【摘 要】
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核电厂在运行过程中一回路冷却剂压力边界可能出现破损或泄漏的事故,可能会对环境、社会和人员造成严重的影响。因此,冷却剂泄漏的监测对核电厂及周围的人员环境至关重要。在目前存在的监测手段中,安全壳内气溶胶粒子安全监测是目前受到广泛关注的监测手段之一。在该方法中,由于粒子分布均匀与否决定了监测时粒子取样是否具有代表性,会极大的影响监测的准确性,因此粒子在安全壳内分布的规律是需要考虑的关键问题。本文通过模拟
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核电厂在运行过程中一回路冷却剂压力边界可能出现破损或泄漏的事故,可能会对环境、社会和人员造成严重的影响。因此,冷却剂泄漏的监测对核电厂及周围的人员环境至关重要。在目前存在的监测手段中,安全壳内气溶胶粒子安全监测是目前受到广泛关注的监测手段之一。在该方法中,由于粒子分布均匀与否决定了监测时粒子取样是否具有代表性,会极大的影响监测的准确性,因此粒子在安全壳内分布的规律是需要考虑的关键问题。本文通过模拟和实验的方法,对粒子在安全壳内的分布规律进行研究。在研究安全壳内流场对粒子运动的影响时,提出了一种新的湍流脉动生成方法,该方法可以通过应用已知的流场统计数据来快速计算流场中粒子的扩散输运,无需同时对流场进行计算,大大节约了计算时间。对气溶胶粒子在安全壳内的扩散输运进行实验及模拟。得出结论如下:湍流流场对粒子在近壁面区域输运分布的影响很大,湍流泳现象会导致粒子在流场中心区域及近壁面处聚集,且这种聚集效应随着雷诺数增加而逐渐增大。通过安全壳比例模型实验,得到粒子在安全壳比例模型中浓度分布的COV值为68.14%,对粒子图像进行重建后得到重建的实验COV值为107.1%,重建后与同样位置处模拟得到粒子分布的COV值的相对误差小于25%。对真实比例的安全壳简化模型进行模拟计算得到了粒径为0.5?m,1?m和3?m的气溶胶粒子在安全壳内的传输效率分别为0.167%,0.116%和0.0685%。3?m的气溶胶粒子传输效率比1?m的气溶胶粒子低58.98%。得出小粒径粒子更容易被监测系统采样的结论。本论文的研究可以为核电厂安全壳气溶胶监测系统取样代表性的提高以及取样位置的选择提供理论依据。
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