熔融物碎裂試驗項目簡介

1、一、熔融物碎裂試驗項目簡介一、熔融物碎裂試驗項目簡介盡管鈉冷快堆的安全性極高，發(fā)生嚴重事故的概率極低，但也必須充分考量并制定其發(fā)生嚴重事故時的應對措施，尤其當堆芯熔融物與冷卻劑鈉發(fā)生相互作用時導致堆芯熔融物的碎裂，二者間的傳熱面積增加導致堆芯冷卻劑氣化比例提高，引入正反應性，加重嚴重事故的后果；此外，堆芯熔融物在冷卻劑鈉中的碎裂行為決定了堆芯熔融物在反應主容器下部形成碎片床的形態(tài)以及能否實現堆芯熔融物堆內滯留的目標。我國正在自主開發(fā)鈉冷

2、快堆嚴重事故分析程序，用于鈉冷快堆設計方案的安全評估和可靠性驗證。由于熔融物在冷卻劑中的碎裂現象的重要性，并且現有的實驗數據不完善，缺乏必要的實驗參數，因此需要開展熔融物碎裂特性實驗，為我國鈉冷快堆嚴重事故分析程序的開發(fā)提供支撐，建立標準例題，驗證鈉冷快堆嚴重事故分析程序，評估此程序對堆芯熔融物在冷卻劑中碎裂行為的模擬能力。整個試驗項目的研究內容可分為低熔點金屬實驗、高熔點金屬實驗、金屬氧化物實驗以及金屬與氧化物混合實驗四部分，其中高熔

3、點金屬實驗、金屬氧化物實驗以及金屬與氧化物混合實驗又分為初始溫度實驗（熔融物和冷卻劑）、熔融物初始質量實驗、鈉池初始深度實驗以及熔融物射流實驗四大部分。表1列出了在熔融物碎裂實驗項目所需要完成的試驗內容。表1熔融物碎裂試驗內容列表試驗類別試驗類別主要主要試驗試驗內容內容低熔點金屬實驗開展1~2組液態(tài)低熔點金屬在液態(tài)金屬鈉中的碎裂實驗，熟悉和掌握實驗技術的操作規(guī)程，驗證實驗技術的可行性和安全性；高熔點金屬實驗模擬堆芯燃料包殼（不銹鋼）熔化

4、后在冷卻劑鈉中的碎裂特性，包含初始溫度、初始質量、射流直徑以及鈉池深度，研究上述因素與碎裂特性關聯(lián)性；金屬氧化物實驗模擬堆芯燃料（氧化燃料）熔化后在冷卻劑鈉中的碎裂特性，包含初始溫度、初始質量、射流直徑以及鈉池深度，研究上述因素與碎裂特性關聯(lián)性；金屬與氧化物混合實驗模擬堆芯材料燃料（不銹鋼包殼氧化燃料）熔化后在冷卻劑鈉中的碎裂特性，包含初始溫度、初始質量、射流直徑以及鈉池（陶瓷塞連接陶瓷桿，陶瓷桿連接不銹鋼桿），釋放桿頂部焊接具有一定厚

5、度和面積的不銹鋼盤，通過電磁鐵通電和斷電的方式，實現對不銹鋼盤的提高與降落，從而實驗坩堝底孔的開通與關閉；高溫熔融物在液態(tài)鈉中碎裂后產生的碎片顆粒，在取出后不可避免的會凝結有殘留金屬鈉，利用酒精和水進行殘留金屬鈉的清洗。圖1是初步規(guī)劃的熔融物碎裂特性實驗設備和實驗管道連接示意圖。圖1熔融物碎裂特性實驗設備和實驗管道連接示意圖如圖所示，不同實驗設備由不銹鋼管道進行連接，根據功能的不同，在管道上布置有氣閥、鈉閥及安全閥等裝置，實驗系統(tǒng)為軸向