核安全壳内氢气风险缓解措施的数值研究

摘要

核电事故中发生失水或者融堆事故时,大量水蒸汽和氢气会产生并释放到安全壳当中.氢气由于对流和浮力等扩散作用会富集在一定区域,从而会产生爆炸可能并破坏安全壳结构的完整性.为避免该类事故出现,壳内需要安装氢气复合器和点火器以降低氢气的浓度.本文主要使用fluent软件对Battelle Model Containment(BMC)安全壳内氢气、水蒸汽和空气的混合气体进行数值计算.通过Fluent UDF方法添加冷凝模式、点火器模式和复合器模型,计算了氢气从释放到扩散的过程,并分别对比单一的点火器、单一的复合器和联合点火/复合器等有三种消氢方式所具有的特点,其中联合消氢方式具有快速并将氢气浓度降到最低的优点.这些数值研究将会对氢气风险的预测和消氢装置的安放具有一定的参考意义,同时为下一步研究燃烧作用下气体对安全壳的结构响应提供作用力条件.