發(fā)布時(shí)間：2020-06-19 20:27

【摘要】：在核反應(yīng)堆發(fā)生嚴(yán)重事故的情況下，堆芯熔毀有可能導(dǎo)致高溫堆芯熔融物與冷卻劑發(fā)生接觸，伴隨劇烈的傳熱過(guò)程，冷卻劑急劇蒸發(fā)，瞬間產(chǎn)生巨大的壓力脈沖，有可能對(duì)周圍結(jié)構(gòu)材料造成破壞，從而增加放射性釋放到環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)。這種相互作用過(guò)程又被稱為蒸汽爆炸，由于該過(guò)程的復(fù)雜性，其過(guò)程機(jī)理至今仍缺乏清楚的認(rèn)識(shí)，尚無(wú)法對(duì)最終的事故后果進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，因此對(duì)冷卻劑與高溫熔融物相互作用過(guò)程的進(jìn)一步研究具有重要的安全意義。 本文首先設(shè)計(jì)并搭建了小型機(jī)理試驗(yàn)臺(tái)架，采用高速攝像系統(tǒng)對(duì)水滴落入熔融金屬錫后二者的相互作用過(guò)程開(kāi)展了可視化實(shí)驗(yàn)研究，在保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，分別改變水滴溫度、熔融金屬溫度和水滴下落速度，分析了上述因素對(duì)水滴與熔融金屬錫相互作用過(guò)程的影響。在本文后半部分，開(kāi)發(fā)了一維數(shù)值分析程序，對(duì)水滴與錫液相互作用過(guò)程中氣膜塌陷后二者的液-液直接接觸傳熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，重點(diǎn)分析了二者間對(duì)流換熱系數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律和交界面冷卻水側(cè)不同時(shí)刻壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)及速度場(chǎng)的分布。 分析結(jié)果表明：由于水滴質(zhì)量較小，其溫度變化尚無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)帶來(lái)顯著影響，本文未觀測(cè)到水滴溫度變化對(duì)相互作用過(guò)程的顯著影響；隨著熔融金屬溫度的升高，相互作用劇烈程度呈現(xiàn)出先升高后降低的發(fā)展過(guò)程；隨著水滴下落速度的增加，相互作用過(guò)程越來(lái)越劇烈；發(fā)生液-液直接接觸后，接觸面向密度較大液體一側(cè)移動(dòng)，使得交界面上存在Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性，可能破壞交界面的完整性；二者間具有較大的對(duì)流換熱系數(shù)，在250℃至350℃的溫度區(qū)間內(nèi)，錫液溫度變化對(duì)換熱系數(shù)沒(méi)有顯著影響。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL364.4
【圖文】：

Premixing Triggering Propagation Expansion圖 1-1 冷卻劑與 金屬 互作用過(guò)程[9]Fig.1-1 Phenomenological four stages of steam explosions在 FCI 過(guò)程中，熔融物液滴碎化導(dǎo)致?lián)Q熱面積驟升，高溫熔融物與冷卻劑間傳熱急劇增加，是引發(fā)后續(xù)反應(yīng)的重要因素，對(duì)整個(gè) FCI 過(guò)程具有顯著影響。根

圖 1-2 Kim-Corradini 熱力學(xué)碎化模[18]Fig.1-2 Concept of the Kim Corradini mode九十年代初期，Ciccarelli 和 Frost[19]采用 X 射線通過(guò)高速攝像系統(tǒng)對(duì)單個(gè)熔融金屬液滴滴入冷卻水后的碎化過(guò)程進(jìn)行了觀測(cè)研究，提出了熔滴熱力學(xué)碎化的Ciccarelli-Frost 模型。如圖 1-3 所示，Ciccarelli 和 Frost 認(rèn)為：熔融金屬與冷卻水

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王恒德;切爾諾貝利核事故及其后果[J];輻射防護(hù)通訊;2000年Z1期

2 黃熙;楊燕華;王溪;;堆外蒸汽爆炸堆腔壓力沖量分布計(jì)算分析[J];核動(dòng)力工程;2011年03期

本文編號(hào)：2721302