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严重事故下原型熔融物实验研究

黎阳 宫厚军 郭可蓉 胡钰文 杨生兴 昝元峰 杨祖毛 黄彦平

黎阳, 宫厚军, 郭可蓉, 胡钰文, 杨生兴, 昝元峰, 杨祖毛, 黄彦平. 严重事故下原型熔融物实验研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 240-246. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0240
引用本文: 黎阳, 宫厚军, 郭可蓉, 胡钰文, 杨生兴, 昝元峰, 杨祖毛, 黄彦平. 严重事故下原型熔融物实验研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 240-246. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0240
Li Yang, Gong Houjun, Guo Kerong, Hu Yuwen, Yang Shengxing, Zan Yuanfeng, Yang Zumao, Huang Yanping. Experimental Study on Prototype Melt under Severe Accident[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 240-246. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0240
Citation: Li Yang, Gong Houjun, Guo Kerong, Hu Yuwen, Yang Shengxing, Zan Yuanfeng, Yang Zumao, Huang Yanping. Experimental Study on Prototype Melt under Severe Accident[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 240-246. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0240

严重事故下原型熔融物实验研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0240
基金项目: 国家重点研发计划—熔池形态演化机理研究(2018YFB1900104)
详细信息
    作者简介:

    黎 阳(1984—),男,博士研究生,现主要从事反应堆热工水力和安全分析方面研究,E-mail: ttkltthy@126.com

    通讯作者:

    宫厚军,E-mail: ghjtsing@126.com

  • 中图分类号: TL333

Experimental Study on Prototype Melt under Severe Accident

  • 摘要: 为研究严重事故条件下压力容器下封头熔融池分层行为,需将原型熔融物熔化为液态开展实验。本研究采用CESEF实验装置,使用电磁冷坩埚技术熔化原型熔融物,最高装料量为5000 g,最高温度为3000℃。配套的高频电源功率为400 kW,频率为100 kHz。针对华龙一号堆芯熔融物组分开展实验研究,研究发现熔融池出现了明显的分层,一层为金属层,一层为氧化层。通过对金属层和氧化层不同位置取样分析,发现金属层中主要为不锈钢成分、部分U和Zr,氧化层主要为亚氧化状态的U、Zr和O,其他含量很少。

     

  • 图  1  CESEF实验装置流程图

    Figure  1.  Schematic Diagram of CESEF Experimental Device

    图  2  电磁冷坩埚结构示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Electromagnetic Cold Crucible Structure

    图  3  原型熔融物的装料方式

    Figure  3.  Charging Pattern of Prototype Melt

    图  4  熔融物熔化过程

    Figure  4.  Melting Process of Molten Material

    图  5  实验过程测量参数曲线图

    Figure  5.  Curve of Measurement Parameters in Experiment

    图  6  熔融铸锭的形貌

    Figure  6.  Morphology of Molten Ingots

    图  7  不同工况熔融池铸锭剖面图

    Figure  7.  Cross Section View of Molten Pool Ingot under Different Conditions

    图  8  不同工况下熔融池氧化层微观图

    Figure  8.  Microscopic View of Oxidation Layer in Molten Pool         

    图  9  不同工况下熔融池金属层微观图

    Figure  9.  Microscopic View of Metal Layer in Molten Pool

    图  10  SEM/EEDS面扫结果

    Figure  10.  SEM/EDS Scanning Results

    表  1  实验工况表

    Table  1.   Experimental Conditions

    工况$m_{{\rm{UO}}_2} $/g$m_{{\rm{ZrO}}_2} $/gmZr/gmSS/gRU/ZrCn/%Xss/%
    12300233.16402.51551.36305
    22300233.16402.57341.363015
    32300233.16402.510001.363025
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    表  2  不同样品各元素含量  %

    Table  2.   Content of Various Elements in Different Samples

    位置序号UZrOFeCrNi总量
    1-119.9725.6853.710.240.230.18100.01
    1-219.8123.1655.810.650.180.3899.99
    1-321.9422.4954.111.210.170.08100.00
    1-414.1622.1827.5527.994.493.63100.00
    2-121.0913.4764.930.010.260.24100.00
    2-24.7113.5114.7548.9411.546.55100.00
    3-119.7414.8965.38000100.01
    3-221.4716.4061.370.160.040.56100.00
    3-35.417.3120.2949.1211.356.52100.00
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-28
  • 修回日期:  2023-02-20
  • 刊出日期:  2023-08-15

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