基于原子发射光谱法的钠气溶胶在线监测装置工程化应用研究

钠气溶胶是钠冷快堆出现钠泄漏及钠火工况时产生的特征性产物,空气中存在的极早期微量钠气溶胶监测对相关事故监测和事故处置意义重大。为了解决工程应用领域钠气溶胶在线监测手段空白问题,研制了一款基于原子发射光谱法的钠气溶胶在线监测装置,并以该装置为主体设计了一套面向工程应用的探测系统,并开展了少量真实钠气溶胶环境、钠泄漏钠火工况下的系统运行试验。结果表明,钠气溶胶在线监测系统对真实钠燃烧产生的钠气溶胶同样具有采样和分析检测功能,采样设计满足探测器分析需求,监测系统对钠火产生的钠气溶胶响应迅速、灵敏,具备早期探测钠泄漏、钠火的能力,并实现了联锁报警等系统功能,具备了工程化应用前景和条件。

水浴除尘器对钠气溶胶除尘效率试验研究

本文介绍了中国实验快堆钠工艺间事故通风系统使用的水浴除尘器的结构、除尘原理,试验流程的设计等。通过试验研究测量了不同风量条件下水浴除尘器的除尘效率,分析了影响水浴除尘器除尘效率的因素。试验结果表明,水浴除尘器在特定条件下,对钠气溶胶除尘效率效果较好。该试验研究结果对快堆核电站除尘设备选择及除尘系统的设计有参考价值。

旋风组钠气溶胶去除系统性能验证

钠气溶胶是钠冷快堆发生钠火时产生的特征性产物,需通过除尘净化系统对钠气溶胶进行去除净化,以减少排放到环境的放射性剂量和钠气溶胶浓度。采用干式气固分离路线,设计了一套旋风组钠气溶胶去除系统,通过开展真实钠火环境下的钠气溶胶去除试验,考察了金属钠燃烧过程中钠气溶胶浓度变化、粒径分布、压降、去除效率等主要参数,最终认为该系统对钠气溶胶具有很高的去除效率。

放射性钠气溶胶监测仪校准方法研究

中国实验快堆(China Experimental Fast Reactor,CEFR)采用液态金属钠为冷却剂,一回路冷阱工艺间的放射性钠气溶胶对工作人员的健康和安全有危害,需要对其进行监测以便及时采取相应的防护措施。为保证监测结果的准确性,需要对放射性钠气溶胶监测仪进行定期校准。通过采用特制的放射性气溶胶滤膜源,对放射性钠气溶胶监测仪进行校准方法研究,分别对监测仪计数率对标准源活度响应、相对误差、重复性等主要校准不确定度来源进行分析及不确定度评定。研究结果表明:放射性钠气溶胶监测仪计数率对活度响应因子的不确定度为5%(k=2),该校准方法适用于放射性钠气溶胶监测仪的校准,满足该监测仪量值溯源的要求。

钠气溶胶环境风险评价标准的探讨

钠气溶胶向环境排放作为钠冷快堆非正常工况下的环境事件,国内尚未制定相关标准和规定。本研究在详细对比了国内、国际钠气溶胶环境风险评价标准和化学毒性限值体系等内容的基础上,提出现阶段建议采用公众可接受的空气中最高允许浓度作为钠气溶胶环境的风险评价标准,并以钠气溶胶中的氢氧化钠质量浓度作为基准,建立两套钠气溶胶毒性暴露限值体系,分别是以2mg/m^3为空气中最高允许浓度的一级标准体系和浓度值0.5mg/m^3、5mg/m^3、50mg/m^3合并考虑暴露时间的多级标准体系。上述两套标准体系可根据应用场景和需求,应用在环评分析、事故分析与应急响应等领域。

钠气溶胶在线监测仪器的研发集成及性能测试

钠气溶胶是钠冷快堆出现钠泄漏及钠火工况时产生的特征性产物,空气中存在的极早期微量钠气溶胶监测对相关事故监测和事故处置意义重大。为了解决工程应用领域钠气溶胶在线监测手段空白问题,研制了一款基于等离子体激发源的原子发射光谱法在线测量空气中钠元素含量的探测仪器,通过仪器集成设计,完成了从原理实验装置到成套设备的转化,并通过一系列样机模拟性能测试,说明该仪器对空气中微量钠气溶胶具有很好的检测能力,光谱和设备整体具有很好的稳定性,还具备短时高浓度钠气溶胶耐受能力,为实现工程应用提供了可能。

钠气溶胶粒子尺寸分布参数的数学模型研究

在对钠增殖快堆的事故分析中,钠气溶胶的影响是不可忽略的因素。钠气溶胶的迁移和沉降受多种因素的影响。本文以最基本的钠气溶胶对数正态分布模型的参数定义为出发点,对钠气溶胶尺寸分布的某些特性和沉降规律给以探究,得到其分布参数之间的基本关系和一些初步结论,并结合实验数据,进行验证。

钠气溶胶除尘系统中文丘里湿式除尘器的优化

通过建立理论关联式,优化出在一定压力损失下对1μm钠气溶胶颗粒达到最大捕集效率时的湿式文丘里系统最佳操作参数(液滴直径、液气比和喉管气速).该过程已被用于工业设计.

气溶胶过滤用玻纤滤材的耐碱性初步研究

钠火事故下产生大量以NaOH为主的钠气溶胶,为研究钠气溶胶对高效过滤器性能的影响,对其使用的玻纤滤材的耐碱性进行了研究。本文测试了过滤钠气溶胶时玻纤滤材的阻力和效率,并采用加速试验,将玻纤滤材浸泡到浓度分别为0.25 mol/L、0.5 mol/L、1 mol/L、2 mol/L、5 mol/L的NaOH溶液中15 min、30 min、1 h、2 h、5 h后,测试其过滤效率、阻力、抗拉伸强度以及表面形貌的变化,以研究玻纤滤材的耐碱性。结果表明:玻纤滤材在过滤钠气溶胶的过程中阻力逐渐增加,过滤效率也有所增加;浸泡低浓度的NaOH对玻纤的阻力变化影响不大,长时间浸泡高浓度的NaOH使阻力增加明显,效率均低于原始玻纤滤材,且浸泡时间越久效率越低,而抗拉伸强度有一定提升,初步表明玻纤滤材对NaOH的耐受程度不高,钠火事故下,大量钠气溶胶若不经过预处理,将使高效过滤器的阻力成倍增加,且效率降低。此项研究的结果将为后续提高玻纤滤材耐碱性,保障钠冷快堆在事故工况下钠气溶胶的安全排放提供一定的设计依据。

钠气溶胶在事故通风管道中的沉降研究

从沉降的机理出发,在对湍流流场作合理简化的基础上,对钠气溶胶的物理性质及在迁移过程中影响其沉降的多种因素进行分析,给出一维管道内气溶胶的输运方程,建立计算事故通风管道中沉降率的物理模型。该模型的分析表明,影响钠气溶胶沉降率的主要因素为重力、布朗凝聚和湍流等,其他的如布朗扩散等均可忽略。

钠火事故下工艺间气溶胶分布影响分析

钠工艺间发生火灾之后针对房间的清洗需要了解火灾发生过程中钠气溶胶在室内的沉积情况,对管道设备的防护也需要了解室内钠气溶胶的沉降。通过建立火灾房间三维模型,划分网格,选择湍流模型通过FLUENT程序对火灾房间在不同通风工况下气体流动特性进行数值计算,对比无热源情况下影响室内气溶胶沉积的因素,为下一步分析室内钠气溶胶沉积状况提供指导。

钠盐气溶胶在烟气颗粒物比对监测中的影响

介绍了甘肃省金昌市某企业的烟气脱硫工艺,针对烟气颗粒物监测比对数据误差大及冬季烟气排口常有白色烟雨降落等问题进行了原因分析,并提出了改进建议。通过分析采样滤筒及其附着的水溶性物质、对比GB/T 16157—1996和CEMS连续监测烟气颗粒物理论,得出造成国标法和CEMS法比对产生较大误差的主要原因为:排放的烟气在冬季易形成NaHSO_(3)-Na_(2)SO_(3)-Na_(2)SO_(3)气溶胶,国标法测得的颗粒物包括固体颗粒和气溶胶结晶物质,而CEMS法只考虑固体颗粒,液体微粒或气溶胶并未进行测定。进一步提高烟气脱硫和除雾效率,降低钠盐气溶胶的产生量,同时通过现场勘查对微粒平均粒径、真密度和折射率等参数做出合理调整,有助于降低排放烟气的颗粒物含量和比对测量误差。

快堆严重事故钠燃烧过程裂变产物释放模拟试验研究

钠燃烧过程产生的裂变产物及钠气溶胶迁移是快堆严重事故重要的源项之一。本研究对钠燃烧过程裂变产物随钠蒸汽和钠气溶胶迁移的行为进行分析,针对钠蒸发作用下裂变产物释放、钠燃烧作用下裂变产物释放以及气相空间气溶胶迁移行为分别提出了物理模型,并在确定计算方法的基础上通过CFD软件建模进行了仿真计算,最后通过开展小规模钠燃烧试验,获取了真实钠燃烧过程裂变产物沉降数据,对计算模型进行了修正和补充。试验数据与仿真计算结果表明,气溶胶迁移模型能够较好地表征裂变产物及钠气溶胶迁移行为,钠燃烧作用下裂变产物的释放系数为10-3时计算结果与试验结果较吻合。

放射性钠火辐射监测方案探讨

钠冷快中子反应堆是第Ⅳ代先进核能系统的代表堆型,钠火安全是其重要安全设计之一。作为冷却剂的液态金属钠经堆芯活化后会产生强γ放射性,而且化学性质极为活泼,冷却剂的泄漏可能会造成强放射性钠火事故,因此,针对一回路冷却剂泄漏产生的放射性钠火事故监测对反应堆的安全设计具有重要意义。文章基于钠冷快堆正常运行工况下的一回路冷却剂活化水平,通过对放射性钠火产物放射性钠气溶胶的特性分析,开展对放射性钠火事故的辐射监测技术研究,从而实现对钠冷快堆放射性钠火事故的多样化监测,为反应堆的安全运行提供技术支持。

钠冷快堆严重事故钠燃烧过程裂变产物释放概念模型建立

钠冷快堆严重事故分析是了解事故进程与进行事故预防的重要手段。该文以钠冷快堆严重事故工况下伴随着钠燃烧过程的放射性裂变产物释放为研究对象,通过对物理过程、物理模型进行分析,建立了钠燃烧过程中裂变产物释放的概念模型,在此基础上,进一步讨论了影响钠气溶胶颗粒与裂变产物释放、扩散、沉降行为的因素与规律。

废钠销毁技术研究

研究了一种非放射性废钠销毁的方法。首先，将废钠燃烧生成钠的氧化物；再用水雾初步处理钠的燃烧产物；然后，用水喷淋的方法将全部燃烧产物转化成水溶液；最后，用酸中和成中性溶液。建立了相应的废钠销毁设施。实验结果表明：对于批处理量为20-30kg的废钠销毁，排放到环境中的钠气溶胶浓度符合国际标准，氢爆得到有效控制。

钠盐气溶胶在烟气比对监测中的影响研究

某企业在比对检测过程中,常出现冬季手工测量粉尘浓度大于CEMS监测数据,误差偏大,同时冬季尾气排口常有白色烟雨降落等问题。通过对采样后的滤筒、出口白色烟雨和CEMS连续性监测理论进行分析,结合该企业生产工艺流程,发现废气在冬季易形成NaHSO_(3)-Na_(2)SO_(3)-Na_(2)SO_(4)气溶胶,手工监测粉尘的过程中,称得的粉尘重量包括固体微粒和气溶胶结晶两部分,而CEMS连续性监测粉尘浓度过程中,厂家通常只考虑固体颗粒,对于液体微粒造成的参数偏差不会做出矫正,是造成企业烟气连续性监测系统粉尘比对不合格的主要原因。