核電廠在運(yùn)行過程中一回路冷卻劑管道可能會(huì)產(chǎn)生破口或破裂,造成冷卻劑的泄漏。冷卻劑泄漏監(jiān)測(cè)對(duì)于保障核反應(yīng)堆安全運(yùn)行十分重要,同時(shí)也是先漏后破(LBB)分析的關(guān)鍵依據(jù)。在多種泄漏監(jiān)測(cè)方法中,在安全殼內(nèi)監(jiān)測(cè)特定放射性氣溶膠活度濃度的方法由于可定量確定一回路冷卻劑泄漏率的大小而受到了關(guān)注。在該方法的應(yīng)用中,掌握放射性氣溶膠的輸運(yùn)和損失機(jī)理是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)、定量評(píng)估冷卻劑泄漏率的關(guān)鍵。本文通過理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對(duì)放射性氣溶膠粒子的輸運(yùn)和損失機(jī)理進(jìn)行了研究。驗(yàn)證了氣溶膠粒子輸運(yùn)及損失模型和數(shù)值研究方法的正確性,分析了氣溶膠粒子輸運(yùn)、沉積和聚并規(guī)律,掌握了氣溶膠粒子輸運(yùn)、沉積和聚并的耦合作用關(guān)系。通過對(duì)安全殼內(nèi)特征放射性氣溶膠輸運(yùn)損失過程的模擬研究,獲得了所研究情況下監(jiān)測(cè)值與泄漏率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本文研究的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)建立了空氣和氣溶膠粒子的運(yùn)動(dòng)模型,采用直接數(shù)值模擬耦合拉格朗日粒子追蹤的方法研究了氣溶膠粒子在流場(chǎng)中輸運(yùn)及損失,將計(jì)算結(jié)果與理論及經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比,證明了數(shù)學(xué)模型及數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。(2)采用上述方法研究了氣溶膠粒子在空氣中的輸運(yùn)和沉積,并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量了微米級(jí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 安全殼內(nèi)放射性氣溶膠研究現(xiàn)狀
        1.2.2 氣溶膠沉積損失研究現(xiàn)狀
        1.2.3 氣溶膠聚并損失研究現(xiàn)狀
        1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀小結(jié)
    1.3 研究的目標(biāo)與內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 放射性氣溶膠動(dòng)力學(xué)建模與數(shù)值模擬
    2.1 概述
    2.2 空氣湍流直接數(shù)值模擬
        2.2.1 空氣流場(chǎng)計(jì)算域及網(wǎng)格劃分
        2.2.2 空氣控制方程
        2.2.3 數(shù)值方法
        2.2.4 邊界設(shè)置
        2.2.5 模擬計(jì)算的程序
    2.3 氣溶膠粒子建模
        2.3.1 氣溶膠粒子受力分析
        2.3.2 粒子受力模型
        2.3.3 粒子運(yùn)動(dòng)方程
        2.3.4 數(shù)值計(jì)算的程序?qū)崿F(xiàn)
    2.4 氣溶膠直接數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證
        2.4.1 空氣流場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果及驗(yàn)證
        2.4.2 氣溶膠粒子沉積速度的計(jì)算結(jié)果及驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 放射性氣溶膠沉積損失研究
    3.1 概述
    3.2 氣溶膠沉積實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 沉積實(shí)驗(yàn)原理
        3.2.2 沉積實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及設(shè)備介紹
        3.2.3 沉積實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    3.3 氣溶膠沉積特性分析
        3.3.1 靜止流場(chǎng)重力沉積速度計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.3.2 靜止流場(chǎng)熱泳沉積速度計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.3.3 湍流流場(chǎng)沉積速度計(jì)算及驗(yàn)證
        3.3.4 氣溶膠側(cè)壁面沉積特性計(jì)算及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 放射性氣溶膠聚并損失研究
    4.1 概述
    4.2 氣溶膠聚并建模及數(shù)值方法
        4.2.1 樣本粒子的生成
        4.2.2 環(huán)境粒子的生成
        4.2.3 氣溶膠粒子碰撞聚并的判據(jù)
        4.2.4 氣溶膠粒子聚并模擬計(jì)算
    4.3 氣溶膠聚并實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 聚并實(shí)驗(yàn)原理
        4.3.2 聚并實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
        4.3.3 聚并實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    4.4 氣溶膠聚并特性分析
        4.4.1 單分散氣溶膠粒子聚并特性
        4.4.2 多分散氣溶膠粒子聚并特性
        4.4.3 考慮濃度和粒徑變化的單分散與多分散氣溶膠聚并特性
        4.4.4 氣溶膠熱泳與聚并共同作用下的沉積特性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 安全殼內(nèi)核素輸運(yùn)損失與泄漏率反演研究
    5.1 概述
    5.2 監(jiān)測(cè)核素的選擇
    5.3 安全殼內(nèi)特征核素輸運(yùn)及損失計(jì)算
        5.3.1 計(jì)算域幾何模型及網(wǎng)格劃分
        5.3.2 計(jì)算方法及邊界條件設(shè)置
        5.3.3 監(jiān)測(cè)值與泄漏率關(guān)系
    5.4 計(jì)算結(jié)果分析
        5.4.1 流場(chǎng)及濃度分布計(jì)算結(jié)果
        5.4.2 衰變的影響
        5.4.3 監(jiān)測(cè)位置的影響
        5.4.4 損失的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
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本文編號(hào)：3761556