严重事故下安全壳内氢气浓度场分布影响因素的初步研究 被引量：6

1

作者 肖建军 周志伟 经荥清 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期99-104,共6页

利用计算流体力学程序FLUENT和GASFLOW,采用不同的湍流模型,研究了核电站严重事故下氢气在安全壳内的传输与混合过程。计算结果表明,FLUENT中的RNG k-ε模型能够较好的模拟氢气的质量扩散,动量扩散和湍流脉动特征;FLUENT中的标准k-ε模... 利用计算流体力学程序FLUENT和GASFLOW,采用不同的湍流模型,研究了核电站严重事故下氢气在安全壳内的传输与混合过程。计算结果表明,FLUENT中的RNG k-ε模型能够较好的模拟氢气的质量扩散,动量扩散和湍流脉动特征;FLUENT中的标准k-ε模型和GASFLOW中的k-ε模型能得到工程上可以接受的计算结果;而GASFLOW中代数模型未能较好地模拟氢气的质量扩散和动量扩散,氢气的浓度场分布与其他模型的计算结果存在较大的差别。同时,本文对混合气体中的水蒸汽浓度和气体的质量流速对安全壳内氢气浓度分布的影响进行了初步研究。研究表明,破口气体的密度和流速是影响氢气浓度场的重要因素;混合气体密度越小、流速越大,则有更大的浮力和初始动量作用于气体。湍流模型的选择和对浮力驱动的湍流射流的模拟是影响严重事故下氢气在安全壳内的分布模拟结果的重要因素。 展开更多

关键词 严重事故 氢气分布 安全壳

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不同产氢速率对安全壳内氢气分布影响的数值模拟 被引量：5

2

作者 程章华 曹学武 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期105-109,共5页

利用计算流体力学软件(CFX),初步研究了严重事故下氢气在安全壳空间内的流动特性,分析了不同产氢速率对安全壳内氢气分布的影响。结果表明:各种氢气释放速率情况下,氢气分布的基本趋势一致;不同的产氢速率对氢气分布的影响主要体现在氢... 利用计算流体力学软件(CFX),初步研究了严重事故下氢气在安全壳空间内的流动特性,分析了不同产氢速率对安全壳内氢气分布的影响。结果表明:各种氢气释放速率情况下,氢气分布的基本趋势一致;不同的产氢速率对氢气分布的影响主要体现在氢气运动到安全壳穹顶时所形成的涡旋不同,氢气释放速率低的序列,氢气容易滞留在穹顶,然后向下慢慢扩散,分布较均匀;氢气释放速率高的序列的氢气运动方向性强,容易向下空间运动,分布的区域集中些,分层现象明显。 展开更多

关键词 安全壳 产氢速率 氢气分布 影响 数值模拟

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严重事故下堆舱空间氢气分布特性数值模拟

3

作者 许志勇 刘家磊 +1 位作者 陈玉清 王海峰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期156-163,共8页

利用计算流体力学软件CFX分析了零方程模型和k-ε模型对氢气分布的影响,并对船用堆在典型失水诱发的严重事故下堆舱空间内的氢气分布特性进行了数值模拟。结果表明:在氢气释放阶段内,用k-ε模型模拟堆舱空间内的氢气分布更为合理;严重... 利用计算流体力学软件CFX分析了零方程模型和k-ε模型对氢气分布的影响,并对船用堆在典型失水诱发的严重事故下堆舱空间内的氢气分布特性进行了数值模拟。结果表明:在氢气释放阶段内,用k-ε模型模拟堆舱空间内的氢气分布更为合理;严重事故下的气体喷放期间,堆舱空间内各点处的压力变化基本一致,空间内的温度不会持续升高,氢气在堆舱空间内建立了比较明显的浓度梯度,堆舱顶部区域和破口附近区域氢气浓度都较高;氢气喷放结束后,堆舱空间内的平均水蒸气浓度不足以维持蒸汽惰性环境,堆舱空间内存在氢气燃烧的可能。研究结果为开展船用堆的氢气风险研究提供了基础。 展开更多

关键词 严重事故 氢气分布 船用堆堆舱 数值模拟

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安全壳大空间内氢气分层行为的模型研究 被引量：3

4

作者 彭程 邓坚 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期155-159,共5页

基于蒸汽/氢气混合喷放下安全壳大空间内氢气分层行为的主导机制——惯性力、粘性力及浮升力间的相互作用,通过理论建模与实验拟合的方法,得到了预测氢气分布特性的半经验关系式,通过与环境中喷入中等蒸汽浓度及高蒸汽浓度实验数据的比... 基于蒸汽/氢气混合喷放下安全壳大空间内氢气分层行为的主导机制——惯性力、粘性力及浮升力间的相互作用,通过理论建模与实验拟合的方法,得到了预测氢气分布特性的半经验关系式,通过与环境中喷入中等蒸汽浓度及高蒸汽浓度实验数据的比较,验证了该模型的合理性,可为后期耦合安全壳内蒸汽冷凝行为影响下的氢气分布理论模型的开发提供辅助支撑;同时,通过将其应用于CAP1400缩比安全壳模型中典型氢气行为的研究发现,在容器轴向位置可能形成轻质气体积聚区、浓度梯度区及滞止区,该结果与国际基准实验(ISP47)的相关发现一致。 展开更多

关键词 氢气分布 氢气分层 安全壳 模型

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模块式高温气冷堆进水事故后的氢气行为分析 被引量：3

5

作者 张睿东 孙喜明 董玉杰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期841-845,共5页

蒸汽发生器两根传热管双端断裂是模块式高温气冷堆(HTR-PM)典型的超设计基准事故,事故可能会导致氢气在反应堆舱室内的聚集,产生爆燃甚至爆轰的风险。本文使用反应堆流体计算程序GASFLOW,模拟了两根传热管断裂后排放到蒸汽发生器舱室以... 蒸汽发生器两根传热管双端断裂是模块式高温气冷堆(HTR-PM)典型的超设计基准事故,事故可能会导致氢气在反应堆舱室内的聚集,产生爆燃甚至爆轰的风险。本文使用反应堆流体计算程序GASFLOW,模拟了两根传热管断裂后排放到蒸汽发生器舱室以及反应堆舱室内的气体的输运及分布,并利用氢气燃爆分析程序COM3D进行了舱室内的氢气燃烧分析。计算结果表明,两根传热管断裂事故排放的氢气含量很小,舱室内氢气浓度最大不超过0.1%,如此低浓度的氢气不会发生燃烧爆炸。 展开更多

关键词 模块式高温气冷堆 进水事故 两根传热管断裂 氢气分布

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不同湍流模型对氢气分布影响的数值研究 被引量：3

6

作者 王迪 曹学武 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1622-1628,共7页

研究严重事故下安全壳内氢气分布有利于评估氢气风险。本文采用三维CFD方法对THAI装置HM2试验进行建模,并分别使用代数模型和k-ε模型模拟氢气分层形成以及破坏过程。分析结果表明,CFD模拟结果与实验数据基本符合,在模拟中可观察到氢气... 研究严重事故下安全壳内氢气分布有利于评估氢气风险。本文采用三维CFD方法对THAI装置HM2试验进行建模,并分别使用代数模型和k-ε模型模拟氢气分层形成以及破坏过程。分析结果表明,CFD模拟结果与实验数据基本符合,在模拟中可观察到氢气分层现象的形成以及水蒸气对氢气分层的逐步破坏与混合过程;在氢气注射阶段,代数模型和k-ε模型的模拟结果接近,能够反映氢气浓度分层的形成过程;在水蒸气注射阶段,代数模型基于半经验的混合长度理论,在模拟装置较复杂几何结构内水蒸气流动对氢气分层的破坏作用时并不十分理想,标准k-ε模型对装置各测点氢气浓度达到一致的时间预测与试验结果较为接近。 展开更多

关键词 氢气分布 THAI装置 湍流模型

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超燃冲压发动机燃烧室中双凹腔对引导氢分布的影响 被引量：2

7

作者 刘娟 潘余 +1 位作者 刘卫东 王振国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期5-9,共5页

为了研究超燃冲压发动机燃烧室中多个凹腔对气体燃料分布的影响,运用数值仿真的方法模拟了引导氢(氢气作为引导气体引燃煤油)的分布情况。从三个方面对仿真结果进行分析,首先对比了串联凹腔燃烧室和单凹腔燃烧室中的燃料分布,结果表明... 为了研究超燃冲压发动机燃烧室中多个凹腔对气体燃料分布的影响,运用数值仿真的方法模拟了引导氢(氢气作为引导气体引燃煤油)的分布情况。从三个方面对仿真结果进行分析,首先对比了串联凹腔燃烧室和单凹腔燃烧室中的燃料分布,结果表明后凹腔的存在使得双凹腔燃烧室下游的氢气射流中心更偏向主流;其次比较了前后凹腔同一位置的燃料分布情况,结果表明前凹腔中氢气在展向方向分布更广,后凹腔中氢气在横向方向分布更宽;最后对比了并联凹腔燃烧室和单凹腔燃烧室内的燃料分布情况,结果表明并联凹腔对气体燃料的分布影响不大。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 双凹腔 引导氢 氢气分布

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小尺度空间内氢气流动分布特性数值研究 被引量：1

8

作者 刘汉臣 武心壮 +2 位作者 向文娟 刘洁 吴辉平 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期204-211,共8页

与核电厂安全壳大空间不同,安全壳隔间以及先进小型堆等小尺度空间中,氢气与水蒸气的混合气体流动受到壁面的限制,气流不能充分发展,可能导致氢气在某些位置积聚引发氢气风险。本文采用数值模拟与理论分析相结合的方法对小尺度空间内氢... 与核电厂安全壳大空间不同,安全壳隔间以及先进小型堆等小尺度空间中,氢气与水蒸气的混合气体流动受到壁面的限制,气流不能充分发展,可能导致氢气在某些位置积聚引发氢气风险。本文采用数值模拟与理论分析相结合的方法对小尺度空间内氢气流动分布特性进行了研究。研究发现,典型工况下小尺度空间上部形成了氢气浓度分布比较均匀的氢气浓度储备区,在中部和下部区域分别为氢气浓度过渡区和高空气浓度区;随着源项气体动量的增大,源项气体进入上部空间的能力增大,导致空间上部区域氢气浓度增大。本研究可为后续先进小型堆的氢气风险研究分析提供支持。 展开更多

关键词 氢气分布 先进小型堆 小尺度空间 数值研究

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失水事故后燃料厂房空气自然循环及氢气分布实验研究 被引量：1

9

作者 陆雨洲 贠相羽 +1 位作者 张会勇 张诗琪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期916-922,共7页

针对乏燃料水池失水、乏燃料裸露的事故情景,通过实验研究了燃料厂房内空气自然循环及氢气分布的基本规律,得到了空间气体温度场及浓度分布实验数据。结果表明,由于空气自然循环的热量输运作用,各区域升温速率随温度的升高而降低;与外... 针对乏燃料水池失水、乏燃料裸露的事故情景,通过实验研究了燃料厂房内空气自然循环及氢气分布的基本规律,得到了空间气体温度场及浓度分布实验数据。结果表明,由于空气自然循环的热量输运作用,各区域升温速率随温度的升高而降低;与外界自然对流通风的简单方式可显著减缓温度上升,实验24 h后加热元件温度低于490℃;喷淋则可迅速降低所覆盖区域温度,空间气体平均温度在喷淋后5 min内下降了100℃。氢气在空气环境中将形成浓度分层,喷淋搅混可在2 min内破坏该分层;对于氢气/蒸汽混合气体,随着蒸汽凝结及外界空气涌入逐渐具有可燃性,喷淋对此无积极作用。基于上述研究结果,提出了能动和非能动的事故缓解措施建议。 展开更多

关键词 乏燃料裸露 冷却水丧失 自然循环 氢气分布 事故缓解

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空间中氦气与氢气分布相似性分析

10

作者 王田林 曹学武 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期561-568,共8页

安全壳内氢气积聚和不凝性气体存在时的蒸汽冷凝是核电厂严重事故时所重点关注的现象,通常采用氦气替代氢气开展相关实验研究。针对使用氦气替代氢气开展实验研究的相似性问题,基于氢气与氦气等体积流量、等浮力以及等浓度分布相似三种... 安全壳内氢气积聚和不凝性气体存在时的蒸汽冷凝是核电厂严重事故时所重点关注的现象,通常采用氦气替代氢气开展相关实验研究。针对使用氦气替代氢气开展实验研究的相似性问题,基于氢气与氦气等体积流量、等浮力以及等浓度分布相似三种方法使用GASFLOW模拟分析了含圆盘障碍物的封闭空间内氦气与氢气的分布特征。采用三种相似方法能够使得空间中氢气与氦气浓度分布相似,基于等体积流量相似方法氦气与氢气浓度随时间的变化同步。 展开更多

关键词 氢气分布 氦气 氢气风险 GASFLOW

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GASFLOW程序以及COM3D程序在反应堆氢气行为分析上的应用

11

作者 张睿东 孙喜明 董玉杰 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期74-78,共5页

反应堆在事故情况下的氢气风险一直是反应堆安全研究中非常重要的内容。利用氢气风险管理程序GASFLOW计算了反应堆一回路破口事故后安全壳内的氢气分布,对计算结果进行分析。在GASFLOW计算结果的基础上,应用COM3D程序模拟氢气燃烧和爆炸... 反应堆在事故情况下的氢气风险一直是反应堆安全研究中非常重要的内容。利用氢气风险管理程序GASFLOW计算了反应堆一回路破口事故后安全壳内的氢气分布,对计算结果进行分析。在GASFLOW计算结果的基础上,应用COM3D程序模拟氢气燃烧和爆炸,研究了氢气浓度以及点火位置对火焰扩散的影响。 展开更多

关键词 GASFLOW程序 COM3D程序 氢气分布 氢气燃烧

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对流换热模型对局部氢气流动影响的数值研究

12

作者 王迪 佟立丽 +2 位作者 曹学武 邹志强 陈树 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期90-95,共6页

在严重事故下,氢气和水蒸气在安全壳局部隔间内释放,并通过相对窄小的流道向其他隔间流动迁移,气体与隔间壁面之间的换热过程对氢气分布有重要影响。本文采用计算流体力学(CFD)方法对安全壳内具有竖直连接结构特点的局部隔间建立分析模... 在严重事故下,氢气和水蒸气在安全壳局部隔间内释放,并通过相对窄小的流道向其他隔间流动迁移,气体与隔间壁面之间的换热过程对氢气分布有重要影响。本文采用计算流体力学(CFD)方法对安全壳内具有竖直连接结构特点的局部隔间建立分析模型,分别讨论了基于类比理论的Von Karman类比、Reynold类比和直接类比三种对流换热模型对隔间内压力变化、壁面凝结换热量、氢气和蒸汽浓度分布情况的影响。结果表明,采用Von Karman类比和Reynold类比模型所获得的局部隔间整体的蒸汽壁面凝结量以及气体流动行为基本保持一致,采用直接类比模型模拟的蒸汽凝结量比前两种模型更多。大部分蒸汽凝结发生在有源隔间顶部壁面,直接类比模型对此处凝结量的模拟高于Von Karman类比和Reynold类比模型,由此导致有源隔间内气体温度降低,浮力驱动下氢气向无源隔间的迁移也相应减弱,使得无源隔间内的氢气浓度较小。 展开更多

关键词 氢气分布 局部隔间 对流换热类比模型

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燃气分布式能源各阶段技术发展分析

13

作者 石海洋 别舒 +3 位作者 倪龙 雷鑫 杜可心 杨萧 《煤气与热力》 2023年第12期37-42,共6页

我国燃气分布式能源经历3个阶段:第1阶段2010—2040年,传统燃气分布式能源阶段,以天然气分布式能源为主。第2阶段2020—2050年,低碳燃气分布式能源阶段,以可再生能源和天然气分布式能源为主。第3阶段2030—2060年,零碳燃气分布式能源阶... 我国燃气分布式能源经历3个阶段:第1阶段2010—2040年,传统燃气分布式能源阶段,以天然气分布式能源为主。第2阶段2020—2050年,低碳燃气分布式能源阶段,以可再生能源和天然气分布式能源为主。第3阶段2030—2060年,零碳燃气分布式能源阶段,以氢气分布式能源和可再生能源为主。我国各区域能源发展不平衡,燃气分布式能源各阶段和各种技术形式将长期共存。 展开更多

关键词 传统燃气分布式能源 低碳燃气分布式能源 氢气分布式能源

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严重事故下核电站安全壳内氢气分布及控制分析 被引量：16

14

作者 方立凯 陈松 周全福 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期18-22,共5页

使用安全壳分析程序CONTAIN计算分析了百万千瓦级压水堆核电站严重事故下安全壳内的氢气浓度分布。分别对一回路冷段大破口失水(LB-LOCA)叠加应急堆芯冷却系统(ECCS)失效(不包括非能动的安注箱)事故和全厂断电(SBO)叠加汽轮机驱动的应... 使用安全壳分析程序CONTAIN计算分析了百万千瓦级压水堆核电站严重事故下安全壳内的氢气浓度分布。分别对一回路冷段大破口失水(LB-LOCA)叠加应急堆芯冷却系统(ECCS)失效(不包括非能动的安注箱)事故和全厂断电(SBO)叠加汽轮机驱动的应急给水泵失效事故两个严重事故序列进行了计算。计算结果表明,不同严重事故下,安全壳各隔间对氢气控制系统的要求不同。氢气控制系统的设计必须满足不同事故下的法规要求,提高电站的安全性。 展开更多

关键词 氢气浓度分布 严重事故 大破口失水事故 全厂断电

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秦山二期核电厂严重事故下安全壳内氢气浓度分布及风险初步分析 被引量：5

15

作者 邓坚 曹学武 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期78-84,共7页

采用模块化严重事故计算工具,对秦山二期核电厂大破口失水事故(LB-LOCA)、小破口失水事故(LB-LOCA)和全厂断电(SBO)诱发的严重事故序列以及安全壳内的氢气浓度分布进行了计算分析。在此基础之上,参考美国联邦法规10CFR关于氢气控制和风... 采用模块化严重事故计算工具,对秦山二期核电厂大破口失水事故(LB-LOCA)、小破口失水事故(LB-LOCA)和全厂断电(SBO)诱发的严重事故序列以及安全壳内的氢气浓度分布进行了计算分析。在此基础之上,参考美国联邦法规10CFR关于氢气控制和风险分析的标准,对安全壳的氢气燃烧风险进行了初步研究。分析结果表明:大破口严重事故导致的安全壳内的平均氢气浓度接近10%,具有一定的整体性氢气燃烧风险,小破口失水和全厂断电严重事故可能不会导致此类风险,但仍然存在局部氢气燃烧的可能。 展开更多

关键词 严重事故 安全壳 氢气浓度分布 氢气风险

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严重事故下安全壳卸压箱隔间氢气浓度场模拟

16

作者 郭强 陈耀东 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期32-36,共5页

根据MELCOR程序对全厂断电诱发的严重事故下安全壳内各隔间的氢气浓度分布的计算结果,参考美国联邦法规关于氢气控制和风险分析的标准,分析安全壳内氢气的燃烧风险。结果表明:安全壳内平均氢气浓度不会导致整体性氢气燃烧,但存在局部燃... 根据MELCOR程序对全厂断电诱发的严重事故下安全壳内各隔间的氢气浓度分布的计算结果,参考美国联邦法规关于氢气控制和风险分析的标准,分析安全壳内氢气的燃烧风险。结果表明:安全壳内平均氢气浓度不会导致整体性氢气燃烧,但存在局部燃烧的风险。通过CFD程序对氢气浓度较高的卸压箱隔间进行氢气释放和空间气体流动过程的模拟,得到更细致的卸压箱隔间内氢气浓度场分布,给出氢气聚集区域的准确位置,为采取严重事故缓解措施,设计氢复合器布置方案提供了参考依据。 展开更多

关键词 数值模拟 全厂断电 严重事故 氢气浓度分布

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