基于CFD的干法手套箱内气体流场的数值模拟研究

在乏燃料干法后处理中,将氧化物制备成金属时,可采用熔盐电解工艺技术,由于核燃料具有较高的毒性和放射性,为了确保操作过程的安全,整个工艺过程必须在干法手套箱内进行,干法手套箱是干法后处理熔盐电解工艺研究的必要保障。在以往的实际使用过程中,气量的设计理念是加大通风量,这就造成需要处理的废气量增加,能耗增多,运行成本提高。本文基于CFD以及统计学标准差的概念,研究了箱体内气体流场受到出入口位置、流速等因素的影响,建立了风机流量与箱体体积的函数关系式,为干法手套箱和热室的设计提供了重要的参数。

干法手套箱系统内冷却装置的数值模拟

干法后处理技术是在非水介质中通过电化学、挥发等手段分离提取铀和X。在干法工艺实验熔盐体系中操作时,熔盐体系的初晶温度和X熔点分别为650℃和640℃,工艺操作过程中加热温度设定为1 000℃,在整个工艺中需要冷却装置将热量散发出去,保证手套箱底板的温度控制在40℃以内。利用计算机流体力学CFD软件模拟冷却式换热器在不同流量、不同高度下的温度场分布情况,最终得到冷却式换热器的最佳高度为70 mm,内部水流量为4 m^3/h,可以满足设计输入要求,为放大规模干法手套箱系统的建设提供了重要理论依据。