【摘要】：壓水堆堆芯熔化事故情況下,下封頭熱斑會造成壓力容器局部過熱,導致臨界熱流密度發(fā)生。利用FLUENT軟件對堆芯熔化事故時的下封頭熱斑進行計算,從流動和換熱角度預(yù)測熱斑導致的下封頭薄弱環(huán)節(jié)。計算結(jié)果表明:堆芯熔化事故時,壓力容器下封頭存在兩處最薄弱的位置,分別為下封頭正下方正對外部冷卻水位置和氧化殼與壓力容器交界處。特別是在氧化殼與壓力容器交界處,由于多種原因?qū)е屡R界熱流密度發(fā)生,使得該處熔化嚴重。通過設(shè)置延伸小管和附加冷卻水可延遲壓力容器壁面熔穿的時間。
【圖文】：

池的結(jié)構(gòu)和成分及其對金屬層熱聚集效應(yīng)的影響。楊培勇等［７］研究了反應(yīng)堆熔化時熔池的熱物理性質(zhì)。這些研究主要集中在高溫條件下熔融物與結(jié)構(gòu)材料之間的復(fù)雜化學物理性質(zhì)，對熱斑在壓力容器內(nèi)的形成及其運動機理，目前還研究較少。本文利用ＦＬＵＥＮＴ程序?qū)Χ研救刍鹿蕰r的下封頭熔池進行計算，從流動和換熱角度預(yù)測熱斑對壓力容器的影響。１研究對象熔池達到穩(wěn)定性之前要經(jīng)歷很大的不確定性，因此，不少學者提出了不同的熔池分層結(jié)構(gòu)。本文選擇目前最具代表性的兩層熔池模型［７］，如圖１所示。圖１嚴重事故下熔池的幾何模型Ｆｉｇ．１Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｏｆｗｅｌｄｐｏｏｌｕｎｄｅｒｓｅｖｅｒｅａｃｃｉｄｅｎｔ由圖１可看到，，形成熔池后的壓力容器模型分為冷卻劑、金屬層、氧化層外殼、壓力容器外殼、氧化中心池及外部冷卻水。熔池底層為密度較大的氧化中心池，包含ＵＯ２、ＺｒＯ２等氧化物和內(nèi)熱源。此外氧化中心池與溫度較低的下封頭和上部金屬層接觸，會冷凝成１層薄殼。熔池上層［８－９］由密度相對較小的金屬層構(gòu)成，包含了熔化的不銹鋼和未被氧化的鋯等金屬物。２計算模型與方法２．１瞬態(tài)導熱模型考慮到熔化后的堆芯本身為燃料，具有衰變熱和反應(yīng)熱，又因為同時具有熔化和凝固過程，因此，熔化物區(qū)域?qū)崮Ｐ瓦x擇為內(nèi)熱源的瞬態(tài)導熱模型，而未熔化的壓力容器區(qū)域選擇無內(nèi)熱源的瞬態(tài)導熱模型。ρｃ

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