混合与分层熔池形态下熔融物与混凝土相互作用预测和对比分析 被引量：2

1

作者 马建 闫晓 +1 位作者 昝元峰 卓文彬 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期904-911,共8页

基于在熔池-混凝土界面结构、对流传热和熔融物层间传热3个方面的MEDICIS程序建模方法 ,针对百万千瓦级压水堆核电厂在混合与分层两种熔池形态下的假想熔融物与混凝土相互作用(MCCI)事故进行预测和对比分析。结果表明:在混合熔池形态下... 基于在熔池-混凝土界面结构、对流传热和熔融物层间传热3个方面的MEDICIS程序建模方法 ,针对百万千瓦级压水堆核电厂在混合与分层两种熔池形态下的假想熔融物与混凝土相互作用(MCCI)事故进行预测和对比分析。结果表明:在混合熔池形态下,熔池平均温度接近熔融物固化温度,混凝土堆腔的侵蚀表现为各向同性,安全壳内最终温度和压力均未达到设计值;在分层熔池形态下,熔池平均温度远高于熔融物固化温度,混凝土堆腔的侵蚀表现为各向异性且径向占优,安全壳内最终温度和压力都非常接近设计值。两种熔池形态下的混凝土地基侵蚀过程都很缓慢,厚度为4m的地基熔穿时间超过1周;安全壳内产生大量的水蒸气以及不可凝结气体CO、CO_2和H2,存在气体燃烧和爆炸风险,对安全壳完整性构成威胁。 展开更多

关键词 熔融物与混凝土相互作用 混合熔池 分层熔池

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AP1000核电站严重事故下熔融物与混凝土相互作用的研究 被引量：4

2

作者 王钦 毕金生 丁铭 《核安全》 2019年第6期37-43,共7页

核电站发生堆芯熔化并熔穿压力容器的严重事故时,熔融物落入堆腔中会与混凝土相互作用(Molten Core-Concrete Interactions,MCCI),可能会威胁安全壳的完整性。本文基于MELCOR搭建AP1000核电站的计算模型,设置大破口事故叠加换料水箱重... 核电站发生堆芯熔化并熔穿压力容器的严重事故时,熔融物落入堆腔中会与混凝土相互作用(Molten Core-Concrete Interactions,MCCI),可能会威胁安全壳的完整性。本文基于MELCOR搭建AP1000核电站的计算模型,设置大破口事故叠加换料水箱重力注射失效情况,研究压力容器被熔穿后的事故现象及熔融物堆外冷却过程,分析了MC⁃CI现象对安全壳完整性的威胁,即超压风险,燃爆风险和直接熔穿风险。研究结果表明,熔融物落入堆腔后,安全壳内会经历初期快速降压,随后达到水蒸发和冷凝的动态平衡,壳内压力稳定维持在0.2 MPa。MCCI过程中会产生可燃气体,积累至爆炸极限并触发点火装置工作。混凝土底板相比于侧壁更易被消融,在事故时间105 s内被熔穿约1 m。安全壳内部空间在达到热工水力平衡后,熔融物衰变热不断被导出安全壳外,事故最终得到缓解。 展开更多

关键词 熔融物与混凝土相互作用 熔融物堆外冷却 MELCOR

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熔融物与混凝土相互作用的机理模型应用研究

3

作者 杨洋 孙佳丽 +1 位作者 李汉辰 豆朝宗 《新型工业化》 2022年第6期178-181,260,共5页

在压水堆发生严重事故过程中,堆芯熔融物迁移至压力容器底部。在采取严重事故缓解措施后堆芯熔融物若仍无法被限制在压力容器内,将落入到堆坑中,并与混凝土发生相互作用(MCCI),严重情况下可能破坏安全壳的完整性,破坏核电厂最后一道安... 在压水堆发生严重事故过程中,堆芯熔融物迁移至压力容器底部。在采取严重事故缓解措施后堆芯熔融物若仍无法被限制在压力容器内,将落入到堆坑中,并与混凝土发生相互作用(MCCI),严重情况下可能破坏安全壳的完整性,破坏核电厂最后一道安全屏障。为了更好地了解MCCI,本文介绍了熔融物掉落在堆坑中与混凝土相互作用的详细过程,探究了MCCI过程中熔融物向侧壁混凝土和底部混凝土对流换热、熔融物向上部热构件辐射传热、硬壳生成、混凝土熔蚀等现象的物理化学模型,最后给出了基于模型的模拟实现流程。 展开更多

关键词 严重事故 熔融物 混凝土 MCCI

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严重事故下堆芯熔融物与混凝土的相互作用 被引量：3

4

作者 杨亚军 曹学武 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期438-441,共4页

当反应堆由于始发事件发展到压力容器熔融贯穿时,堆芯熔融物与混凝土相互作用(MCCI)可能引起安全壳晚期失效,包括地基熔穿及不可凝气体引起的安全壳超压失效。本文以600 MW轻水堆核电厂为对象,选取全厂断电(SBO)叠加汽动辅助给水泵失效... 当反应堆由于始发事件发展到压力容器熔融贯穿时,堆芯熔融物与混凝土相互作用(MCCI)可能引起安全壳晚期失效,包括地基熔穿及不可凝气体引起的安全壳超压失效。本文以600 MW轻水堆核电厂为对象,选取全厂断电(SBO)叠加汽动辅助给水泵失效诱发的严重事故序列,应用MELCOR程序研究了该序列下发生MCCI的主要现象,着重关注了混凝土的消融速率及氢气的产生速率,为相应的严重事故管理提供支持。 展开更多

关键词 全厂断电 堆芯熔融物与混凝土相互作用 混凝土消融速率

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多维熔融物与冷却剂相互作用分析程序COSMETRIC的开发与验证

5

作者 郭宇翔 钟明君 +2 位作者 熊进标 张良 刘晓晶 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1300-1307,共8页

基于MCBA-SIMPLE算法开发了自主化的多维熔融物与冷却剂相互作用分析程序COSMETRIC。为验证该程序,针对熔融物与冷却剂相互作用实验KROTOS的典型工况进行了模拟计算。通过与KROTOS37实验结果对比,验证了程序模拟高温熔融物与冷却剂混合... 基于MCBA-SIMPLE算法开发了自主化的多维熔融物与冷却剂相互作用分析程序COSMETRIC。为验证该程序,针对熔融物与冷却剂相互作用实验KROTOS的典型工况进行了模拟计算。通过与KROTOS37实验结果对比,验证了程序模拟高温熔融物与冷却剂混合过程中熔融物液柱碎化、熔融物液滴迁移以及冷却剂蒸发的能力;通过与KROTOS21实验结果对比,验证了程序对蒸汽爆炸压力脉冲峰值及传播速度预测的合理性。在此基础上,对KROTOS21爆炸工况计算的初始空泡份额、熔滴水力学碎化无量纲时间和熔融物碎片初始直径等参数进行了敏感性分析,评估了这些参数对最终压力脉冲的影响。敏感性分析结果发现,较大的初始空泡份额会抑制压力峰值和传播速度;增大熔融物碎片初始直径和水力学碎化无量纲时间,会提升压力波传播速度,降低压力峰值。 展开更多

关键词 熔融物与冷却剂相互作用 COSMETRIC程序 MCBA-SIMPLE算法 多相流模拟

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高熔点物质与冷却剂相互作用的机理研究 被引量：1

6

作者 彭程 佟立丽 曹学武 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期540-544,共5页

高温熔融物与低温冷却剂间的相互作用是核反应堆严重事故下的重要现象,关于这一现象,国际上多年来开展了大量实验和数值研究。然而,熔融物与冷却剂热相互作用(FCI)的作用机理至今未能解明,数值模拟的分析结果同实验数据间仍存在较大差... 高温熔融物与低温冷却剂间的相互作用是核反应堆严重事故下的重要现象,关于这一现象,国际上多年来开展了大量实验和数值研究。然而,熔融物与冷却剂热相互作用(FCI)的作用机理至今未能解明,数值模拟的分析结果同实验数据间仍存在较大差距。本研究通过建立中型熔融物与冷却剂相互作用实验台架,研究FCI影响因素及熔融物与冷却剂间的热相互作用机理。本文开展了以304不锈钢及钼铁为熔融物材料,水为冷却剂材料的热相互作用实验研究。该实验研究了高熔点物质质量、材料性质及冷却剂过冷度对热相互作用的影响,通过实验产物的形貌及尺寸分布分析,提出高熔点物质的凝固效应是决定相互作用强弱的重要机制,同时分析了在不同工况下的相互作用机理,为熔融物热能-机械能转化研究奠定基础。 展开更多

关键词 高熔点物质 相互作用机理 实验产物 熔融物 严重事故

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小型动力堆断电严重事故下熔融物分层对事故后果的影响研究 被引量：1

7

作者 袁名礼 张帆 +1 位作者 王坤 郑映峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1078-1083,共6页

采用MELCOR程序,对小型动力堆全部电源丧失严重事故下,下封头失效后"堆坑"不同熔融物分层模型进行计算,并对熔融物分层对事故后果的影响进行了研究。结果表明:不同模型下熔融物的总厚度及其变化趋势基本一致;堆腔底板材料为... 采用MELCOR程序,对小型动力堆全部电源丧失严重事故下,下封头失效后"堆坑"不同熔融物分层模型进行计算,并对熔融物分层对事故后果的影响进行了研究。结果表明:不同模型下熔融物的总厚度及其变化趋势基本一致;堆腔底板材料为混凝土时,堆芯熔融物的分层较为复杂,而金属材料相对简单。小型动力堆不会发生堆芯熔融物与混凝土相互作用(MCCI)。不同模型的计算对放射性后果基本无影响,但对"堆坑"熔穿进程有影响,强迫混合模型熔穿时间最快、机理计算模型熔穿时间最慢。从安全分析的角度,选择强迫混合模型较为保守。 展开更多

关键词 断电 熔融物 MELCOR程序 堆芯熔融物与混凝土相互作用

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压水堆核电厂严重事故下堆芯熔融物的冷却研究 被引量：16

8

作者 李琳 臧希年 《核安全》 2007年第4期39-44,共6页

堆芯熔融物的冷却和捕集在严重事故后长期的进程对安全壳完整性有很重要的影响,本文综述了核电厂特别是先进核电厂在堆芯熔融物冷却和保持方面的设计,并进行简要分析比较。

关键词 严重事故对策 安全壳 堆芯熔融物与混凝土反应(MCCI) 堆芯捕集器

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蒸汽温度对单滴锡熔融物蒸汽爆炸现象的影响

9

作者 朱光昱 闵金坤 +1 位作者 王昆鹏 石兴伟 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期388-394,共7页

核电厂严重事故后,堆芯熔融物与冷却水相互作用(FCI)过程中可能会发生蒸汽爆炸现象。在单滴熔融锡与水相互作用实验中发现,随着熔融锡温度升高,蒸汽爆炸现象发生概率呈现先升高后降低的趋势。为研究蒸汽爆炸现象的触发原因,基于实验结... 核电厂严重事故后,堆芯熔融物与冷却水相互作用(FCI)过程中可能会发生蒸汽爆炸现象。在单滴熔融锡与水相互作用实验中发现,随着熔融锡温度升高,蒸汽爆炸现象发生概率呈现先升高后降低的趋势。为研究蒸汽爆炸现象的触发原因,基于实验结果通过FLUENT软件建立了单滴熔融锡FCI数值模拟模型,分析了锡液滴周围气膜中的蒸汽温度对气膜稳定性的影响。数值模拟结果表明,气膜的We数随着锡液滴温度升高呈现复杂的波动状态,而气膜的稳定性与气膜的We数呈负相关性,当生成气膜的We数较高时蒸汽爆炸更容易发生。 展开更多

关键词 严重事故 堆芯熔融物与冷却水相互作用(FCI) 蒸汽爆炸

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硅石牺牲混凝土配合比研究 被引量：1

10

作者 王龙 石亮 《建筑技术》 北大核心 2015年第1期36-39,共4页

硅石牺牲混凝土可减少堆芯残骸与混凝土反应的危害性,保证我国核电站的安全运行。结合台山核电站实际情况,通过确定原材料、设计配合比,可配制出符合技术规格及相关标准要求的硅石牺牲混凝土。经性能测试试验验证,该混凝土性能满足施工... 硅石牺牲混凝土可减少堆芯残骸与混凝土反应的危害性,保证我国核电站的安全运行。结合台山核电站实际情况,通过确定原材料、设计配合比,可配制出符合技术规格及相关标准要求的硅石牺牲混凝土。经性能测试试验验证,该混凝土性能满足施工技术要求。 展开更多

关键词 堆芯熔融物和混凝土反应 硅石牺牲混凝土 含水率 配合比

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浅谈矿渣粉对混凝土性能的影响以及应用 被引量：6

11

作者 谭建标 《广东建材》 2007年第2期15-17,共3页

矿渣的全称是粒化高炉矿渣。它是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣，在高炉炼铁过程中，生成了以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物浮在铁水表面，定期从排渣口排出，经过空气或水急冷处理，形成粒状颗粒物，这就是粒化高炉矿渣。

关键词 矿渣粉 混凝土性能 粒化高炉矿渣 应用 高炉炼铁 硅铝酸盐 钢铁厂 熔融物

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MCCI过程中的化学反应模型研究

12

作者 曹瑛 沈梦思 +1 位作者 林萌 常岩 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1244-1250,共7页

严重事故下堆芯熔融物与混凝土相互作用(MCCI)对压水堆的安全分析十分重要,其中化学反应过程既释放了化学能,又产生大量易燃气体氢气,对安全壳的完整性造成威胁。本文基于国产化自主开发的严重事故程序cosSA,分析其MCCI化学反应计算模型... 严重事故下堆芯熔融物与混凝土相互作用(MCCI)对压水堆的安全分析十分重要,其中化学反应过程既释放了化学能,又产生大量易燃气体氢气,对安全壳的完整性造成威胁。本文基于国产化自主开发的严重事故程序cosSA,分析其MCCI化学反应计算模型,以典型百万千瓦级压水堆为建模对象,计算严重事故下MCCI现象并重点评估化学反应过程产生的影响。计算结果表明,化学反应早期阶段释放出相当于传至混凝土壁面总热量20%的化学能,从而对熔融物向混凝土的传热计算以及安全壳混凝土壁面熔蚀产生影响;化学反应还消耗混凝土分解释放的水蒸气产生大量氢气触发了安全壳内的燃烧,并且不凝性气体逐渐聚集使安全壳缓慢升压最终导致安全壳超压失效。 展开更多

关键词 熔融物与混凝土相互作用 化学反应 严重事故

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汽膜对熔滴水力学碎化影响的数值模拟

13

作者 周月善 钟明君 +1 位作者 熊进标 林萌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期268-274,共7页

在熔融物与冷却剂相互作用(FCI)过程中,熔滴的水力学碎化对于后续是否产生蒸汽爆炸以及爆炸的强弱程度有着重要影响。传统的熔滴水力学碎化数值研究通常只考虑液液直接接触的两相系统;而堆芯熔化后,熔融物温度在2 500K以上,熔融物周围... 在熔融物与冷却剂相互作用(FCI)过程中,熔滴的水力学碎化对于后续是否产生蒸汽爆炸以及爆炸的强弱程度有着重要影响。传统的熔滴水力学碎化数值研究通常只考虑液液直接接触的两相系统;而堆芯熔化后,熔融物温度在2 500K以上,熔融物周围会迅速产生汽膜,导致熔滴和冷却剂之间的传热和阻力特性发生改变。本文基于PLIC-VOF(piecewise linear interface construction-volume of fluid)界面跟踪方法对有汽膜存在的三相系统中的熔滴水力学碎化过程进行了数值研究,通过分析熔滴在有无汽膜和不同边界速度触发情况下碎化过程中的界面特性,发现熔滴碎化程度随Weber数的增加而加剧,汽膜对熔滴的水力学碎化存在一定的抑制作用。 展开更多

关键词 熔融物与冷却剂相互作用 水力学碎化 汽膜 VOF方法 数值模拟

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严重事故工况下大质量碎片床形成的实验研究

14

作者 房芳芳 韩昆 +2 位作者 王增辉 陈炼 何旭道 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2210-2217,共8页

碎片床形成实验作为评估碎片床可冷却性、再熔化可能性以及冷却措施的前期输入条件,具有非常高的研究价值。本文进行了大质量碎片床形成实验研究,以氧化锆为工质开展了不同熔融物质量、射流直径、水池深度、水过冷度等因素组合条件下的... 碎片床形成实验作为评估碎片床可冷却性、再熔化可能性以及冷却措施的前期输入条件,具有非常高的研究价值。本文进行了大质量碎片床形成实验研究,以氧化锆为工质开展了不同熔融物质量、射流直径、水池深度、水过冷度等因素组合条件下的实验。基于4组实验工况,获取了碎片床结构、碎片形态及尺寸分布、碎片床孔隙率等参数。结果表明:随着熔融物质量增加及水过冷度的减小,形成的碎片床中大尺寸碎片所占份额增加;在本实验装置条件下,碎片床平均孔隙率为0.345。本文结果可对碎片床的可冷却性及再熔化研究提供支持。 展开更多

关键词 严重事故 熔融物 燃料冷却剂相互作用 射流破碎 碎片床

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