【摘要】：堆芯熔融物在流道內(nèi)的穿透和凝固是反應(yīng)堆嚴(yán)重事故后的關(guān)鍵現(xiàn)象之一,影響著事故的進(jìn)程,然而目前熔融物的凝固機(jī)理還未完全解明,熔融物的凝固模型還存在很多不確定性。本文通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究模擬熔融物在管內(nèi)和棒束間的凝固過程與凝固機(jī)理,為凝固模型的開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。在實(shí)驗(yàn)方面,本文進(jìn)行了錫、鉛和鉛錫合金在鋼管內(nèi)或者9-棒束間的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明熔融物在流道壁面形成了凝固層;同時(shí),熔融物在大多數(shù)管道內(nèi)都形成了柱狀空腔和靠壁面的環(huán)狀凝固殼。經(jīng)過分析可知,熔融物在管道間的凝固比較符合Kamiyama提出的改進(jìn)型凝固模型,而棒束內(nèi)的凝固似乎更符合傳熱凝固模型。在數(shù)值模擬方面,本文利用300℃錫金屬在4~6mm管道內(nèi)的凝固實(shí)驗(yàn)對FLUENT凝固模型進(jìn)行了驗(yàn)證,利用模擬結(jié)果分析熔融物在管內(nèi)流動(dòng)的微觀現(xiàn)象可知,熔融物穿透前端的黏度不斷降低速度降低直至流動(dòng)停滯導(dǎo)致了管道的堵塞。然后利用該模型研究了熔融物初速度、入口壓頭和管壁面溫度對錫金屬在5mm管道內(nèi)流動(dòng)穿透的影響,結(jié)果表明,三者的增加都將增加熔融物的穿透長度,而且初速度的增加將使得管道內(nèi)形成環(huán)狀凝固殼;最后利用該模型研究了1700℃的不銹鋼的熔融物在100℃的5mm管道中的凝固穿透,結(jié)果表明,不銹鋼的凝固時(shí)間將大大提前于30℃管道內(nèi)的300℃錫金屬,其穿透距離也大大縮短。
【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】：2015
【分類號】：TL364.4

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本文編號：2737847