压水堆严重事故下封头热斑计算

发布时间：2020-03-14 09:56

【摘要】：压水堆堆芯熔化事故情况下,下封头热斑会造成压力容器局部过热,导致临界热流密度发生。利用FLUENT软件对堆芯熔化事故时的下封头热斑进行计算,从流动和换热角度预测热斑导致的下封头薄弱环节。计算结果表明:堆芯熔化事故时,压力容器下封头存在两处最薄弱的位置,分别为下封头正下方正对外部冷却水位置和氧化壳与压力容器交界处。特别是在氧化壳与压力容器交界处,由于多种原因导致临界热流密度发生,使得该处熔化严重。通过设置延伸小管和附加冷却水可延迟压力容器壁面熔穿的时间。
【图文】：

池的结构和成分及其对金属层热聚集效应的影响。杨培勇等［７］研究了反应堆熔化时熔池的热物理性质。这些研究主要集中在高温条件下熔融物与结构材料之间的复杂化学物理性质，对热斑在压力容器内的形成及其运动机理，目前还研究较少。本文利用ＦＬＵＥＮＴ程序对堆芯熔化事故时的下封头熔池进行计算，从流动和换热角度预测热斑对压力容器的影响。１研究对象熔池达到稳定性之前要经历很大的不确定性，因此，不少学者提出了不同的熔池分层结构。本文选择目前最具代表性的两层熔池模型［７］，如图１所示。图１严重事故下熔池的几何模型Ｆｉｇ．１Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｏｆｗｅｌｄｐｏｏｌｕｎｄｅｒｓｅｖｅｒｅａｃｃｉｄｅｎｔ由图１可看到，，形成熔池后的压力容器模型分为冷却剂、金属层、氧化层外壳、压力容器外壳、氧化中心池及外部冷却水。熔池底层为密度较大的氧化中心池，包含ＵＯ２、ＺｒＯ２等氧化物和内热源。此外氧化中心池与温度较低的下封头和上部金属层接触，会冷凝成１层薄壳。熔池上层［８－９］由密度相对较小的金属层构成，包含了熔化的不锈钢和未被氧化的锆等金属物。２计算模型与方法２．１瞬态导热模型考虑到熔化后的堆芯本身为燃料，具有衰变热和反应热，又因为同时具有熔化和凝固过程，因此，熔化物区域导热模型选择为内热源的瞬态导热模型，而未熔化的压力容器区域选择无内热源的瞬态导热模型。ρｃ

本文编号：2586963