水冷反應(yīng)堆腐蝕產(chǎn)物輸運(yùn)模型中關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算方法研究.pdf

1、活化腐蝕產(chǎn)物是水冷反應(yīng)堆放射性源項(xiàng)的重要組成部分，對(duì)核設(shè)施的安全性具有重要影響。主冷卻回路中的腐蝕產(chǎn)物輸運(yùn)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)其空間分布和隨時(shí)間的變化進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估具有重要理論與現(xiàn)實(shí)意義。
　　華北電力大學(xué)核反應(yīng)堆物理與屏蔽研究所針對(duì)水冷反應(yīng)堆主冷卻回路中的腐蝕產(chǎn)物輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行了深入的研究，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)程序CATE。模型較為的全面考慮了流動(dòng)傳質(zhì)、沉積、沉淀、溶解、結(jié)晶、侵蝕、凈化、活化、衰變和同位素交換過(guò)程，但是原始

2、模型中部分關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)值，如腐蝕產(chǎn)物溶解度、流動(dòng)傳質(zhì)系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)及水熱物性參數(shù)（密度、動(dòng)力粘度、導(dǎo)熱系數(shù)和介電常數(shù)）等，仍需使用者輸入，這大大限制了程序的功能和應(yīng)用范圍。
　　為使程序能自主計(jì)算這些參數(shù)，需要確定這些參數(shù)的計(jì)算方法。經(jīng)過(guò)深入調(diào)研，對(duì)于腐蝕產(chǎn)物溶解度，我們根據(jù)吉布斯自由能最小化原理，使用平衡常數(shù)法結(jié)合活度修正理論進(jìn)行計(jì)算;對(duì)于主冷卻回路中的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)使用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式進(jìn)行計(jì)算;對(duì)于溶解腐蝕產(chǎn)物和顆粒物在溶液中的

3、擴(kuò)散系數(shù)分別使用Nernst-Einstein方程和Stocks-Einstein方程進(jìn)行計(jì)算;對(duì)于在計(jì)算上述參數(shù)的過(guò)程中用到的水的密度、動(dòng)力粘度、導(dǎo)熱系數(shù)和介電常數(shù)數(shù)值，使用IAPWS-IF97水熱物性公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于腐蝕速率，溶解、結(jié)晶系數(shù)和侵蝕系數(shù)這些目前還未實(shí)現(xiàn)依靠計(jì)算得到準(zhǔn)確數(shù)值的參數(shù)，我們也對(duì)目前積累的數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)的規(guī)律進(jìn)行了整理匯總，以期為相關(guān)參數(shù)的估算和后續(xù)研究提供參考。
　　上述參數(shù)計(jì)算模塊被整合進(jìn)CATE程序，