.3 试验宜按照等流量间距设置工况点，在同一温度下，通过改变流量来调整雷诺数。
5.4 试验应在去离子水环境中开展，防止试验回路和试验件腐蚀，去离子水应目视无浑浊、无油、无 沉淀物，电导率宜不超过1.0μs/cm。
5.5 试验应在单相水环境中开展，水中氧含量宜不超过3mg/L。
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6 试验本体
6.1 试验本体用于容纳由模拟燃料棒及格架试验件组成的棒束型试验件，并为试验仪器设备提供测量 接口，宜采用不锈钢或耐腐蚀的材质制造。
6.2 试验本体内部流道形式应模拟单组件在参考堆芯内所占截面，如对于方形燃料组件，采用方形流 道形式，试验流道与试验件之间的间隙不宜过大，应根据水力学相似原则确定间隙。
6.3 试验取压孔应布置在流场充分发展区，且在试验本体同一高度截面最少选取两个以上对称位置开 设测压孔，并与压差测量仪器连接。测压孔应光滑无毛刺。
7 仪器设备
7.1 应使用合适的仪器测量回路中流体温度、压力、流量以及流体流经格架的压降，测量系统不应对 试验段的压差产生过大的干扰，测量仪器类型和精度要求如下：
——压降测量：宜采用压差传感器，量程应覆盖格架压降的最大值，精度±0.1%。 —压力测量：宜采用压力传感器，量程应覆盖试验工况范围，精度±0.2%。
——流量测量：宜采用涡轮或文丘里流量计，量程应覆盖试验流量范围，精度±0.5%。
——温度测量：宜采用热电偶或热电阻，热电偶或热电阻量程应覆盖试验温度范围，精度I 级。
8 试验件
8.1 试验件应为满足设计要求的格架试验件及与之配套的模拟燃料棒、导向管和仪表管组成的燃料棒 束试验件或模拟组件，格架上下段长度应满足流体力学测量要求。
8.2 格架试验件的结构特征、几何尺寸和表面粗糙度等应与原型格架相同。
8.3 模拟燃料棒束的排布几何特征应与真实燃料棒束相同，包括燃料棒、导向管或仪表管的外径、直 线度和表面粗糙度等。
9 试验步骤
9.1 安装试验件、试验本体及测量仪器仪表;
9.2 按试验回路运行规程和试验大纲要求开启试验回路，同时检查回路设备及仪器仪表是否正常 工 作 ;
9.3 按照等流量间距设置工况点，在同一温度下通过改变流量来调整雷诺数。调节回路流量至试验工 况要求值，维持回路流体流量、温度和压力等参数稳定，连续采集2 min 试验数据，包括格架压降、 流体流量、温度和压力等;
9.4 根据回路温度T 和压力P, 确定流体密度p 和运动粘度v;
9.5 根据测得的压降DP 及流量Q, 结合参考面积A, 计算试验雷诺数Re 和格架阻力系数K;
9.6 逐一完成所有试验工况;
9.7 完成所有工况后，应至少开展一次重复性试验。
10 试验数据处理
10.1 采用下列公式计算试验雷诺数：
式中：
Re—— 雷诺数，无量纲;
Q—— 流体体积流量， m³/h;
De—— 水力直径，m;
A ——参考面积， m²; v ——运动粘度， m²/s。
10.2 采用下列公式计算格架阻力系数：
……………………………………(2)
式中：
K ——格架阻力系数，无量纲;
DP——格 架 压 降 ，Pa;
p ——流体密度， kg/m³;
V ——流体流速，根据流量和参考面积计算，m/s; f ——摩擦因子，无量纲;
l ——摩 擦 长 度 ，m;
De ——水 力 直 径 ，m。
10.3 对每个工况下的试验数据进行处理，分别计算试验雷诺数和格架阻力系数，以试验雷诺数为横 坐标，阻力系数为纵坐标，将所有工况的数据点绘制形成格架阻力特性曲线，即格架阻力系数与雷诺 数的关系曲线。
10.4 对于试验雷诺数未达到堆芯雷诺数的试验工况，根据阻力特性曲线外推，获得反应堆典型工况 雷诺数对应的阻力系数。
11 试验报告
试验报告至少应给出以下几个方面的内容：
a) 试验内容、试验方法及试验过程;
b) 试验条件，包括环境温度、流体温度、压力、流量;
c) 试验装置;
d) 试验件名称和编号;
e) 测量仪表及测点布置;
f) 试验结果，包括格架压降测量值、格架阻力系数、试验雷诺数、参考面积及阻力特性曲线。
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附 录 A
( 资 料 性 )
试验回路示意图
图 A.1 给出了 一 种适宜的试验回路示意图，包括泵、阀、管路、流量计、稳压器、换热器、过滤
器及试验本体等。
冷却水
换热 器
过滤器
泵
补水系统
图 A.1 试验回路示意图
