混合傳導

混混合傳導模型是描述腐蝕產物活化、遷移及沉積的巨觀輸運過程，也用於描述材料的微觀腐蝕過程。

基本介紹

• 中文名：混合傳導
• 用途：描述材料的微觀腐蝕過程
• 性質：產物活化、遷移及沉積

研究背景及研究現狀

隨著AP1000核電技術的引進消化吸收，反應堆一迴路冷卻劑加鋅技術也首次引入到國內。因此，自主研究一迴路冷卻劑加鋅技術對系統結構材料氧化膜特徵的影響及其作用機理，進一步獲得加鋅技術對一迴路結構材料腐蝕產物遷移、活化過程的影響具有重要的理論和工程實際意義。國外電廠運行經驗表明，反應堆冷卻劑中鋅的添加能夠減少一迴路結構材料的持續腐蝕從而減少腐蝕產物釋放和腐蝕積垢物/沉積引起的電廠劑量率。國外在反應堆一迴路冷卻劑加鋅技術以及腐蝕活化遷移方面均做了大量的研究：不僅有分析加鋅對微觀尺度的材料表面氧化層生長機理影響的研究，也有巨觀尺度的對反應堆一迴路腐蝕產物遷移活化過程的經驗、半經驗模型的研究。前者如目前國際腐蝕微觀定量計算研究領域前沿的“混合傳導模型”（MCM）；而後者目前在核工程比較發達的美國、法國、日本等都有自己相應的源項計算模型，如日本開發的ACE－II模型、韓國開發的CRUDTRAN 模型、捷克的電腦程式DISER、匈牙利的開發的RADTRAN、法國開發的PACTOLE模型等。然而，前者側重於機理性研究，很難在工程實踐中直接套用；後者大多為經驗模型，在描述腐蝕微觀機理方面存在一定缺陷，並且目前還沒有涉及加鋅過程的反應堆一迴路腐蝕產物的遷移活化半經驗模型得到發表。的研究目標正是聯合微觀MCM 模型與巨觀輸運模型以獲得能夠定量評估加鋅對一迴路放射性水平分布影響的模型。

系統分區與分區節點

為了定量描述一迴路系統內腐蝕產物的產生、釋放、遷移與沉積，對一迴路系統進行分區化處理。針對AP1000型核電站一迴路系統特性，綜合考慮系統內結構材料、流動狀態、溫度、中子通量等條件，將一迴路分為45個區。其中堆芯區域分割成16個區（包含上下腔室堆內構件以及燃料），每台蒸汽發生器分割為9個區（包含出入口腔室以及一次側傳熱管），每一冷/熱管段、每台主泵以及穩壓器均各簡化為1個區。在每個分區中分別考慮基底金屬、內氧化層、外氧化層、沉積層、冷卻劑中顆粒物、冷卻劑中可溶離子和過濾這七個節點的相互作用。在具體進行節點質量平衡計算時，把過濾淨化效應作為一個恆定係數考慮，把MCM 模型作為一整個巨觀節點考慮。

混合傳導的節點間遷移建模

腐蝕產物在冷卻劑中以溶解腐蝕產物和顆粒物腐蝕產物的形式存在。在反應堆正常運行情況下，一般認為一迴路中水化學狀況穩定，因此僅考慮由於溫度造成的溶解度不同而形成的兩種形式腐蝕產物的相互轉化，即在溶解腐蝕產物過飽和區域，溶解腐蝕產物開始析出，形成顆粒物腐蝕產物；在溶解腐蝕產物欠飽和區域，顆粒物腐蝕產物開始溶解，轉化成溶解腐蝕產物。通常運行一段時間後腐蝕產物總量總大於它們在冷卻劑中的總飽和度，因此腐蝕產物在相應冷卻劑溫度下通常是飽和的。故在節點相互作用中不考慮顆粒物的溶解過程。