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[科普中国]-低温过滤堵塞点

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低温过滤堵塞点是指按标准条件冷却燃料时,在给定的时间内一定体积的燃料停止流过一标准过滤设备时的最高温度。

定义按标准条件冷却燃料时,在给定的时间内一定体积的燃料停止流过一标准过滤设备时的最高温度。

燃料冷却一般生产堆燃料典型的冷却时间为90-120d;动力堆乏燃料的冷却时间为150-180d;快堆乏燃料放射性核素衰变而产生的释热比功率高、易裂变核素含量高,从经济角度考虑,必须在尽可能短的时间内,完成快堆乏燃料的冷却、后处理和元件的再制造过程,早期希望冷却30d,现倾向于冷却50-60d。以上是后处理工厂设计作为依据的最短冷却期,实际后处理过程中由于各种原因,都要超过这些天数。

相关研究燃料与冷却剂相互作用(FCI)是核反应堆严重事故现象研究中的一个重要问题。当高温的金属熔融物与低温易挥发的冷却剂(水)接触时,会发生强烈的热物理作用过程,该过程包括多成分多相高速流动传热以及瞬态沸腾蒸发、混合和细粒化等多种复杂的热物理现象。虽然国际上许多学者对这些现象开展了广泛的实验、理论以及数值模拟的研究,也已取得了大量成果,但是对于该过程中的一些关键问题,如熔融液滴的粗混合过程、液滴的细粒化过程等,尚缺乏精准的数学模型。特别是对混合过程中熔融液滴的细粒化模型的数值研究,不确定性还很大,熔融液滴的细粒化模型还有待改善。

有学者对高温熔融液滴与冷却剂相互作用混合过程在低韦伯数条件下的基于泰勒关系式的水力学细粒化模型进行了程序计算,将计算结果与AZIXA06实验进行了比对,以及对泰勒关系式的参数敏感性进行了分析。从计算结果来看,基于水力学的细粒化模型不能很好地描述FCI作用过程,泰勒关系式对于熔融液滴的细粒化程度的预测不足,对于细粒化程度的预测与实际结果差别比较明显。为准确描述高温熔融液滴与冷却剂的相互作用过程,建议开发基于热力学的细粒化模型。1

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学