摘要：核电厂在正常运行和发生严重事故时,气溶胶是放射性物质的主要泄漏途径。本文基于流体仿真软件FLUENT中欧拉-拉格朗日方法的离散相模型(DPM),针对铅基堆安全壳内气溶胶输运特性开展数值模拟研究。模拟结果显示静止流场中气溶胶小粒径颗粒受布朗力的驱动在不同壁面的沉降数量分布较均匀;大粒径颗粒受重力的驱动在不同壁面的沉降数量分布不均匀。同时,以PHEBUS FP T0实验的沉降阶段作为基准工况,验证了模型方法在安全壳环境下的适用性与准确性。最后,基于安全壳的二维轴对称简化模型,模拟了反应堆正常运行工况下从堆芯表面到安全壳中的气溶胶迁移和沉降过程。研究发现,在正常运行工况下,粒径0.1μm的气溶胶会随流线进行大范围的迁移并在安全壳上壁面和竖直壁面的交界附近被捕获,粒径3μm和10μm的气溶胶会滞留在安全壳下壁面附近或沉降到安全壳下壁面。基于本模型研究得到的初步结论,可为后续开展的气溶胶受力分析实验和安全壳内气溶胶迁移实验提供参考。

摘要：铅基堆蒸汽发生器发生传热管破裂事故(Steam Generator Tube Rupture,SGTR)后,水将快速射流进入熔池中,伴随大量蒸汽产生,气泡可能进入反应堆堆芯从而影响反应堆的安全运行。水在冷却剂中的穿透深度是评估该过程的重要参数之一。本文设计了一种过冷水向高温硅油液池中射流的实验系统,开展了可视化模拟实验,改变压力和喷嘴直径,观察射流在液池中的穿透行为,结合理论推导得到了新的无量纲穿透深度关联式,模型误差在30%以内。实验还发现了动量变化和沸腾换热的时空不均匀性对穿透深度有着重要影响。本文研究有助于加深对冷却剂-冷却剂作用(Coolant-Coolant Interaction)类型射流的理解,并可以进一步应用到水射流到重金属熔池的研究中。