利用MEMS慣性沖擊器進行安全殼內(nèi)氣溶膠過濾的機理研究.pdf

1、核電站內(nèi)部大氣環(huán)境中的天然放射性氣溶膠通常情況下濃度很低且處于平衡狀態(tài)，但當出現(xiàn)嚴重核事故時，安全殼內(nèi)的氣溶膠含量將顯著升高，一旦釋放于大氣環(huán)境中將帶來嚴重后果，增大事故的危險性，故需使用相應(yīng)的過濾吸附裝置避免此種放射性氣溶膠向大氣中擴散。
　　目前世界范圍內(nèi)常用的氣溶膠過濾器多為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或使用一定的過濾介質(zhì)，在使用一定時間后會氣溶膠的沉積顯著增加流動阻力，因此妨礙核事故后容器內(nèi)的壓力釋放。此外，不但在高放射性條件下更換過濾介質(zhì)是

2、一個技術(shù)難題，而且使用過的過濾介質(zhì)又會成為新的放射性固體或液體，造成新的污染。
　　本文基于微流體慣性沖擊器(MEMS慣性沖擊器,一種氣動力裝置)原理設(shè)計、研究了一個新型過濾裝置，不需更換濾紙就可以收集微米尺寸的顆粒，同時不會產(chǎn)生新的放射性固態(tài)或液態(tài)廢物。微機電系統(tǒng)(MEMS)是微型設(shè)備技術(shù)，微型器件有很多潛在好處，例如性能高、功耗低、反應(yīng)靈敏、成本低等。該裝置工作原理簡單、體積微小，可以在不影響事故情況下安全殼降壓速度的前提下實

3、現(xiàn)對氣溶膠的收集。在過去的二十年中，MEMS技術(shù)有過很大的進步，但目前還沒有基于MEMS技術(shù)的慣性沖擊器，更沒有將其應(yīng)用于核電站氣溶膠收集的先例。本研究的MEMS沖擊器著眼于實現(xiàn)1至3個微米范圍內(nèi)氣溶膠的過濾收集，無論在設(shè)計理念上還是技術(shù)上都是一次新的嘗試。
　　本研究根據(jù)核電廠事故情況下的實際環(huán)境設(shè)計微流體慣性沖擊器，使用CFD(計算流體動力學)軟件得出慣性沖擊器內(nèi)的空氣流場，應(yīng)用DPM模型(離散相計算模型)計算氣溶膠顆粒物在此