基于STORM试验的GASFLOW气溶胶再悬浮模型评估与改进

以ISP40报告中STORM试验的SR11工况试验条件为基础,对GASFLOW中再悬浮模型进行适用性评估,根据试验数据所反映出的气体流速与再悬浮最小粒径的关系,对GASFLOW中再悬浮模型进行了改进。研究结果表明,GASFLOW中原再悬浮模型的分析结果与SR11工况的试验结果有较为明显的差距,改进后的模型无论在变化趋势还是数值上均与试验结果更加吻合,并且保证了源项估算的保守性。考虑到STORM试验与严重事故下实际安全壳环境条件差距较大,建议开展更为接近实际状况的试验,以提升再悬浮模型分析的准确性。     

CABSA程序的力平衡模型气溶胶再悬浮模块开发

核电厂严重事故情况下,裂变产物以气溶胶形式释放并沉积在结构表面。事故晚期,氢燃或氢爆等作用产生的气流会使沉积的气溶胶发生再悬浮而重返气空间。中国原子能科学研究院的CABSA程序中采用力平衡模型开发了再悬浮模块,并利用STORM试验数据进行了计算,分析了边界条件对气溶胶再悬浮的影响。模型通过气溶胶所受的提升力和附着力的平衡得出的临界直径来判定气溶胶的再悬浮条件。研究表明:提升力、附着力均随气溶胶直径增大而增大;表面粗糙度越小,附着力越大;流体速度越大,提升力越大;提高表面粗糙度、提升流体速度能够减小临界直径;减小临界直径能够提高悬浮比例。     

严重事故下气溶胶再悬浮的ECART模型分析

利用中国原子能科学研究院开发的CABSA程序气溶胶再悬浮模块中的ECART模型,对STORM项目的SR11试验进行计算,分析了核电厂严重事故下的气溶胶再悬浮特性。结果表明：气溶胶所受各种力均随直径的增大而增大,其中使气溶胶悬浮的拖曳力和爆发力比使气溶胶附着在结构表面的黏着力和重力增长更快;直径大的气溶胶悬浮率更大;结构表面流体速度能够影响拖曳力和爆发力,速度增大会提高拖曳力和爆发力,最终导致悬浮率增加。利用该特点,可通过降低结构表面流速降低拖曳力和爆发力,从而减小悬浮率,最终减小裂变产物向空间的重新释放。     

GASFLOW中气溶胶再悬浮模型与RnR模型对比研究

以用于RnR模型验证的气溶胶再悬浮试验的设计参数及条件为基础,利用GASFLOW程序构建分析模型进行模拟计算,并与RnR模型的计算结果和试验数据进行对比。研究结果表明：在发生再悬浮的主要阶段,GASFLOW能较好地模拟气溶胶再悬浮行为;在较低气流速度的条件下,RnR模型分析结果更接近试验数据;在较高气流速度的条件下,GASFLOW再悬浮模型分析得出的结果更加保守。为提升计算结果的准确性,建议加入对黏附力概率分布特性的考虑,并进一步研究在GASFLOW中开发RnR模型的可行性。     

某污染区含钚再悬浮气溶胶的粒度特征

实验采集了某污染区的土壤和分级气溶胶样品,分析了其中239Pu的含量,研究了含钚再悬浮气溶胶的粒度特征,并结合土壤风蚀机理对核素再悬浮的过程进行了讨论。研究表明:在未扰动情况下,239Pu的活度中值空气动力学直径均值为3.1μm;在扰动情况下,大颗粒的浓度显著增加,而小颗粒中的239Pu的比例明显下降;239Pu的典型粒度分布样式基本符合文献提出的137Cs的部分粒度分布样式;再悬浮气溶胶中的239Pu的富集因子在0.002~0.2,与粒径的关系不显著。     

核电站中气溶胶再悬浮的CFD研究

利用三维计算流体力学程序GASFLOW分析了气溶胶的再悬浮行为。通过拉格朗日粒子模型计算得出再悬浮率,并将所得结果与集总参数程序ASTEC的计算结果与国际标准例题中的STORM试验台架测试的SR11试验结果进行对比。计算结果表明,GASFLOW程序能较好地模拟气溶胶的再悬浮行为,且相对于集总参数程序而言,能清晰直观地展示不同时刻气溶胶的位置分布,可为压水堆核电站严重事故条件下的气溶胶行为分析提供参考。     

基于REVENT实验的气溶胶再夹带模型适用性分析

在核反应堆事故后卸压等特定场景下,安全壳内液体大量蒸发,液相中气溶胶在蒸汽作用下被夹带回气相中的现象称为再夹带。本文基于Revent实验结果对KataokaIshi's和Cosandey's再夹带模型的适用性进行了评估。首先将模型转化为程序语言,针对实验建立分析模型并对不同工况开展模拟研究;然后通过对比分析模型预测结果与实验测量结果,评估了在不同压力、气体组分条件下,KataokaIshi's各夹带区域模型预测可溶性气溶胶再夹带行为的适用性,Cosandey's模型预测可溶性、不可溶性气溶胶再夹带行为的适用性。结果表明:Cosandey's模型更适用于预测核电厂事故工况下安全壳内不同种类气溶胶粒子再夹带行为。     

毛细管内气溶胶沉积特性的实验研究与分析

以核电厂事故期间安全壳内放射性气溶胶通过缝隙向环境释放为研究背景,建立毛细管通道内气溶胶沉积特性研究实验台架并开展实验研究。毛细管内的气体流动由压力驱动,气溶胶为二氧化钛。基于目前的实验结果,毛细管内气溶胶无量纲沉积速度随无量纲松弛时间的变化分为上升区和平台区,两个区域约在无量纲松弛时间为70～100之间分界。与常规管道的气溶胶沉积特性实验结果相比,本文获得的沉积速度偏小。本文在基于欧拉体系的颗粒壁面沉积3层模型中增加了Saffman力,利用改进后的模型评估了颗粒与气体速度差对沉积速度的影响。结果显示,当速度差大于某值后,Saffman力将显著减弱颗粒壁面沉积。     

元素迁移的模拟模型实验

从野外不同地质体上,观察到地壳中元素是以纳米微粒状态被上升气流迁移的。为了进一步研究,设计了模拟以上升气流通过矿层、矿层加盖及围岩的模型层。实验结果显示,在模型中上升气流迁移的粒子仍是纳米微粒,并且采样片上含量也是随时间积累而增加。当有水层和玻璃盖层时,部分元素仍能穿透盖层,部分元素迁移受阻挠。纯扩散实验说明纯扩散迁移也存在,不过迁移量很小。列出模型实验中用扫描探针显微术观察到的纳米微粒照片。     

基于双群点堆模型的小型压水堆反应性扰动的动态模拟

本文采用双群点堆动力学模型耦合传热集总参数模型,分别对小型压水堆高、低功率条件下反应性扰动进行模拟,并与三维仿真模型进行比较.结果表明:本模型可较好地模拟小型压水堆反应性扰动情况下的功率、温度变化趋势及峰值,且分析时间短,能满足工程精度要求,可用于小型反应堆正常运行以及事故状态下反应性扰动的现场超时预测.     

钠工艺间钠雾火模型适用性分析

钠冷快堆钠泄漏事故中,泄漏的钠以液滴形式在抛射过程中与空气剧烈反应,发生钠雾火现象。通过桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories,SNL）的T3钠雾火实验结果,以及原子国际（Atomics International,AI）的J1～J4钠雾火实验结果,对改进的Tsai钠雾火模型适用性进行了评估。针对Tsai模型高估实际工况钠喷雾燃烧速率的问题,将Tsai模型中钠液滴下落模型改为单一速度模型,同时将喷雾燃烧对空间的影响改为瞬发。在T3实验中分析了钠雾火阶段对改进模型适用性的影响,在J1～J4实验中分析了初始氧气浓度对改进模型适用性的影响。结果表明：改进的钠雾火模型能够很好地预测空气中钠喷雾燃烧的升温升压现象以及钠消耗量,可以应用于预测钠工艺间内钠泄漏事故后发生在空气中的钠雾火行为。     

基于多节点模型的液态熔盐堆堆芯功率控制

液态熔盐堆以流动的氟化物作为燃料,燃料熔盐靠主泵驱动在主回路系统中流动,采用控制棒对堆芯功率进行控制。为研究液态熔盐堆堆芯功率控制,基于多节点建模方法,将熔盐实验堆堆芯划分为9个节点区域,建立熔盐实验堆堆芯非线性模型,并对模型进行线性化。基于堆芯线性化模型,采用PID控制方法设计堆芯功率控制系统,对堆芯反应性扰动等工况开展控制研究。结果表明,基于堆芯多节点模型设计的堆芯功率PID控制器可以实现对液态熔盐堆堆芯功率的良好控制。     

基于风洞实验的丘陵下垫面气溶胶大气扩散特性研究

核电厂正常运行或发生核事故时,会向大气释放一定量的放射性气溶胶,研究气溶胶在复杂下垫面的大气扩散特性对实现气载流出物辐射影响的准确评价具有重要意义。高斯烟羽或烟团模型被广泛用于大气扩散评价中,模型中的扩散参数描述了气溶胶受湍流作用扩散的强弱,需要针对不同的地形如平坦、丘陵下垫面进行校正。本文针对典型下垫面开展了气溶胶大气扩散风洞实验,采用激光粒子图像扩散参数估计方法,针对释放源高度不同的多组工况,统计分析了竖直截面内高分辨率的气溶胶浓度,根据高斯分布估计了下风向烟羽的上下边界及垂直方向扩散参数。结果表明：烟羽经过山体会出现整体抬升现象,这将导致山体后近地表浓度有所下降;烟羽经过山体前后出现浓度中心线两侧浓度分布不均现象,远离山体烟羽轨迹回归类高斯分布;释放源高度小于山体1/2高度的烟羽经过山体后轨迹趋于一致。高斯模型在丘陵下垫面适用度有限。     

钠冷快堆碎片床迁移判据模型适用性分析

当钠冷快堆(SFR)发生堆芯解体事故(CDA)时,熔化后的堆芯燃料被冷却剂冷却固化成碎片颗粒,在堆芯下腔室堆积成碎片床。为保证碎片床内部的衰变热的有效移除以及熔融物堆内滞留(IVR)的有效实施,必须对碎片床迁移行为进行有效预测和模拟。研究人员基于颗粒受力平衡分析开发了碎片床迁移判据模型,以用于判断碎片床是否发生迁移。本文采用底部注气方法进行大量的碎片床迁移实验,并利用迁移判据模型对不同实验条件下的碎片床迁移行为进行计算和预测,进一步验证了所开发的碎片床迁移判据模型的合理性。     

基于竖直圆管空气-水两相流实验的相间曳力模型研究

研究两相流相间阻力特性对系统程序关键本构模型封闭具有重要意义。本文基于竖直圆管开展了空气-水两相流实验,采用四探头电导探针对空泡份额、气泡弦长和界面面积浓度等气泡参数的径向分布进行了测量。结果表明空泡份额和气泡弦长呈现“核峰型”分布,而界面面积浓度并没有表现出随流速的单调关系。进一步开发了泡状流和弹状流的相间曳力模型,考虑了液相表观流速与管径对气泡尺寸分布的影响,建立了临界韦伯数与不同液相流速的关系。计算得到的空泡份额和界面面积浓度与实验数据整体符合较好,验证了模型的可靠性,为两相流相间阻力特性研究提供参考意义。     

均匀液滴喷射性能的实验研究

液滴式辐射器中液滴的喷射性能决定了液滴层中液滴的直径、间距、速度等参数,进而决定了整个液滴层的辐射散热性能.利用Rayleigh-Weber射流理论初步确定产生均匀液滴流的频率范围,完成了喷射实验装置的设计.通过实验研究了工质压力、扰动频率、喷孔的直径、喷孔长径比对均匀液滴流产生的影响.     

密度锁内分层界面位置的实验研究及分析

建立了计算密度锁内流体分层界面位置的理论模型,比较了计算值与实验观察值,并分析了两者的区别,最后讨论了扰动速度和温差对界面位置的影响.结果表明:扰动速度增加,界面位置降低;温差变大,界面位置升高.在一定的温度和管径等条件下,分别拟合出界面位置与扰动速度及理查森数(Ri)的经验关系式.     

基于胜任力模型的漳州能源管理培训需求分析方法探索

为打造中国特大型清洁能源基地和一流美好公司,公司各层级管理人员必须要进行系统全面的培训以适应企业战略发展的需要。管理培训是建设高素质人才队伍的先导性、基础性、战略性工程,是加强公司标准化和精细化管理能力建设的重要途径。世界500强企业的实践经验证明胜任力模型是一个非常实用的人力资源管理工具和方法。论文运用胜任力模型理论,采用文献调查法、专家咨询法,参考公司绩效考核指标、企业文化等拟定多维度能力指标,设计调查问卷并从人员类型、能力指标维度对答题结果开展定性与定量分析研究,鉴别各层级管理人员胜任力短板,提出优化公司管理培训的建设性思路与建议,助力人力资源战略和组织战略结合、企业目标与培训支持有效对接。     

新型放射性气溶胶连续监测仪的实验研究

主要介绍一种新型α/β放射性气溶胶连续监测仪,对其在天然及有人工放射性两种场所中的实验数据,用累积式测量数据处理方法分别进行了三次不同的数据处理,并对其处理结果进行了研究和评述.在对天然氡钍场所的实验数据处理中,分别给出了三次处理的"灵敏度"(判断阈和探测限)指标,并对这些指标也进行了研究和评述.