嚴重事故下堆芯圍板及吊籃熔融行為研究

侯麗強，朱大歡,吳 清，劉一澤，劉兆東，鄭洪濤

(中國核動力研究設計院 核反應堆系統設計技術重點實驗室，四川 成都 610213)

通過堆腔注水系統實現堆芯熔融物壓力容器內滯留是先進壓水堆核電廠嚴重事故管理的重要特征[1,2]。在堆腔注水系統的有效性論證中，下封頭熔融池金屬層的聚焦效應可能導致壓力容器失效，而聚焦效應與熔融池金屬層的質量有關[3]。因此，對熔融池金屬層質量的評估是十分關鍵的。

在嚴重事故下，堆芯圍板、吊籃、支撐板是下封頭熔融池金屬層質量的主要潛在來源，這就要求對嚴重事故下堆芯圍板、吊籃、支撐板的熔融行為進行計算分析，以確定掉落到下封頭的金屬質量。在目前的分析中，支撐板的熔融行為可以通過一體化程序進行有效評價[4]，但是， 一體化程序不能模擬實際的圍板及吊籃幾何結構，不能真實反映圍板和吊籃之間輻射傳熱的總熱阻，無法給出堆芯圍板及吊籃的熔融份額。

因此，本文將以某先進壓水堆為研究對象，通過計算流體動力學方法(CFD)對嚴重事故下堆芯圍板及吊籃的熔化行為及其影響因素進行分析，以支撐堆芯熔融物壓力容器內滯留有效性評估。

1 物理圖像及數值模型

1.1 物理圖像

在堆內熔融物滯留有效性分析中，出于對堆芯衰變熱的考慮，堆芯熔融和遷移進行得最快的事故序列最為保守，因此本文選取的典型嚴重事故序列為極限的大LOCA事故。如圖1所示，在大LOCA嚴重事故下，當……