堆芯氧化腐蚀产物沉积层内两相沸腾传热传质特性

多孔形貌的氧化腐蚀产物沉积层一方面会增大热阻导致传热恶化,另一方面硼吸附会导致堆芯功率分布发生改变,因此,准确预测沉积层内的传热传质特性对反应堆的经济性和安全性有重要意义。本文将多孔介质层内的沸腾传热、毛细流动、溶质输运、化学反应等多物理现象进行耦合,提出了预测沉积层内的传热传质特性的高保真方法。冷却剂在毛细作用下进入多孔介质,并在烟囱表面蒸发。溶质随毛细流扩散进入多孔介质并被浓缩,各溶质间保持化学平衡。上述方法可以合理预测沉积层内的温度、流速、压力和溶质浓度分布,与Haq等相比,相对误差在±0.83%以内。在此基础上,分析了沉积层孔隙率、厚度、烟囱半径、烟囱直径等形貌参数对传热传质的影响规律。

压水堆燃料棒包壳表面氧化腐蚀产物沉积生长预测模型

为建立压水堆燃料棒包壳表面氧化腐蚀产物沉积层(CRUD)厚度的预测方法,本文以典型压水堆一回路为研究对象,针对压水堆内水化学和物理条件对CRUD沉积的影响,建立了CRUD沉积生长模型。模型预测结果与Sizewell B核电厂实际运行数据相比具有相同的生长量级和趋势,可用于压水堆燃料棒包壳CRUD沉积行为的定量预测。在此基础上,本文研究了热流密度、H_(2)浓度以及Li^(+)浓度对腐蚀产物生长的影响,结果表明:燃料元件表面非沸腾段CRUD厚度受热流密度变化的影响较小,而沸腾段CRUD厚度随热流密度上升而增加;CRUD厚度随着系统H_(2)浓度的提高而增加;提高系统内Li浓度有助于抑制氧化腐蚀产物的沉积。

基于阳极氧化的氧化腐蚀产物沉积层涂层复现方法研究

为建立氧化腐蚀产物沉积层(CRUD)内硼的时空分布模型,以及为CRUD内硼迁移及流动传热实验提供支持,基于阳极氧化方法开展CRUD涂层复现研究。根据真实压水堆CRUD形貌数据,通过调整电化学体系的氟化铵浓度、含水量、氧化电压和氧化时间,实现对涂层孔径的有效控制。表征分析表明,制备的CRUD样品可以充分覆盖真实沉积层的形貌参数范围。本研究建立的涂层复现方法能够用于CRUD样品的制备。