【摘要】：核能作為一種清潔、高效的能源,在全球新能源發(fā)展過程中具有重要的地位,同時核安全也日益成為人們關(guān)注的焦點。據(jù)調(diào)查顯示,火災事故是威脅核安全最主要事故之一,其中電纜導致的電氣類火災事故是核電站火災事故的主要組成部分,所以研究影響電纜燃燒特性的參數(shù)對保障核安全具有重要的意義。另外,隨著計算機模擬軟件的快速發(fā)展,火災數(shù)值模擬已成為火災工程領(lǐng)域重要的研究方法。區(qū)域模型軟件CFAST計算速度快,適用范圍相對較廣,可以直觀得到用戶設(shè)定的火災中火災參數(shù)隨時間的變化,具有很好的工程應(yīng)用價值,因而有必要對CFAST應(yīng)用于豎向電纜燃燒的可靠性進行研究。2002年美國消防協(xié)會在頒布的《NFPA-805》中,提出將性能化防火標準應(yīng)用到輕水堆核電廠的消防中,并指出進行防火設(shè)計的火災模型必須要得到驗證。本文研究了電纜間隙及封閉空間對豎向電纜燃燒過程的影響,同時基于封閉空間內(nèi)豎向電纜燃燒實驗,驗證雙區(qū)域模型模擬豎向電纜火災動力學工程的可靠性,同時研究區(qū)域模型模擬豎向電纜燃燒時火源的最佳設(shè)置方案。為了研究電纜間隙及封閉空間對豎向電纜燃燒過程的影響,在開放空間和封閉空間內(nèi)分別進行了一系列不同間隙的豎向電纜燃燒實驗。通過分析開放空間和封閉空間內(nèi)不同電纜間隙的豎向電纜燃燒過程中質(zhì)量損失速率,得到電纜之間的間隙對豎向電纜燃燒速率有著決定性的影響。通過對比開放空間和封閉空間內(nèi)豎向電纜的燃燒過程發(fā)現(xiàn),封閉空間對豎向電纜燃燒過程的影響作用存在一個臨界區(qū)間,該區(qū)間的臨界判據(jù)是由電纜燃燒火焰對電纜的熱作用和封閉空間內(nèi)煙氣層的對電纜的熱反饋決定的�；诜忾]空間內(nèi)的豎向溫度分布,通過分析其無量綱溫度梯度,得到封閉空間內(nèi)豎向電纜燃燒過程存在一個特征明顯的溫度過渡區(qū)域,由于該區(qū)域范圍較小,因而可以得到豎向電纜火災過程基本符合區(qū)域模擬假設(shè)�；诜忾]空間內(nèi)豎向電纜燃燒實驗,驗證雙區(qū)域模型模擬豎向電纜火災動力學工程的可靠性。結(jié)果表明,將豎向電纜燃燒時的火源設(shè)為定點火源時,CFAST不能準確撲捉豎向電纜燃燒時的溫度變化的趨勢,但能很好的預測溫度達到峰值的時間。然而,通過對源代碼進行修改,將火源設(shè)置為隨時間向上移動的火源時,CFAST能準確撲捉豎向電纜燃燒時的溫度變化的趨勢。因此對豎向電纜火災過程的模擬預測,建議將其火源設(shè)置為隨時間向上移動的火源。通過本文研究,進一步了解封閉空間內(nèi)電纜的燃燒特性,對核電火災風險評估具有一定的參考價值。同時,本文通過對雙區(qū)域模型CFAST的程序進行修改,修正了其不能準確模擬豎向電纜的缺點,增強了雙區(qū)域模型CFAST在模擬豎向電纜燃燒過程的準確性,為研究區(qū)域模型模擬豎向電纜燃燒時的火源提供了最佳設(shè)置方案。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM623.8

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本文編號：2646810