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当核电厂发生严重事故时,堆芯内熔融物与混凝土发生反应会产生大量的源项放射性裂变产物,最终在安全壳内汇聚。放射性裂变产物主要以气溶胶的形式存在。一旦泄露,就对外界环境安全造成巨大的破坏。因此需要对安全壳内的放射性气溶胶进行去除。当前国内外主要通过自然沉积的形式或使用喷淋系统对气溶胶进行去除。而气溶胶颗粒自身的特性及喷淋液滴的不同都会对其去除产生一定的影响,因而有必要开展气溶胶的自然沉积行为特性和喷淋条件下气溶胶的行为特性的研究。
本文选用TiO2、BaSO4等颗粒作为气溶胶介质,进行了气溶胶自然沉积特性实验和气溶胶喷淋去除实验。研究了静电作用、数量浓度对气溶胶颗粒的自然沉积的影响,以及不同粒径气溶胶的自然沉积特性。研究了喷淋条件下不同粒径气溶胶颗粒的去除特性,不同喷淋区域气溶胶的去除特性,不同喷嘴对气溶胶去除的影响,喷淋液滴SMD、种类对气溶胶去除的影响,及喷淋对不同种类气溶胶去除的影响。主要得到以下结论:
气溶胶的自然沉积中,静电作用的存在会加剧气溶胶颗粒间的聚合作用,小颗粒的气溶胶聚合成大颗粒气溶胶,导致气溶胶粒径谱右移,同时静电作用会使各粒径气溶胶自然沉积速率增快。不同浓度下各粒径气溶胶的沉积速率也有所不同,浓度越高,各粒径气溶胶的沉积速率越快。当容器内气溶胶数量浓度≥1.5×104/cm3时,必须考虑聚合作用对其沉积的影响。容器内部气溶胶颗粒从1.5×104/cm3沉积至空气本底需要13h左右。气溶胶粒径越大,自然沉积衰减常数就越大。
喷淋系统对气溶胶去除速率远远快于气溶胶的自然沉积速率。喷淋对气溶胶的去除中,大于1μm的气溶胶的去除速率远远快于比1μm小的气溶胶颗粒,随着气溶胶颗粒粒径的增大,衰减常数先减小后增大。当容器内气溶胶颗粒下降至3×103/cm3时,喷淋液滴对各粒径气溶胶的去除不再明显。当流量一定时,喷淋液滴SMD越小,对各粒径气溶胶的去除速率越快。相同喷淋条件下,相比于TiO2,BaSO4更容易被喷淋液滴所去除。通过现有的实验数据,得到了液滴SMD与气溶胶衰减常数的关系及液滴SMD与最低穿透粒径间的关系。
本文选用TiO2、BaSO4等颗粒作为气溶胶介质,进行了气溶胶自然沉积特性实验和气溶胶喷淋去除实验。研究了静电作用、数量浓度对气溶胶颗粒的自然沉积的影响,以及不同粒径气溶胶的自然沉积特性。研究了喷淋条件下不同粒径气溶胶颗粒的去除特性,不同喷淋区域气溶胶的去除特性,不同喷嘴对气溶胶去除的影响,喷淋液滴SMD、种类对气溶胶去除的影响,及喷淋对不同种类气溶胶去除的影响。主要得到以下结论:
气溶胶的自然沉积中,静电作用的存在会加剧气溶胶颗粒间的聚合作用,小颗粒的气溶胶聚合成大颗粒气溶胶,导致气溶胶粒径谱右移,同时静电作用会使各粒径气溶胶自然沉积速率增快。不同浓度下各粒径气溶胶的沉积速率也有所不同,浓度越高,各粒径气溶胶的沉积速率越快。当容器内气溶胶数量浓度≥1.5×104/cm3时,必须考虑聚合作用对其沉积的影响。容器内部气溶胶颗粒从1.5×104/cm3沉积至空气本底需要13h左右。气溶胶粒径越大,自然沉积衰减常数就越大。
喷淋系统对气溶胶去除速率远远快于气溶胶的自然沉积速率。喷淋对气溶胶的去除中,大于1μm的气溶胶的去除速率远远快于比1μm小的气溶胶颗粒,随着气溶胶颗粒粒径的增大,衰减常数先减小后增大。当容器内气溶胶颗粒下降至3×103/cm3时,喷淋液滴对各粒径气溶胶的去除不再明显。当流量一定时,喷淋液滴SMD越小,对各粒径气溶胶的去除速率越快。相同喷淋条件下,相比于TiO2,BaSO4更容易被喷淋液滴所去除。通过现有的实验数据,得到了液滴SMD与气溶胶衰减常数的关系及液滴SMD与最低穿透粒径间的关系。