PWR堆本體及控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)取樣管內(nèi)18F微塵輸運(yùn)的特性研究.pdf

1、核電站反應(yīng)堆一回路壓力邊界內(nèi)含有高溫、高壓、具有很強(qiáng)放射性的冷卻劑水。由于機(jī)械磨損及化學(xué)腐蝕的作用，一回路壓力邊界堆本體及控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)容易發(fā)生泄漏，一旦發(fā)生泄漏，一回路中的帶有放射性的水進(jìn)入安全殼中，造成環(huán)境污染，同時(shí)還會(huì)造成堆芯失水事故，影響核電站安全運(yùn)行，因此反應(yīng)堆一回路壓力邊界泄漏的監(jiān)測(cè)十分重要。氟-18是一種具有β+衰變的核素，在一回路水中由核反應(yīng)產(chǎn)生，濃度高，半衰期達(dá)109.7分鐘，氟-18隨冷卻劑水泄漏后，被安全殼內(nèi)的微塵

2、吸附形成氟-18微塵。用該核素作為示蹤劑，通過(guò)測(cè)量安全殼中氟-18的比放射性活度可以準(zhǔn)確得到一回路壓力邊界的泄漏率，這是監(jiān)測(cè)一回路壓力邊界泄漏率的新技術(shù)和新方法。通過(guò)氟-18微塵的沉降特性可以計(jì)算出其對(duì)應(yīng)的傳輸效率，氟-18微塵傳輸效率對(duì)一回路壓力邊界泄漏率的確定具有重要的意義，進(jìn)而為用于核電站泄漏在線監(jiān)測(cè)裝置氟-18監(jiān)測(cè)儀的研制提供理論依據(jù)，因此氟-18微塵輸運(yùn)的特性研究必不可少。
　　本文歸納當(dāng)前一回路壓力邊界泄漏的四種監(jiān)測(cè)方

3、法，并闡述國(guó)際上氣粒多相流的應(yīng)用領(lǐng)域、研究方法和研究現(xiàn)狀。根據(jù)核電站實(shí)際情況，選取適當(dāng)?shù)难芯磕Ｐ停\(yùn)算中經(jīng)類比分析，對(duì)氣相流場(chǎng)采用雷諾應(yīng)力方程模型；對(duì)氟-18微塵受力情況在本課題研究條件下進(jìn)行了分析、取舍，并構(gòu)建了氟-18微塵的CFD模型；顆粒相模型的確定是課題研究的前提和保障，經(jīng)類比分析采用遵循歐拉-拉格朗日方法的顆粒隨機(jī)軌道模型，氣固兩相流控制方程的離散經(jīng)比較選取控制體積積分法，速度及壓力修正選取求解壓力耦合方程的半隱式算法（SIM

4、PLE），并選取QUICK求解的格式，壓力項(xiàng)的處理采用Standard算法?；谠搫?dòng)力學(xué)模型，本文通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)二維和三維取樣管內(nèi)的氣相流體進(jìn)行了速度分布的模擬與分析，并對(duì)同一采樣流量不同粒徑、同一粒徑不同采樣流量的氟-18微塵在取樣管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度變化和沉降特性做了初步計(jì)算與分析，最終得出了不同采樣流量下各粒徑尺寸的氟-18微塵在核泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)取樣管內(nèi)的傳輸效率。根據(jù)取樣流量的范圍，分別選用3種進(jìn)口速度和5個(gè)粒徑類型的微塵