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。     

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     

钠雾化喷射技术研究

钠雾化喷射技术是大量放射性废钠处理的一项关键技术,为探索钠雾化工艺,设计了钠雾化设备,并对钠雾化喷射的动力学性能进行研究。试验在体积为2.4 m~3的密封容器内进行。氩气气氛下,采用激光粒度仪测量距喷头150 mm处钠喷射液滴粒径的分布,试验压力分别为0.05、0.1和0.15 MPa。试验结果表明:3种压力下,喷射中位粒径分别为567.2、554.8和544.2μm,中位粒径随喷射压力的变大而变小;不同压力下,钠喷射液滴均在464.2～735.6μm区间的粒径分布最多,占总分布的50%以上。通过钠喷射与水喷射的相似性,建立粒径相似性模型,利用已知水喷射液滴粒径空间分布模拟得出钠喷射液滴粒径的空间分布。     

CEFR一回路管廊通风系统改造后雾状钠火事故分析

中国实验快堆（CEFR）是液态金属钠冷却的快中子实验堆,一回路钠净化系统管廊即309/1房间作为放射性钠气溶胶包容小室之一,房间内布满高温涉钠管道,特别是布置了反应堆主容器内高温强放射性钠流向外部的唯一管道。假使管道破裂,SSW喷射出的高温钠会燃烧引起钠火,在一定条件下,可能会产生持续的雾状钠火,对于房间压力、房间内气体温度、内部结构温度等因素影响很大。基于给309/1房间降温的目的对该房间进行了通风系统改造,改造后的通风系统增大了在309/1房间的正常排风量和正常进风量,这应该会对309房间的钠火事故热力学后果有所影响。本文利用FEUMIX程序计算一回路管廊通风系统改造后发生的雾状钠火事故后果,并与原通风设计条件下的雾状钠火事故后果进行对比,结果表明,通风系统改造对一回路管廊的雾状钠火事故具有一定缓解效果。     

CEFR一回路钠净化系统雾火计算与分析

CEFR一回路钠净化系统是一回路冷却剂边界的一部分,在正常运行时,该系统从反应堆主容器冷池取钠,钠经省热器冷却进入冷阱净化,然后返回省热器加热,最后回到主容器的冷池。本文根据CEFR一回路钠净化系统工艺间内管道和设备的布置,以及通风系统进出口的位置,建立发生事故的工艺间几何模型,确定泄漏点及泄漏流量,使用雾火程序FEUMIX程序进行计算,给出事故房间的气体压力,墙壁混凝土温度,气溶胶浓度的值及相应曲线。计算结果表明,CEFR一回路钠净化系统在发生钠雾火时,事故房间热力学后果在建筑结构可接受的范围内,放射性后果也在可接受…     

钠雾化喷射技术研究

钠雾化喷射技术是大量放射性废钠处理的一项关键技术,为探索钠雾化工艺,设计了钠雾化设备,并对钠雾化喷射的动力学性能进行研究。试验在体积为2.4 m³的密封容器内进行。氩气气氛下,采用激光粒度仪测量距喷头150 mm处钠喷射液滴粒径的分布,试验压力分别为0.05、0.1和0.15 MPa。试验结果表明：3种压力下,喷射中位粒径分别为567.2、554.8和544.2 μm,中位粒径随喷射压力的变大而变小;不同压力下,钠喷射液滴均在464.2～735.6 μm区间的粒径分布最多,占总分布的50%以上。通过钠喷射与水喷射的相似性,建立粒径相似性模型,利用已知水喷射液滴粒径空间分布模拟得出钠喷射液滴粒径的空间分布。     

钠喷射火灾实验研究

介绍了喷射钠火试验的设计思路和如何对钠流进行散流喷射,同时描述控制系统和数据采集系统的设计和建造,通过对比实验中和程序FEUMIX计算中的温度和压力曲线,得到如下结论:试验中钠流主要以柱状钠火燃烧,在钠喷射过程中燃烧区空气温度上升非常迅速,并观察到最初的钠喷射高温峰值,采用FEUMIX以10%雾化份额计算的空气温度与在...     

基于FDS的钠火三维数值模拟研究

根据FDS火灾动力学分析软件的计算特点,结合钠火的燃烧模式,采用化学动力学建立了钠火燃烧的数值计算模型,将其与FDS软件相结合,使该软件具有模拟钠火燃烧的功能。使用两个钠火试验数据对程序计算得到的房间温度、压力、托盘内壁温度、氧气摩尔份额进行了验证。结果表明,房间温度、托盘内壁温度、氧气摩尔份额的计算结果与试验结果较为吻合,且计算结果也符合钠火实际燃烧的情况,但压力的计算结果与试验结果差异较大。     

钠水反应试验系统大泄漏钠水反应压力分布计算分析

本文采用一维大泄漏钠水反应分析程序LLEAK,计算和分析了大泄漏钠水反应工况下压力在钠水反应试验系统F204内的分布特性。结果表明:试验系统在水泄漏量为57 g/s、钠循环流量为10 m~3/h和20 m~3/h的工况下,泄漏点压力峰值仅为0.92 MPa,反应器出入口的爆破片均无动作,为保证系统压力处于较低水平,应考虑将爆破片动作整定值从1.0 MPa调低至0.8 MPa;试验系统在水泄漏量为290 g/s时系统压力峰值达到了1.4 MPa,为满足设备安全性,系统全环路的设备应至少能承受2.0 MPa的压力;在较大水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将降低钠水反应对缓冲罐压力的影响;在较小水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将恶化钠水反应对缓冲罐压力的影响。     

钠冷快堆中喷雾钠火的计算分析

根据钠冷快堆中喷雾钠火的特点建立了理论模型，编制了SSPRAY程序。该程序模拟钠喷雾燃料过程中钠滴的运动、钠和氧气的燃烧反应、热量传递和质量传递等瞬态过程。用该程序计算了气体和墙壁温度、气体压力、氧气摩尔份额、喷雾流燃烧速率和热量热递速率等主要参数。利用AI实验数据和美国SPRAY－3A的计算结果对程序进行了验证，结果符合较好。     

钠冷快增殖堆钠雾火分析计算

在钠冷快增殖堆假想事故中 ,由于管道破裂 ,钠喷出到有氧的房间引起钠雾火 ,导致房间内温度及压力的上升。在NACOM单个液滴燃烧模型的基础上 ,考虑燃烧钠液滴的运动以及由于钠液滴与气体的热平衡关系 ,并忽略由于液滴间的相互作用影响 ,编制程序SPCOM。对钠雾火过程中涉及的液滴运动、液滴燃烧、喷雾燃烧以及质量热量传递问题进行了模拟。计算了钠雾火引起的房间的温度及压力瞬变 ,并与实验进行了比较 ,符合良好     

钠冷快堆混合钠火程序开发

钠管道泄漏继而发生钠的燃烧为钠冷快堆特有的事故。在喷雾钠火模型和池式钠火模型基础上,将钠喷雾燃烧和池式燃烧进行了耦合,并针对钠冷快堆钠工艺间的结构特点,最终开发了混合钠火计算程序COMSFIRE。使用该程序计算了FAUNA喷雾钠火试验和CADARACHE池式钠火试验,并与试验结果和部分程序计算结果进行了对比。同时设计了混合燃烧算例,并使用该程序与CONTAIN-LMR程序进行了对比。通过计算结果的对比和分析,初步验证了程序的正确性。     

Development of Sodium-cooled Fast Reactor Sodium Combined Fire Code

Sodium fire caused by sodium pipe leakage is the specific accident for sodium-cooled fast reactor. Based on the sodium spray fire model and sodium pool fire model, sodium spray fire and sodium pool fire were coupled together. A sodium combined fire code COMSFIRE was finally developed based on the structure characteristic of sodium technology room in sodium-cooled fast reactor. FAUNA sodium spray fire experiment and CADARACHE sodium pool fire experiment were calculated with the developed COMSFIRE code, the results of which were compared with the experiments results and some other code results. A combined fire case was designed, and the results were compared with CONTAIN-LMR code. The correctness of the COMSFIRE code was primarily proved through the comparison and analysis.     

钠冷快堆钠雾火事故三维数值模拟

针对钠冷快堆可能发生的钠雾火事故,开发和研制了一套用于钠火事故分析,能求解发生钠雾火事故后,事故空间3维的气体温度分布和化学成份分布的程序。本文详细介绍了分析求解钠雾火的燃烧模型和热传输模型,以及计算空间流场采用的计算方法和步骤,并将计算结果与试验值进行了比较：结果表明,二者符合较好。     

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     

喷射钠火的初步分析及实验方法研究

以交换器入口端和蒸发器出口端的管道为例,研究管道中液态钠泄漏所产生喷射钠火的成因和影响后果,研究实际泄漏情况下钠的泄漏流速和形成钠滴的大小,比较模拟水喷射下的水流速和水滴大小,理解液滴在不同流量下和不同大小喷嘴的喷射形式和相互关系,选择合适的钠喷射喷嘴开展钠喷射实验,获得喷射钠火的相关数据,帮助理解钠喷射燃烧现象。     

A study on sodium spray combustion

Sodium spray combustion was studied through experiments and analysis, in order to clarify the burning rate, pressure and temperature transients in a sodium spray fire. In the experiments, about 400 g sodium was sprayed in a closed vessel of 2 m³, containing nitrogen and 0–21 vol% oxygen. Pressure, temperature and oxygen concentration were measured during and after sodium injection. The experimental results revealed that the temperature in the spray outer region was higher than that of inner region and observed oxygen consumption was not more than 80% of that expected for complete combustion of sodium. To analyze the experiments, a computer program SOFIA-II was developed based on an analytical single droplet combustion model and a two-dimensional temperature and oxygen concentration distribution model in the vessel. The calculated pressure agreed with the experimental pressure on the whole and the peak pressure difference was within 10% error.