深部钻孔处置模型衰变热及压力的仿真计算分析

发布时间：2021-04-06 04:19

　　核废物的危害可以持续数以万年。长寿命的核废料,比如乏燃料,需要长时间与人类及其生存环境隔绝。把乏燃料存放在稳定地质构造中的深地质处置被认为是在可接受的技术水平之内最安全、最可持续发展的选择。它包括深部钻孔处置和矿山式处置。高放废物的热能输出为矿山式处置增加了难题。深部钻孔处置对温度没有前者敏感。然而,分析研究表明处置孔中孔隙水流动和放射性核素远离钻孔发生迁移,最显著的推动力很可能来自由于衰变热产生的热加压。研究废物罐安置完毕,钻孔密封胶结之后,衰变热及压力对钻孔的影响至关重要。本文列出了国外深部钻孔处置的三种方式,对深部钻孔处置和深部矿山式处置做出了比较。并从现有技术方面对深部钻孔处置应该选择的地层、钻孔深度和直径,是否安装套管、井液、密封方法及材料进行了较为深入的分析,得到相关建模参数。本文利用Fluent软件对废物罐放置后,废物罐周围环境的温度、压力随核废物衰变的变化情况,建立了温度模型。模型主要研究:①温度是否升高到足以使套管-废物罐以及套管-岩壁之间环形域中高密度载体基质的熔融,以形成一个较好的密封环境;②温度以及压力的变化是否会使套管发生膨胀、破裂,引入处置孔失败的风险;③温... 

【文章来源】：成都理工大学四川省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
第2章 深部钻孔处置简介
    2.1 深部钻孔处置的概念
    2.2 国外研究现状
        2.2.1 深部钻孔的三种方式
    2.3 国内研究现状
    2.4 与深部矿山式处置库的比较
        2.4.1 尤卡山核废料储存所
第3章 深部钻孔处置的技术基础
    3.1 技术基础
        3.1.1 钻孔
    3.2 井液
    3.3 钻孔壁的稳定性
    3.4 套管
        3.4.1 套管的连接
        3.4.2 套管材料
        3.4.3 套管v衬管
    3.5 温度
    3.6 胶结和密封
        3.6.1 压实的膨润土
        3.6.2 沥青
        3.6.3 混凝土
        3.6.4 水泥
        3.6.5 小结
    3.7 花费和时间
    3.8 化学环境
        3.8.1 核素的溶解度
        3.8.2 核素的吸附性
    3.9 软件介绍
第4章 建模
    4.1 基础方程及模型
        4.1.1 质量守恒方程
        4.1.2 动量守恒方程
        4.1.3 能量方程
        4.1.4 标准化k-ε模型
    4.2 热效应
    4.3 建模参数
    4.4 单废物罐建模
    4.5 温度随时间的变化
    4.6 热效应对流体的影响
        4.6.1 在钻孔中流动
        4.6.2 在钻孔周围受扰动的基岩中流动
        4.6.3 在远离钻孔的围岩中流动
        4.6.4 fluent中模拟流体基础
    4.7 双废物罐建模
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果



本文编号：3120744