安全壳内源项气溶胶去除特性实验研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pootcat
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
压水堆是目前世界范围内主流的商用核反应堆。在运行过程中,压水堆堆芯中物理、热工水力等方面存在强耦合作用,因此物理-热工耦合程序的开发是准确评价反应堆物理热工性能的必经之路,不确定性量化是计算软件的验证和确认以及核电厂安全分析的重要步骤。
  以此为背景,本文以压水反应堆为对象,基于商业化计算流体动力学软件FLUENT与中子物理计算程序MCNP,构建了可用于分析压水堆堆芯物理-热工耦合特性的工具。耦合系统使用了Python脚本管理求解程序之间网格映射的数据流,并实现耦合过程的自动化运行。在所建立的分析
钠冷快堆(SFR)是第四代反应堆中最容易实现核燃料增殖和闭式燃料循环的堆型之一。在钠冷快堆蒸汽发生器(SG)中,传热管破裂会导致钠水反应事故。液态钠与水蒸气的表面反应是钠水反应事故研究中的重要课题。本文通过实验对液态钠-水蒸气表面反应进行高速摄像和热工参数测量,分析了不同液态钠初始温度和水蒸气分数条件下对液态钠反应温度、界面状态以及平均质量损耗速率等因素的影响。
  实验结果表明:液态钠-水蒸气表面反应的界面状态分为三个阶段:固态膜层阶段,液膜阶段和光滑阶段。表面反应受到界面状态变化的影响。不同阶段
在压水堆堆芯,燃料组件上都安装了定位格架,其对燃料棒束起到了固定和支撑的同时,也影响着燃料组件的热工水力性能。定位格架一般分为简单格架、不带搅混翼的格架和带搅混翼的格架,由于安装在上面的弹簧、钢凸和搅混翼等部件改变了冷却剂原有的流动方向,使得冷却剂在棒束之间产生了横向流动,强化了冷却剂与燃料棒束之间的换热效率,增强了燃料组件的热工水力性能,但这些细小部件对冷却剂造成流动阻塞,增加了冷却剂的压降。传统上,对于压水堆堆芯棒束通道的数值模拟研究和试验研究,绝大部分都是模拟堆芯高温高压情况下的单相流动换热,对堆芯