摘要：在铅基反应堆严重事故中,燃料颗粒在堆内迁徙过程中可能导致堆芯堵塞,存在重返临界的风险。为了获得液态铅铋合金(LBE)夹带金属颗粒的流动迁徙行为特性,本研究设计了石英玻璃可视化实验段,搭建了液态LBE夹带颗粒流动凝固行为可视化实验装置Eirene,开展了LBE在圆形通道内的流动凝固实验和LBE夹带不锈钢颗粒的流动凝固实验,获得了液态LBE流动凝固动态特性的影像数据、LBE进出口温度和管壁温度数据。由实验结果可知,颗粒球床的存在会严重阻碍LBE在玻璃管内的流动,且在球床密集区域极易形成凝固堵塞,大量颗粒停留在实验段中段,由外至内逐步形成堵塞。实验结果可为铅基反应堆严重事故分析模型验证提供支持。

摘要：堆芯燃料组件熔化以及熔融物流动扩展行为具有不确定性且难以预测,为了研究燃料棒在发生严重事故时的熔化行为,采用一种粒子与网格耦合的方法(粒子网格混合法)对堆芯内燃料棒单棒的熔化行为进行了建模分析。通过数值探究了在燃料棒熔化过程共晶反应对熔化进程的影响。研究结果表明,在核反应堆发生严重事故时,燃料棒材料之间的共晶反应会使燃料芯块在低于其熔点的温度下发生熔解,熔化后物质形态呈烛滴状,其沿着燃料棒外表面向下迁移,在此过程中,高温中心也是随之向下移动而加快了燃料棒下部的熔化速度。因此,本研究建立的数值预测方法能够对堆芯燃料棒的熔化行为进行比较准确的模拟。