钢制安全壳窄缝内气溶胶冷凝滞留实验研究

目前核电厂安全壳放射性评估中未考虑狭窄裂缝（简称窄缝）对气溶胶的滞留效果,但与常规尺寸相比,窄缝的高表面/体积比对气溶胶泄漏具有可观的滞留,评估结果过于保守。通过开展矩形直通道内气溶胶泄漏实验,获得缝高约100 μm钢制安全壳窄缝内气溶胶滞留效率,观察到窄缝通道入口区域为主要的粒子沉积区域。同时,通过在窄缝流动方向上建立并维持一定的温度梯度,模拟安全壳非能动冷却系统投运时安全壳窄缝内气溶胶泄漏过程。结果表明,窄缝对亚微米粒径气溶胶具有良好的滞留效果,温度梯度引入的蒸汽冷凝能显著提高气溶胶滞留效率至91%左右,且缩小了泄漏面积。      

微小通道内流动及气溶胶沉积特性实验研究

事故后气溶胶通过安全壳微小通道穿透会发生滞留现象，在不同载气流动状态下，主导沉积机制不同，会影响气溶胶的穿透率，因此需要研究微小通道内气溶胶的载气流动特性及气溶胶沉积特性。本文建立了微小通道气溶胶穿透与滞留实验装置，开展了雷诺数为40～3 600的载气流动与气溶胶沉积实验研究。在雷诺数约为700时，微小通道内会发生层流转捩。层流流动下，在大突缩比的矩形微通道中，随着雷诺数的增大，入口碰撞效应减弱，穿透率增大；小突缩比薄壁毛细管微通道入口效应弱，随着雷诺数的增大，气溶胶几乎完全穿透。在雷诺数为800～3 600的湍流流动下，气溶胶沉积主要处于涡流扩散-碰撞区及惯性主导区，受到湍流涡的影响气溶胶穿透率随雷诺数的增大而减小。