快堆单个燃料组件完全堵流事故的建模及其验证

为了预测正常功率下快堆单个燃料组件入口完全堵流所导致的事故序列,根据SCARABEE-N系列实验建立了相关的计算模型。冷却剂的沸腾及其两相流动的描述采用两流体模型;包壳的流动、燃料的熔化及其塌陷采用类似SURFASS程序的简单方法处理。对于事故后期形成的UO2-钢混合沸腾池,采用一维半经验模型描述,即:用漂移速度模型来预测空泡份额分布;用修正后的Greene关系式计算沸腾池和壁面之间的传热系数;用焓方法(enthalpy method)求解包裹沸腾池的固化壳的温度场及厚度。为了验证本文建立的模型,对SCARABEE BE+1实验结果进行了校核计算,其结果与实验结果基本吻合。

快堆局部事故时受损燃料组件的径向传热机理

为了预测正常功率下快堆单个燃料组件入口完全堵流所导致的事故序列,根据SCARABEE系列堆内实验建立了模型,针对SCARABEE BE+1实验的计算结果与实测数据吻合,进一步使用该模型对实际快堆中的单组件完全堵流事故进行了预测。结果表明:1)对实际快堆中发生全堵的燃料组件而言,其外部的冷却条件与SCARABEE BE+系列实验非常相似;2)堵流组件向上和向下的传热可忽略不计,径向传热对事故有较强的延缓作用;3)随着时间推进,径向传热的主导机理依次为液态钠单相对流、钠蒸汽在组件盒内壁冷凝、体热源沸腾池散热。

快堆局部堵流所致堆芯局部熔化事故的预测模型

为了预测正常功率下快堆单个燃料组件入口瞬间完全堵流所导致的事故序列,根据SCARABEE-N系列实验建立了相关模型.采用两流体模型来描述冷却剂的两相热工水力行为;包壳的流动、燃料的熔化及塌陷采用类似SURFASS程序的经验性方法处理;对于事故后期形成的UO2-钢混合体热源沸腾池,采用一维半经验模型描述.对SCARABEE BE+1实验进行了计算,计算结果与实验结果基本吻合.在此基础上,对中国实验快堆(CEFR)在此事故工况下的行为进行了预测,结果表明堵流后7.2～8.0 s事故传播到相邻燃料组件.