钠冷快堆柱状流钠火仿真研究

发布时间：2021-12-19 18:52

　　第四代反应堆相比第三代反应堆在有效地利用核资源,固有安全性等方面有了进一步的提高。在各种备选的四代堆型中,最可能满足商用运行需求的堆型之一就是钠冷快堆。然而当作为冷却剂的液态金属钠发生泄漏时会引发钠火事故,严重威胁反应堆的安全运行,因此本研究针对钠火事故中的柱状流钠火进行了仿真建模研究。本研究结合现有的柱状流钠火的实验研究成果,同时采用了液体射流理论,液态钠燃烧模型和液池扩展模型等一系列成熟的理论模型,完成了柱状流钠火的仿真模型。随后基于仿真模型对流体计算软件FLUENT进行二次开发,并利用该软件完成了最终仿真模型计算,得到了燃烧温度场、燃烧速率和氧浓度变化等各种参数。为了验证仿真模型的有效性,将仿真结果与柱状流钠火的实验数据进行了比对验证,仿真模型对于柱状钠火中心燃烧区域仿真有较高的精度,对于燃烧区域最高温度的预测误差不超过10%。此外还通过改变柱状流钠火的初始条件进行仿真计算,对影响柱状流钠火的因素,包括初始环境氧气浓度,液态钠温度和流量进行了研究分析。根据仿真结果,在柱状流钠火发生时,较为集中的雾化燃烧会导致局部区域温度迅速上升,与外围区域产生较大的温度差,但由于氧气浓度的限制,... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

柱状第一部分液态流下落过程的建模中，选型和液池扩展模型来描述液态金属钠喷射而

图 2.2 四种射流机制 研究发现瑞利机制和第一风致动力机制发生在液体落过程中会受到扰动形成较大的液滴，另外还可能 为液体在四种射流机制作用下的形态比较，其中图破碎之前保持了一段相对较完整的液柱，但随着液状的大液滴和一部分更小的液滴。图 2.2(b)中第一形态相似，但与瑞利机制下存在一段相对完整的液流体在喷出后直接形成了较大的液滴，部分液滴由下第二风致动力机制和雾化机制占主导，此时产生尺寸。图 2.2(c)和(d)中可以看到，在这两种机制作第二风致动力机制下雾化产生距离喷嘴有一点距离始雾化。可见，这四种机制中，在前两种机制作用下，分别

第 2 章 柱状流钠火仿真模型的钠滴形成的连续液柱，随着下落液柱会离主流区域，但对于这种复杂形态的射流燃烧理论在国际上已经有了较为深入的理由一系列小钠滴近似代替，简化了射流雾流中所占的比例用雾化率来表示，雾化率出的钠滴在空间中运动时会迅速氧化放热的大量钠蒸汽，发生自燃，在空气中持续实际流体形式 柱状射流模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]第四代反应堆的未来研发重点[J]. 伍浩松,闫淑敏.  国外核新闻. 2014(08)
[2]钠滴燃烧仿真模型研究[J]. 王超,张智刚,彭康玮,孙树斌.  原子能科学技术. 2014(07)
[3]钠冷快堆发展综述[J]. 何佳闰,郭正荣.  东方电气评论. 2013(03)
[4]钠喷射火灾实验研究[J]. 杜海鸥,王荣东,胡文军.  核科学与工程. 2011(01)
[5]危险化学品液池扩展研究概况[J]. 王树乾,钟月华,唐怡然,徐瑶,肖泽仪.  四川化工. 2009(01)
[6]钠冷快堆钠池火事故数值模拟[J]. 张斌,朱继洲.  原子能科学技术. 2005(05)
[7]钠冷快堆钠雾火事故三维数值模拟[J]. 张斌,朱继洲,韩浪.  核动力工程. 2005(02)
[8]第一代到第四代反应堆[J]. 闫淑敏.  国外核新闻. 2004(04)
[9]中国实验快堆钠工艺间火灾危险性分析[J]. 申凤阳.  消防科学与技术. 2003(01)
[10]钠冷快堆中喷雾钠火的计算分析[J]. 喻宏,徐銤,金德圭.  核动力工程. 2002(02)

博士论文
[1]事故性泄漏动力学过程的理论与实验研究[D]. 潘旭海.南京工业大学 2004
[2]快堆钠火分析研究[D]. 喻宏.中国原子能科学研究院 2001

硕士论文
[1]快堆柱状钠火实验与数值研究[D]. 张鹏.哈尔滨工程大学 2013
[2]油罐泄漏事故油气扩散及火灾危害性评价研究[D]. 李昂.大连海事大学 2011
[3]CEFR开放式钠工艺间喷雾钠火事故分析研究[D]. 陈宝文.中国原子能科学研究院 2006
[4]中国实验快堆放射性钠火风险分析[D]. 杨健.中国原子能科学研究院 2005



本文编号：3544888