壓水堆核電站在嚴重事故下可能會產生大量的氣溶膠并且釋放到安全殼內部。釋放出來的帶有放射性的氣溶膠不僅會對人體造成嚴重的輻照危害,還會對環(huán)境造成嚴重的污染。對AP1000嚴重事故下安全殼內氣溶膠運動沉積特性進行研究,有助于明確事故的演變過程及影響因素,為非能動先進壓水堆核電站嚴重事故下的氣溶膠脫除提供參考。通過設定不同的工況邊界條件,利用CFX軟件對AP1000嚴重事故下氣溶膠運動沉積,與氣空間溫度壓力、相對濕度、氣溶膠特性等之間的關系,進行了數(shù)值模擬,得出氣溶膠的運動沉積特性:(1)不同工況下氣溶膠的速度跡線整體分布是在整個安全殼的上下封頭處,會出現(xiàn)四個比較對稱的漩渦,且最大速度也出現(xiàn)在上下封頭的漩渦處,但是溫度壓力越大,所形成的速度跡線的漩渦越大,速度極大值越大。(2)豎直面內氣溶膠的濃度分布趨勢總體比較一致,從低到高均呈現(xiàn)下封頭位置濃度分布比較高。中間圓柱體位置氣溶膠濃度變化不大,上封頭氣溶膠的濃度分布比較低。但是溫度壓力越大,豎直平面內總沉積量越大。(3)水平平面內的濃度分布均呈現(xiàn)兩邊邊緣位置濃度分布大,靠近中心位置濃度比較小。但是隨著溫度壓力的升高,氣溶膠的濃度沉積量逐漸增大。(4)不同濕度工況下,流體在豎直平面上各處的速度分布均是上下速度較大,中間速度較小,近似呈現(xiàn)M型,但是濕度越大,相應位置其速度極大值越小。不同濕度工況下,隨著濕度越大,氣溶膠的濃度沉積越大。(5)不同種類的氣溶膠來說,其他條件相同時,碘氣溶膠濃度沉積最大,氧化鈾氣溶膠濃度沉積最小。(6)不同粒徑氣溶膠在豎直面上各處的速度分布均是上下速度較大,中間速度較小,近似呈現(xiàn)M型,但是粒徑為9um的氣溶膠的速度極大值最小,濃度沉積最小,粒徑為2um的氣溶膠的速度極大值最大,濃度沉積最大。通過對運動沉積特性結果分析研究,進一步發(fā)現(xiàn)AP1000嚴重事故下,氣溶膠的隨著工況及氣溶膠物性、粒徑變化的運動沉積機理如下。即:氣空間的溫度壓力越大,會使得內部流體與冷壁面之間的自然循環(huán)換熱及流動加劇,由于溫差增大及壓力增大導致的熱泳及湍流沉積增大,而濕度越大,流體的粘度越大,會使得濕度越大,氣溶膠的速度極大值越小,濃度沉積量越大。對于不同粒徑氣溶膠,粒徑不同,會影響Kn數(shù)的變化,粒徑越大,Kn數(shù)越小,最終導致的濃度沉積率越小。不同材料氣溶膠,氣溶膠的導熱率越大,越有利于內部導熱,漩渦彎曲度越小;氣溶膠的密度越大,氣溶膠在相同豎直平面和水平面內的濃度沉積越大。
【學位單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TL364.4;TM623.91
【部分圖文】：

圖 2-1AP1000 內層安全殼簡化模型-1 可知，按照 AP1000 內層安全殼的實際尺寸模型，AP1參數(shù)為：總高度 65.634m，圓柱部分直徑 39.624m，上下封.624m，高度 11.468m。型膠沉積模型溶膠顆粒運動方程的計算公式為：2plKnD pD 為微粒粒徑； l 為濕空氣氣體分子自由程。l

圖 2-1AP1000 內層安全殼簡化模型-1 可知，按照 AP1000 內層安全殼的實際尺寸模型，AP1參數(shù)為：總高度 65.634m，圓柱部分直徑 39.624m，上下封.624m，高度 11.468m。型膠沉積模型溶膠顆粒運動方程的計算公式為：2plKnD pD 為微粒粒徑； l 為濕空氣氣體分子自由程。l

1.4002 2092 0.0249 7面溫度邊界條件 安全殼中間的圓柱分為 10 部分，其中上封頭溫度最高用，上封頭表面會形成一層水膜，由于水膜處于吸熱階度設定為 100℃，由于下封頭溫度比較低，有文獻[65]研布呈現(xiàn)一個熱分層現(xiàn)象，從下到上溫度依次升高，因此部分溫度逐漸下降，下封頭溫度近似假設為常溫 20℃。敏感性分析數(shù)值模擬的時候，誤差主要由以下幾個因素決定：物理模解過程中產生的截斷誤差及計算域的離散誤差、迭代誤離散誤差主要和網格數(shù)量有關，通過加密網格能夠使離使離散點增多，舍入誤差增大。因此，必須選擇合適的行網格敏感性分析如圖 2-2 所示。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳林林;孫雪霆;魏嚴凇;史曉磊;肖增光;季松濤;;安全殼內氣溶膠擴散泳行為的試驗方法研究[J];輻射防護;2017年01期

2 孫雪霆;陳林林;史曉磊;肖增光;魏嚴凇;季松濤;;嚴重事故下水蒸氣凝結對氣溶膠擴散泳影響研究[J];原子能科學技術;2017年01期

3 鄢仁樵;陳麗萍;周斌;;室內可吸入顆粒物運動特性的格子Boltzmann方法模擬[J];計算物理;2016年06期

4 吳先榮;魏會明;蘇學豐;吳帆;;基于MAAP5的一類嚴重事故仿真[J];系統(tǒng)仿真學報;2016年01期

5 王嘉偉;李磊;陸曉霞;趙守田;柴明明;;水平和下旋氣流對初始氣溶膠運動的影響[J];南京理工大學學報;2015年05期

6 周濤;楊旭;林達平;樊昱楠;汝小龍;;濕度對矩形窄通道內細顆粒熱泳沉積的影響[J];上海交通大學學報;2015年05期

7 黃雄;呂雪峰;陳彥霖;馬國航;;AP1000核電廠蒸汽發(fā)生器主管道發(fā)生小破口事故情況下氫氣源項分析[J];核安全;2015年01期

8 玉宇;張鶴;單祖華;胡迎秋;王升飛;牛風雷;劉鑫;剛直;;AP1000安全殼流動循環(huán)與熱分層一維模型分析[J];原子能科學技術;2014年10期

9 楊旭;周濤;汝小龍;林達平;方曉璐;;不溶性粒狀腐蝕產物在壓水堆堆芯內沉積的數(shù)值模擬[J];核科學與工程;2014年03期

10 佟立麗;曹學武;;氣溶膠模型對安全殼旁路釋放類事故源項的影響[J];核科學與工程;2014年03期

相關會議論文 前1條

1 王興華;周鳴鏑;成紅娟;;濕空氣熱物性參數(shù)的計算[A];中國建筑學會建筑熱能動力分會第十八屆學術交流大會暨第四屆全國區(qū)域能源專業(yè)委員會年會論文集[C];2013年

本文編號：2810575