钠火气溶胶去除方法的研究

研究建立了中国实验快堆钠火气溶胶的去除方法。方法采用湿式除尘器与干式过滤器相结合的方法,建立了一套实验装置。当钠气溶胶入口浓度大于7mg/L时,湿式除尘器的净化效率大于85%,而总的净化效率为96%±2%;当钠气溶胶的入口浓度大于1mg/L而小于7mg/L时,湿式除尘器的净化效率大于74%,而总净化效率为87%±2%;当入口气溶胶浓度小于1 mg/L时,湿式除尘器的净化效率为40%,而总的净化效率只有50%左右。气溶胶经过净化后,通风系统的出口气溶胶浓度小于0.5 mg/L。文章还对气溶胶的行为做了一些初步的研究。     

钠火气溶胶分析方法研究及应用

叙述了钠火气溶胶的１种取样分析方法。真空取样分析采用容量法与原子吸收法相结合。当Ｎａ的绝对含量在０．１—１．０ｍｇ时，容量法的分析结果与原子吸收法的结果偏差不大于２％。该方法已应用于钠火气溶胶去除装置上，其分析范围、准确度及精度已能满足当前快堆关于钠气溶胶研究的需要。     

雾状钠火钠滴燃烧比率的模拟及应用

将雾状钠火中钠滴的燃烧分成预燃阶段和燃烧阶段,利用雾状钠火程序计算得到钠滴燃烧比率和时间的关系曲线,分别用幂函数、指数函数和线性函数对曲线进行拟合,拟合效果较好。拟合函数中包含钠滴下落时间和钠滴最大燃烧比率等参数,这些参数可通过钠滴下落燃烧试验或雾状钠火程序计算得到。通过推导得到了雾状钠火燃烧和单个钠滴燃烧的关系,钠滴燃烧比率的拟合函数被用来模拟雾状钠火燃烧的过程,包括用于计算已燃烧的钠质量、空气中未燃烧的钠质量、进入钠池的钠质量和雾状钠火的燃烧速率。当雾状钠火燃烧过程中钠泄漏流量恒定不变时,空气中未燃烧的钠质量和钠泄漏流量呈正比,雾状钠火的燃烧速率和钠泄漏流量呈正比。雾状钠火的燃烧速率和钠火造成的事故工艺间内的温度与压力变化直接相关。雾状钠火的燃烧速率被用来求解钠气溶胶的生成速率、钠燃烧火焰层和空气之间的传热、钠燃烧火焰层和墙壁之间的传热。总之,使用简单的函数模拟钠滴的燃烧比率曲线,将雾状钠火燃烧当成事故工艺间的热源和钠气溶胶源作为输入,便可模拟雾状钠火的整个燃烧过程,计算得到工艺间温度、压力和钠气溶胶浓度的变化。钠滴的燃烧比率曲线、雾状钠火的燃烧速率曲线还可与试验数据进行对比验证后作为雾状钠火模拟的输入,这种模拟方法可用于钠火事故安全分析中雾状钠火的模拟。     

池式钠火事故下燃烧产物气溶胶行为研究

在钠冷快堆的安全评估中,分析钠泄露导致的池式钠火事故下燃烧产物的气溶胶行为尤为重要。本文采用将池式钠火燃烧模型与气溶胶动力学模型耦合的方式,开发了池式钠火事故下燃烧产物气溶胶行为分析程序REBAC-SFR,基于该程序模拟了SAPFIRE-D1和ABCOVE池式钠火实验,并与实验数据进行了对比。结果表明,本文开发的程序具有良好的可靠性和正确性,可为钠工艺间内池式钠火事故下燃烧产物气溶胶行为分析研究提供理论工具。      

雾状钠火钠滴燃烧比率的模拟及应用

将雾状钠火中钠滴的燃烧分成预燃阶段和燃烧阶段,利用雾状钠火程序计算得到钠滴燃烧比率和时间的关系曲线,分别用幂函数、指数函数和线性函数对曲线进行拟合,拟合效果较好。拟合函数中包含钠滴下落时间和钠滴最大燃烧比率等参数,这些参数可通过钠滴下落燃烧试验或雾状钠火程序计算得到。通过推导得到了雾状钠火燃烧和单个钠滴燃烧的关系,钠滴燃烧比率的拟合函数被用来模拟雾状钠火燃烧的过程,包括用于计算已燃烧的钠质量、空气中未燃烧的钠质量、进入钠池的钠质量和雾状钠火的燃烧速率。当雾状钠火燃烧过程中钠泄漏流量恒定不变时,空气中未燃烧的钠质量和钠泄漏流量呈正比,雾状钠火的燃烧速率和钠泄漏流量呈正比。雾状钠火的燃烧速率和钠火造成的事故工艺间内的温度与压力变化直接相关。雾状钠火的燃烧速率被用来求解钠气溶胶的生成速率、钠燃烧火焰层和空气之间的传热、钠燃烧火焰层和墙壁之间的传热。总之,使用简单的函数模拟钠滴的燃烧比率曲线,将雾状钠火燃烧当成事故工艺间的热源和钠气溶胶源作为输入,便可模拟雾状钠火的整个燃烧过程,计算得到工艺间温度、压力和钠气溶胶浓度的变化。钠滴的燃烧比率曲线、雾状钠火的燃烧速率曲线还可与试验数据进行对比验证后作为雾状钠火模拟的输入,这种模拟方法可用于钠火事故安全分析中雾状钠火的模拟。     

钠冷快堆中池式钠火的计算分析

文章论述了根据池式钠火的特点建立了理论模型 ,编制了SPOOL程序。该程序模拟钠燃烧过程中钠和氧气的化学反应 ,钠燃烧热在各种介质中不同方式的传递 ,钠气溶胶的产生、沉积 ,以及在各种通风条件下多种介质的质量和能量交换等瞬态过程 ,描述了钠燃烧过程中各种特征参数随时间的变化。其主要的计算参数包括房间内气体的压力和温度、房间建筑结构的温度、钠气溶胶质量浓度等等。用俄罗斯别洛雅尔斯克核电站实验和法国卡桑德拉 3号实验的数据 ,对SPOOL程序进行验证的结果表明 ,该程序的计算结果可信。该程序为国内钠冷快堆中池式钠火事故的安全分析提供了分析方法     

钠火压力缓解和钠气溶胶专用探测性能试验研究

<正>在钠安全综合试验设施(F204)配管间内开展了工程应用规模的钠火综合性试验。约200kg温度达316℃的液态金属钠以1.3kg/s的流速从钠管道破口处泄漏,泄漏时间为150s,钠在密闭的配管间内迅速燃烧,测量了流量、温度、压力和钠气溶胶等参数,验证了钠火事故缓解装置和钠气溶胶专用探测装置的性能。钠泄漏钠火事故模拟的配管间1体积约为120m3,相邻配管间2约为91m3,钠火压力缓解     

固态气溶胶吸湿生长对过滤器检测效率的影响

本文使用加湿串联差分迁移分析仪（HTDMA）系统,研究了荧光素钠气溶胶在不同相对湿度（RH）环境中粒径的变化规律及对现场过滤效率的影响,且与NaCl气溶胶进行了对比。研究结果表明,荧光素钠气溶胶无潮解点,其粒径随相对湿度的增大而增大;NaCl有明显的潮解点,在小于75%相对湿度时,其粒径基本不变。随相对湿度的增加,直径为100 nm的荧光素钠测得的效率逐渐降低,而直径为100 nm的NaCl测得的效率在75%相对湿度以下时基本保持不变,但在大于75%相对湿度环境中大幅下降。因此,从气溶胶吸湿性能的角度来说,作为现场检测用的固态气溶胶,若保证环境相对湿度小于75%,NaCl和荧光素钠均可用于过滤器现场检测,且前者性能优于后者,但当相对湿度大于75%时,NaCl气溶胶已不能用于现场检测用途。     

冷凝冲刷条件下壁面气溶胶去除特性实验研究

核反应堆发生放射性泄漏的严重事故后,弥散在安全壳气相空间的放射性气溶胶等物质会在墙壁、设备表面或地面等位置沉积。蒸汽冷凝液的冲刷去除是沉积放射性气溶胶颗粒离开壁面并再次迁移的主要途径之一,掌握沉积气溶胶颗粒的去除迁移规律,对于核事故后的放射性分析评价有重要意义。本文针对冷凝环境下壁面沉积的不可溶气溶胶去除特性展开实验研究,通过测量冲刷去除的气溶胶质量变化,探究壁面倾斜角度、冷凝速率和沉积密度等变量对气溶胶颗粒去除特性的影响,总结了不同工况环境下的沉积气溶胶的质量去除规律及去除份额。本研究可为放射性气溶胶迁移模型验证及优化提供支持。     

8 CEFR放射性钠火风险分析

对CEFR的研究发现，一回路外的钠净化管道或阀门破裂将导致放射性钠火事故发生，其中309／1设备间的泄漏后果最严重。采用概率安全评价技术对该事故进行放射性风险分析，依据钠泄漏及钠火发生后相关系统的响应特性，确立了44个事故序列，建立了事件树．故障树模型。对模型进行定量分析后获得了该事件的厂内、外放射性风险，并通过对计算结果的分析，找出风险支配性因素，相应提出降低风险的措施。在整个分析过程中应用了概率安全分析软件、池式钠火分析程序及高架点源气溶胶扩散程序，获得了事故序列发生频率、钠气溶胶排放量、各种情况下高架烟囱周围3公里范围内的剂量分布等定量分析指标。     

SGL-83型滤料效率测试装置的研究

随着我国原子能工业的发展,对呼吸道个人防护用具(简称防尘护具)的防护性能提出了更高的卫生学要求。对即使是小于1微米的放射性气溶胶或有害烟尘也需要有大于99％的防护效率。为健全与加强对高效防尘护具和过滤材料的性能研究与质量鉴定,确保有关人员的健康和安全,我们研制的SGL-83型滤料效率测试装置将提供有效、可靠、简便的测试手段,其粒子计数系统的可测效率为≤99.99％,粉尘计重系统的可测效率为≤99.5％。     

Controlling fine particles in flue gas from lead-zinc smelting by plasma technology

With the aim of controlling the problem of fine particles in the flue gas of lead-zinc smelting, a low-temperature plasma-electrocoagulation and electric bag composite dedusting experimental platform was designed by combining electrocoagulation and electric bag composite dust removal technology based on the research of low-temperature plasma technology. Firstly, the properties of fine particles in flue gas from lead-zinc smelting were analyzed, and the effects of input voltage, filter wind speed, dust concentration, and pulse-jet ash-cleaning cycle on the dust collection efficiency of the integrated device were studied. Then, the energy efficiency of the integrated technology was analyzed, and the control mechanism of the fine particles was revealed. The experimental results show that the integrated technology of low-temperature plasma-electrocoagulation and electric bag composite dust removal achieves a fine particle removal efficiency of more than 99.99% and the energy consumption per unit mass of the dust is only 0.008 k W·h/g. The integrated technology has broad application prospects and farreaching practical significance for the lead-zinc smelting industry to achieve ultra-low emission targets for flue gas and achieve energy-saving and emission reduction effects.     

大流量气溶胶滤膜标准γ体源制备技术

为制备大流量气溶胶滤膜标准γ体源,采用参数优化的专用滴源装置,将放射性标准溶液⁶⁰Co定量滴注在气溶胶取样滤膜上,晾干后对角折叠,并采用专用压样装置压制成与测量样品几何形状一致、密实的圆盘形固态物,密封保存。采用差重法对制备的滤膜标准γ源进行活度定值,制备的气溶胶滤膜标准γ体源活度值为4.4×10⁴ Bq,相对扩展不确定度U（k=2）为3.6%。采用分割压制法对气溶胶滤膜标准γ体源进行均匀性测量,相对标准偏差低于5%。制备的滤膜标准γ源可为测量大流量气溶胶样品的γ谱仪效率刻度服务。     

Aerosol,Gas, and Swarf Production during Underwater Cutting of Reactor Core Internals Using Electron Discharge Machining

Secondary products (aerosol, gas and swarf) are released in the work area when cutting nuclear reactor components are underwater during component replacement. We studied the characteristics and behavior of the secondary products produced during cutting of highly radioactive metals using electric discharge machinery (EDM) underwater. The ratio of the weight of the aerosol produced to the melted weight of a workpiece that was cut using EDM, both with a Ag/W alloy electrode and a carbon electrode, was about 1 × 10^?3. The aerosol had a high concentration of manganese with a high vapor pressure. The production ratio was expressed as the aerosol production rate (ppm) = ?4:6 × 10^?2 Tb + 1:4 × 10² (Tb: boiling point (K)). The EDM cutting produced metal vapors which condensed into particles. Air-borne nickel carbonyl was produced during the EDM cutting of nickel and carbon monoxide with a carbon electrode, and a high efficiency particulate air filter and a charcoal filter were used effectively. In the case of a Ag/W electrode, the swarf contained oxide particles of around 20 mm and hydroxide particles with a diameter of around 10 mm. The water clean-up system was able to purify water with over 95% filtration efficiency using a 1 μm pore-pleated filter cartridge.     

双钩波形板汽水分离器疏水钩优化研究

为提高双钩波形板汽水分离器的分离性能，采用计算流体力学方法建立波形板内的两相流动模型，并对不同结构疏水钩的波形板汽水分离器进行研究。通过数值计算得到了波形板内的速度云图和液滴运动轨迹，并分析了不同进口速度下疏水钩结构对压降和分离效率的影响。结果表明：大部分液滴在前两级通道被分离，进口速度为0.922 m/s时其质量份额可超过50%；疏水钩通过影响流场的局部流速和湍流强度进而影响压降和分离效率，疏水钩对液滴的直接拦截作用有利于提高分离效率。综合考虑分离效率和压力损失获得了综合性能良好的双钩波形板汽水分离器结构型式。     

熔盐堆中气泡分离器内部流场的数值模拟

气泡分离器是熔盐堆脱气系统中不可或缺的关键设备之一，通过离心分离的方式去除反应堆中氙等裂变气体及其载气。本文利用CFD软件Fluent，采用瞬态的二次压应力雷诺应力模型，对气泡分离器内部液相流场进行了数值模拟。分析了边界条件变化对分离器分离特性的影响。结果表明：系统压力对切向速度分布、压力分布及轴向零速包络面的结构均有较大影响，进而影响设备的分离特性。另外，对比计算结果与实验现象，也可看出，增加出口压力有利于气液分离。     

旋叶分离器中液滴运动相变特性分析

为研究AP1000核电站蒸汽发生器中初级旋叶分离器的液滴运动相变特性以及液滴相变对汽水分离性能的影响,通过建立液滴运动相变模型,基于AP1000旋叶分离器三维模型,采用欧拉-拉格朗日方法求解气液两相流动模型,计算得到了不同工况下旋叶分离器的汽水分离效率和压降的变化规律,并分析了液滴相变特性对分离效率的影响,获得了不同初始半径液滴的相变特性。计算结果表明:随着蒸汽流速的增加,分离效率和压降快速增加;压降相同时,半径较小的液滴在运动蒸发过程中半径变化百分比较大,相比半径较大的液滴其运动轨迹容易改变,更易逃逸出分离器,造成考虑相变时的分离效率降低;在正常运行工况下,液滴相变对分离效率的影响可忽略。计算结果可为进一步研究汽水分离装置中的汽水分离性能提供理论依据,并用于指导汽水分离装置的设计。