熔融物特性试验台架研究

摘要

作为在国际上受到普遍关注的严重事故缓解措施,熔融物堆内滞留技术(IVR)在Loviisa核电厂、西屋非能动核电厂的设计中得到了应用和优化.在IVR的设计中,利用冷却水淹没反应堆堆腔,在压力容器下封头外壁和保温层之间的环形流道内形成稳定的自然循环,从而实现对压力容器下封头壁面的外部冷却,维持压力容器的完整性,避免出现威胁安全壳完整性的事故现象.其中,对于迁移到压力容器下封头的熔融物,确定其换热特性并给出可能的热流密度分布,是IVR设计中的重要问题.针对研究熔融物特性问题的试验台架,本文选取代表性的试验台架进行了研究,重点分析了这些试验台架的设计参数、试验方法、系统布置及试验结果,并进行了详细的对比分析.研究结果表明:现有熔融物特性试验瑞利数的最大值已达2×1017;试验下质包括水、氟利昂、熔盐及真实堆芯材料,工质的选择对试验测量方式及结果可用性有显著影响;结合已有的试验及本文的分析,建议新设计的试验台架采用三维试验模型,以熔盐作为模拟工质.