輕水堆核電廠嚴重事故現象學

《輕水堆核電廠嚴重事故現象學》是2016年10月國防工業出版社出版的圖書，作者是蘇光輝。

基本介紹

• 中文名：輕水堆核電廠嚴重事故現象學
• 作者：蘇光輝
• 出版時間：2016年10月
• 出版社：國防工業出版社
• 頁數：417 頁
• ISBN：9787118104677
• 定價：128 元
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• 版次：1
• 千字數：525

內容簡介

本書是一部系統介紹輕水堆核電廠嚴重事故相關機理及現象學的專著，匯集了作者及其課題組多年來在嚴重事故領域的研究成果。同時，為了儘可能全面反映國際研究動態，書中也介紹了其他研究者的成果。本書共分為13 章，其中：第1、2 章對核電廠嚴重事故及其歷史進行了回顧；第3 章至第9 章詳細介紹了嚴重事故進程中的各種現象學及相應的理論和實驗研究；第10、11 章對嚴重事故後的管理和評價方法進行了介紹；第12 章對國內外嚴重事故分析程式進行了系統的分析和總結；第13 章整理給出了核電廠及相關核動力系統嚴重事故分析過程中需要的各種材料的熱物性。

本書有助於提高對核電廠嚴重事故的認識水平，增強對核安全的重視。本書可供核電廠設計和研究單位開展相關工作時參考，也可以作為核電廠相關專業研究生課程的教材。

作者簡介

蘇光輝，西安交通大學能源與動力工程學院教授，工學博士，博士生導師。主要研究方向：核反應堆嚴重事故分析及安全分析、核反應堆熱工水力、核動力裝置穩態和瞬態熱工水力安全特性的數值計算；汽液兩相流動與沸騰傳熱的實驗研究和數值分析計算；液態金屬單相和沸騰傳熱特性的實驗研究和理論分析等。2006年入選教育部新世紀人才，2010年起享受國務院特殊津貼，2011年“國家自然科學基金傑出青年基金”獲得者，2012年被評為教育部創新團隊帶頭人。

圖書目錄

符號表1

部分縮略詞4

第1章核電廠嚴重事故概述7

參考文獻14

第2章輕水堆核電廠機率安全評價及重大安全事故簡介18

2.1核電廠機率安全評價18

2.1.1核電廠安全性兩種評價方法的比較18

2.1.2WASH140019

2.1.3機率安全分析的基本概念20

2.2三哩島核電廠事故23

2.2.1三哩島核電廠簡介23

2.2.2事故過程分析24

2.2.3事故影響26

2.3車諾比核電廠事故26

2.3.1車諾比核電廠簡介27

2.3.2事故過程分析28

2.3.3事故影響29

2.4福島核電廠事故30

2.4.1福島核電廠簡介30

2.4.2事故過程31

2.4.3事故影響33

參考文獻34

第3章事故早期堆芯行為36

3.1事故早期堆芯應力特性36

3.1.1國內外研究現狀36

3.1.2燃料元件應力特性分析38

3.2堆芯再淹沒特性44

3.2.1燃料元件再淹沒的物理過程44

3.2.2再淹沒過程傳熱模型45

參考文獻50

第4章堆芯氧化和熔化行為52

4.1堆芯氧化行為52

4.1.1鋯水反應52

4.1.2不鏽鋼和水的反應62

4.1.3B4C在蒸汽中的氧化63

4.1.4包殼腫脹及破裂64

4.2堆芯熔化過程66

4.2.1堆內材料相變69

4.2.2控制棒及結構材料的熔化和再定位76

4.2.3燃料棒熔化及再定位77

4.2.4熔融池中熔融物在下腔室中的再定位81

4.2.5脆化的堆芯材料在再灌水階段發生碎裂82

參考文獻83

第5章堆芯碎片床的形成及冷卻85

5.1堆芯碎片床的形成和分類85

5.2堆芯碎片床的再淹沒88

5.3堆芯碎片床的冷卻90

5.4熱斑形成遷徙和消失過程94

5.4.1碎片床形成實驗97

5.4.2碎片床蒸汽冷卻實驗98

5.4.3碎片床水冷卻實驗103

參考文獻105

第6章蒸汽爆炸10

8

6.1蒸汽爆炸過程108

6.1.1粗混合過程109

6.1.2蒸汽爆炸觸發110

6.1.3傳播過程111

6.1.4膨脹過程112

6.2蒸汽爆炸理論研究112

6.2.1蒸汽爆炸程式112

6.2.2基本數學物理模型114

6.2.3熔融物凝固模型116

6.2.4粗混合階段碎裂模型118

6.2.5爆炸膨脹階段碎裂模型118

6.2.6粗混合階段帶表面凝固層熔融物顆粒的碎裂準則1

19

6.2.7爆炸膨脹階段帶表面凝固層熔融物顆粒的碎裂準則120

6.2.8求解方法及步驟122

6.3蒸汽爆炸實驗計算分析123

6.3.1蒸汽爆炸實驗123

6.3.2KS2粗混合階段計算驗證128

6.3.3KS2爆炸膨脹階段計算驗證129

6.4壓力容器外部蒸汽爆炸特性分析130

6.5蒸汽爆炸二維分析計算135

6.5.1粗混合階段二維計算分析136

6.5.2爆炸階段二維計算分析139

參考文獻144

第7章堆芯熔融物換熱特性及熔融物堆內保持148

7.1熔融池換熱特性148

7.1.1COPRA實驗151

7.1.2LIVEL4實驗158

7.1.3LIVEL4實驗快速計算模型162

7.1.4LIVEL4實驗數值計算模型168

7.2熔融物堆內保持特性174

7.2.1熔融池最終包絡狀態178

7.2.2IVRASA簡介180

7.3壓力容器內窄縫通道換熱特性193

7.3.1矩形窄縫換熱特性195

7.3.2球形窄縫換熱特性199

7.3.3環形窄縫換熱特性202

7.4壓力容器外部流動換熱特性205

7.4.1水平面朝下加熱傳熱現象205

7.4.2半球面朝下加熱傳熱現象207

7.5納米流體增強IVR特性212

7.5.1納米流體流動沸騰氣泡動力學215

7.5.2納米流體池式沸騰氣泡動力學219

參考文獻222

第8章安全殼內事故過程230

8.1堆芯熔融物與混凝土反應230

8.1.1MCCI實驗231

8.1.2MCCI分析程式介紹234

8.2安全殼直接加熱236

8.2.1安全殼直接加熱現象學237

8.2.2腔室內的現象238

8.2.3相關法規241

8.3氫氣行為分析241

8.3.1氫氣的產生242

8.3.2安全殼內氫氣分布242

8.3.3氫氣燃燒和爆炸243

8.3.4氫氣緩解措施及管理策略245

8.3.5氫氣爆炸實驗246

參考文獻248

第9章事故源項252

9.1引言252

9.2裂變產物總量及變化253

9.2.1裂變產物的產生253

9.2.2穩定裂變產物的特性255

9.2.3放射性裂變產物的特性255

9.2.4燃料中裂變產物的物理化學狀態256

9.3壓力容器內裂變產物釋放256

9.3.1裂變氣體釋放現象256

9.3.2裂變產物釋放實驗項目259

9.3.3計算模型和程式262

9.3.4裂變產物釋放研究的相關結論和發展要求264

9.4裂變產物在反應堆主冷卻系統中的輸運2

65

9.4.1物理化學效應265

9.4.2氣溶膠物理動力學的基本過程265

9.4.3粒度分布原理266

9.4.4反應堆主冷卻系統內現象的簡介267

9.4.5反應堆主冷卻系統的輸運模型275

9.4.6輸運模型的發展方向276

9.5安全殼旁路276

9.5.1背景276

9.5.2現象學277

9.5.3研究現狀280

9.6壓力容器外裂變產物的釋放280

9.6.1現象學281

9.6.2壓力容器外的裂變產物/氣溶膠釋放實驗281

9.6.3模型和程式283

9.7安全殼內裂變產物的輸運284

9.7.1現象學284

9.7.2基本過程建模286

9.7.3緩解措施291

9.8放射性核素在大氣中的擴散機理293

9.8.1高斯模式293

9.8.2拉格朗日粒子模式295

9.9MIDAC劑量模型299

9.9.1概述299

9.9.2廠內劑量率計算(點源法)301

9.9.3廠內劑量率計算(DCF法)304

9.9.4廠外劑量率計算306

9.9.5算例分析310

參考文獻312

第10章嚴重事故堆芯損傷程度評價320

10.1引言320

10.1.1事故過程中堆芯損傷狀態321

10.1.2堆芯損傷評價與應急計畫的關係322

10.2事故過程參數和堆芯損傷程度的關係32

4

10.2.1堆芯溫度324

10.2.2壓力殼內的水位328

10.2.3氫產量329

10.2.4裂變產物釋放330

10.2.5裂變產物的取樣分析338

10.2.6可用於堆芯狀態評價參數總結339

10.3堆芯損傷評價方法340

10.3.1CDAM簡介340

10.3.2TECDOC955簡介341

10.3.3SESAME簡介342

10.3.4CDAG簡介343

參考文獻344

第11章嚴重事故管理導則346

11.1簡介346

11.2SAMG概述348

11.2.1目標348

11.2.2原則348

11.2.3範圍349

11.2.4決策流程349

11.2.5分析349

11.3邏輯框架351

11.4主控室嚴重事故管理導則352

11.5TSC嚴重事故診斷353

11.6TSC嚴重事故管理導則357

11.6.1SAG357

11.6.2SCG362

11.6.3SAEG363

11.7計算輔助364

11.8SAMG與EOP/EP接口367

11.8.1EOP/SAMG的接口367

11.8.2SAMG/EP的接口368

參考文獻368

第12章嚴重事故分析軟體370

12.1系統性分析程式370

12.2機理性分析程式371

12.3單一功能分析程式373

12.4系統性程式MIDAC的套用實例374

12.4.1MIDAC程式簡介375

12.4.2反應堆嚴重事故分析模型378

12.4.3計算結果及分析381

參考文獻389

第13章嚴重事故分析熱物性391

13.1二氧化鈾及混合氧化物391

13.1.1熔化溫度和熔化潛熱391

13.1.2比定壓熱容和焓392

13.1.3熱導率392

13.1.4輻射係數393

13.1.5熱膨脹率和密度393

13.1.6黏度394

13.2鈾合金394

13.2.1比定壓熱容和焓394

13.2.2熱導率395

13.2.3熱膨脹率和密度395

13.3鋯合金396

13.3.1熔化和相變溫度396

13.3.2比定壓熱容和焓396

13.3.3熱導率397

13.3.4熱膨脹率和密度398

13.4鋯合金氧化物398

13.4.1熔化和相變溫度398

13.4.2比定壓熱容和焓399

13.4.3熱導率400

13.4.4熱膨脹率和密度400

13.5控制棒材料401

13.5.1熔化溫度401

13.5.2比定壓熱容和焓401

13.5.3熱導率401

13.5.4熱膨脹率和密度402

13.6不鏽鋼氧化物402

13.6.1比定壓熱容和焓402

13.6.2熱導率403

13.6.3熱膨脹率和密度403

13.7中子吸收劑404

13.7.1熔化溫度404

13.7.2比定壓熱容和焓404

13.7.3熱導率405

13.7.4熱膨脹率和密度405

13.7.5表面張力406

13.7.6黏度406

13.8鎘407

13.8.1比定壓熱容407

13.8.2熱導率407

13.8.3密度407

13.8.4焓408

13.9定位格架408

13.9.1熔化溫度408

13.9.2焓408

13.9.3熱導率409

13.9.4密度409

13.10鋯鈾化合物409

13.10.1比定壓熱容和焓409

13.10.2熱導率410

13.10.3熱膨脹率410

13.10.4ZrUO混合物摩擦係數410

13.10.5ZrUO混合物表面張力410

13.10.6ZrUO混合物黏度410

13.10.7ZrUO混合物熔化潛熱411

13.10.8熱膨脹係數411

13.11不凝結氣體411

13.11.1比定壓熱容411

13.11.2熱導率412

13.11.3黏度413

參考文獻413