均匀碎片床与分层碎片床干涸现象及热流密度实验研究

摘要

碎片床的可冷却性是反应堆严重事故缓解策略关注的问题,碎片床结构对其可冷却性有重要影响。本文搭建了体积加热碎片床可冷却性实验装置,开展了均匀碎片床、轴向分层碎片床、径向分层碎片床的可冷却性实验,揭示了不同类型碎片床的干涸特性,获得了干涸热流密度(DHF)。研究结果表明:均匀碎片床条件下,小颗粒较大的气液流动阻力使得渗透率下降,导致小颗粒均匀碎片床DHF较小;轴向分层碎片床条件下,由于分层界面孔隙率降低引起的较大阻力,导致轴向分层碎片床DHF远小于顶部小颗粒组成的均匀碎片床DHF;径向分层碎片床条件下,由于小颗粒层较大的气液流动阻力会引起蒸汽向大颗粒层迁移和聚集,导致DHF低于大颗粒组成均匀床的DHF。