【摘要】：嚴(yán)重事故發(fā)生后燃料棒上的鋯合金包殼與水蒸汽產(chǎn)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的過程中熱能被釋放。隨著堆芯的持續(xù)過熱,水蒸汽或氫氣不斷產(chǎn)生,導(dǎo)致反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力上升,如果氫氣發(fā)生燃燒甚至爆炸會對安全殼造成威脅。近年來國際上開展了一系列試驗(yàn),為了對安全殼內(nèi)氫氣的行為有更多的認(rèn)識。通過這些試驗(yàn),在氫氣的燃燒、分布等方面達(dá)成了一定的共識,并形成了一些緩解氫氣風(fēng)險(xiǎn)的措施。催化復(fù)合器是目前應(yīng)用較多的措施之一,目前在德國、法國、比利時(shí)、加拿大等核電廠有成功應(yīng)用的先例。本文針對非能動氫氣復(fù)合器結(jié)構(gòu)及原理,基于成熟的CFD流體計(jì)算軟件FLUENT,通過自主開發(fā)的非能動氫氣復(fù)合器數(shù)值模擬模型,研究了嚴(yán)重事故下安全殼內(nèi)的氣體組分及分布隨時(shí)間和空間的變化,特別是局部三維的氫氣流動情況、物理參數(shù),總結(jié)了非能動氫氣復(fù)合器在核電廠內(nèi)的布置原則,為工程實(shí)際運(yùn)用提供了理論的依據(jù):安裝位置對消氫效率的影響、局部高溫對周圍墻體的影響等。
【圖文】：

FLUENT軟件的求解過程

動氫氣復(fù)合器結(jié)構(gòu)及原理氧氣在常溫下復(fù)合速率很慢，在催化劑的作用下可以有效提高復(fù)合速率氧反應(yīng)最好的單金屬催化劑且有著很好的穩(wěn)定性，如果使用純鉑 Pt 作為貴；因此通常采用降低金屬鉑 Pt 載量的方式，來獲得功能性和經(jīng)濟(jì)性的方法有以下四種：1）降低尺寸 2）合金化 3）核殼結(jié)構(gòu) 4）改變形貌。非般采用第二種方法，即鉑 Pt 和鈀 Pd 的合金形式作為催化劑，安裝在催化鋼制成，，見圖 2。催化板位于非能動氫氣復(fù)合器的入口處，氫氣流過催化下快遞與氧氣發(fā)生氫氧反應(yīng)，這是一個(gè)放熱的過程，內(nèi)部氣體及水蒸汽被的自然對流，隨著氣體被加熱后體積膨脹不斷上升，安全殼內(nèi)更多氫氣由圖 2 可以看出，通過合理設(shè)計(jì)非能動氫氣復(fù)合器合理結(jié)構(gòu)，利用煙囪效應(yīng)效率以及氣體的流動能力。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM623

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