氢气爆燃作用下核电站安全壳力学响应数值模拟分析

在核电站严重事故中,由氢气爆燃产生的压力载荷会危及安全壳完整性致其失效,进而造成放射性物质泄漏的严重危害。通过ANSYS/Fluent有限元数值模拟软件,建立了安全壳有限元模型,并对安全壳内氢气爆燃过程以及其力学特性进行了数值模拟研究,获得了氢气爆炸过程中的超压值、升压速率、安全壳变形以及压应力分布。结果表明:爆燃波传递引起压强升高,火焰阵面处压强最高,爆燃波所经区域超压疾速上升随后快速下降;爆燃作用下,顶部壳体和下部筒体连接区域混凝土位移最大,最大压应力也集中分布在该区域,最易受到破坏。获得的结论可为安全壳结构抗爆设计和安全性研究提供理论参考。     

隧道内甲醇液体蒸发及蒸气扩散规律数值模拟分析

为了研究隧道内甲醇液体蒸发及蒸气扩散规律,应用CFD方法进行了研究,分析了隧道内甲醇蒸气浓度分布规律。结果表明:浅液池上方、车辆底部及两侧位置出现甲醇蒸气的积聚,蒸气浓度分层具有一定的规律性,纵截面浓度分层较明显;甲醇蒸气主要分布于隧道中下部位置,尤其在距离地面1 m以下的空间,在泄漏源上方、车辆底部、车辆两侧均可能出现蒸气接近或超过爆炸极限的区域;隧道内障碍车辆底部和两侧较低位置蒸气产生积聚,同时车辆也阻碍了蒸气向对侧隧道口的扩散。     

隧道内通风及障碍物对甲醇蒸气扩散的影响分析

为了研究环境条件对甲醇蒸气扩散以及危险区域的影响,应用CFD方法对隧道内甲醇蒸气的扩散进行模拟。结果表明:隧道内通风能够避免泄露区域产生蒸气积聚;障碍物位于泄漏源的上风向时,通过障碍物的紊乱风流携带作用较强,使甲醇蒸气在下游空间的分布更广,形成的危险区域也较大;障碍物较多时,隧道内的流场紊乱程度较大,气流的携带作用和障碍物间的蒸气积聚作用较强,导致蒸气分布范围广且规律性差;在通风与障碍物的综合影响作用下,甲醇蒸气扩散和分布主要集中于隧道的中下部,上部稳定的气流使蒸气不易产生积聚。