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包殼相關(guān)行為對(duì)嚴(yán)重事故進(jìn)程的影響分析

2022-08-05 02:16袁顯寶石強(qiáng)張彬航魏靖宇張永紅周建軍郭盼
科學(xué)技術(shù)與工程 2022年19期
關(guān)鍵詞:包殼破口堆芯

袁顯寶, 石強(qiáng), 張彬航*, 魏靖宇, 張永紅, 周建軍, 郭盼

(1.三峽大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院, 宜昌 443002; 2.湖北省水電機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與維護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 宜昌 443002)

核電站嚴(yán)重事故下,鋯合金包殼與水反應(yīng)是安全殼內(nèi)氫氣的主要源項(xiàng)。2011年,海嘯沖破了日本福島第一核電站發(fā)生的防御設(shè)備,導(dǎo)致廠(chǎng)內(nèi)交直流電源喪失,地震及海嘯造成的嚴(yán)重破壞導(dǎo)致外部援助無(wú)法到達(dá),堆芯失去冷卻,導(dǎo)致此次嚴(yán)重事故[1]。事故后期發(fā)生數(shù)次氫氣爆炸現(xiàn)象,造成最后一道安全屏障破壞。包殼行為主要包括外側(cè)鋯合金與水反應(yīng),內(nèi)側(cè)熔融液鋯與二氧化鈾的共晶反應(yīng)。破口事故中,燃料包殼迅速升溫會(huì)引起嚴(yán)重后果[2]。因此,對(duì)包殼行為進(jìn)行研究是非常有必要的。石興偉等[3]研究發(fā)現(xiàn)二氧化鈾與二氧化鋯共晶反應(yīng)能夠加速燃料和包殼的失效,促進(jìn)堆芯損壞進(jìn)程加速;Zhu等[4]應(yīng)用移動(dòng)粒子半隱式方法開(kāi)發(fā)共晶反應(yīng)模型,發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)堆嚴(yán)重事故期間,共晶反應(yīng)可以導(dǎo)致燃料包殼的低溫熔化和堆芯結(jié)構(gòu)失效;文獻(xiàn)[5-7]在Prater-Courtright原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,與其他試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,考慮了蒸汽不足和β-Zr氧化后轉(zhuǎn)化成α-Zr(O)時(shí)氧化速率變慢的現(xiàn)象,以及不同氧化層中的溫度梯度和氧的擴(kuò)散系數(shù),并給出了溫度在1 800 K以上的最佳擬合關(guān)系式;石興偉等[8]對(duì)目前廣泛使用的鋯水反應(yīng)氧化模型進(jìn)行評(píng)述,得出Cathcart-Pawel & Volchek-Zvonarev的氧化模型在包殼溫度預(yù)測(cè)以及產(chǎn)氫量等方面與試驗(yàn)測(cè)量保持一致,且準(zhǔn)確性高于其余模型。上述研究分別針對(duì)包殼共晶反應(yīng)以及不同鋯水反應(yīng)氧化模型進(jìn)行了研究,但是對(duì)于包殼相關(guān)行為對(duì)嚴(yán)重事故進(jìn)程影響的研究較少?,F(xiàn)使用一體化嚴(yán)重事故分析程序,對(duì)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電廠(chǎng)進(jìn)行建模,在發(fā)生全場(chǎng)斷電疊加熱管段破口事故下,研究包殼行為對(duì)嚴(yán)重事故進(jìn)程的影響。

1 程序介紹

針對(duì)典型百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站進(jìn)行建模,如圖1所示為一回路系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)圖。一體化嚴(yán)重事故分析程序?qū)⒄麄€(gè)一回路分為破口環(huán)路和未破口環(huán)路。發(fā)生事故的環(huán)路稱(chēng)為破口環(huán)路,且破口環(huán)路上有穩(wěn)壓器。未破口環(huán)路包括熱管段、蒸汽發(fā)生器(熱段傳熱管、冷段傳熱管)、過(guò)渡段和冷管段。破口環(huán)路包括熱管段、蒸汽發(fā)生器(熱段傳熱管、冷段傳熱管)、過(guò)渡段、冷管段和穩(wěn)壓器。

圖2為堆芯節(jié)點(diǎn)圖,核電站的堆芯模型是為了模擬堆芯內(nèi)的熱工水力相應(yīng),含有堆芯邊界內(nèi)的氣液兩相及三相流以及嚴(yán)重事故序列中所有階段的堆芯構(gòu)件相應(yīng)。堆芯節(jié)點(diǎn)的劃分比其他節(jié)點(diǎn)更復(fù)雜,建模中該部分的參數(shù)通常用于定義反應(yīng)堆的輸入?yún)?shù)。

堆芯分為七個(gè)徑向環(huán)和十三個(gè)軸向?qū)?。堆芯軸向上共有十三層,分為十層堆芯活性區(qū)與三層非活性區(qū),其中的三層非活性區(qū)有一個(gè)在頂部,分別為堆芯上部隔板和上部氣體腔室;有兩個(gè)在底部為堆芯下部支撐板和下部氣體腔室與下部隔板。

圖1 一回路系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)圖Fig.1 Nodalization of one-loop system

圖2 堆芯節(jié)點(diǎn)圖Fig.2 Nodalization of core

2 事故假設(shè)與模型介紹

2.1 事故假設(shè)

對(duì)于全場(chǎng)斷電疊加不同尺寸熱管段破口事故,做出如下事故假設(shè)。

(1)0時(shí)刻,發(fā)生全場(chǎng)斷電疊加破口事故。

(2)破口直徑劃分為4 cm(小破口)、13 cm(中破口)、30 cm(大破口)[9]。并分別命名為SBO1、SBO2、SBO3。

(3)破口事故發(fā)生位置為熱管段。

(4)破口高度(相對(duì)壓力容器底部)為8.095 m。

(5)當(dāng)堆芯出口溫度超過(guò)650 ℃時(shí),開(kāi)啟穩(wěn)壓器安全閥。

(6)當(dāng)換料水箱水位低于2.7 m限值時(shí),開(kāi)啟循環(huán)泵。

嚴(yán)重事故運(yùn)行時(shí)間為25 000 s,最大計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為0.5 s。

2.2 鋯水反應(yīng)精細(xì)化計(jì)算模型

嚴(yán)重事故中,鋯合金包殼與水蒸氣劇烈的氧化反應(yīng)會(huì)對(duì)堆芯產(chǎn)生嚴(yán)重后果。鋯水反應(yīng)計(jì)算過(guò)程,根據(jù)現(xiàn)在很多的測(cè)試結(jié)果和Zr-O相圖顯示,相轉(zhuǎn)換點(diǎn)約為1 773 K(四方相ZrO2開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较郱rO2)[10]。

本文中采用的計(jì)算模型,Cathcart-Pawel式與溫度在1 773 K以下的鋯合金包殼氧化分離實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)吻合較好[5];Volchek等[6]對(duì)溫度為1 800~2 400 K的鋯合金包殼-蒸汽氧化數(shù)據(jù)進(jìn)行整理評(píng)估,并充分考慮了不同氧化層溫度梯度變化和蒸汽不足的情況,得到了一份最佳擬合關(guān)系式。根據(jù)溫度范圍,將模型分為低溫段(T<1 773 K)、高溫段(T>1 800 K),溫度在1 773~1 800 K之間為過(guò)渡段,采用線(xiàn)性插值計(jì)算,詳細(xì)模型見(jiàn)表1。

表1 氧化速率常數(shù)關(guān)系式

2.3 包殼共晶模型

嚴(yán)重事故下,鋯合金包殼與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化鋯層,在燃料與包殼接觸良好的情況下,當(dāng)包殼溫度達(dá)到鋯的液化溫度時(shí),則會(huì)發(fā)生包殼的共晶反應(yīng)。同時(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下。

(1)二氧化鈾燃料熔化在熔融的液鋯中。

(2)二氧化鋯熔化在熔融的液鋯中,在熔融區(qū)域有U-Zr-O生成。

二氧化鈾芯塊內(nèi)的溶解長(zhǎng)度δu(m)服從霍夫曼動(dòng)力學(xué)關(guān)系式所示的拋物線(xiàn)定律[11],即

(1)

Ku=0.104e-3.103 95×108/(RT)

(2)

式中:Ku為二氧化鈾在熔融液鋯中的溶解速率;t為時(shí)間,s;R為理想氣體常數(shù);T為包殼溫度,K。

同理,可以得到二氧化鋯在熔融液鋯中的溶解速率為

(3)

3 計(jì)算分析

3.1 事故分析

選取破口面積為0.7 m2的大破口疊加全場(chǎng)斷電事故對(duì)鋯水反應(yīng)精細(xì)化計(jì)算模型進(jìn)行驗(yàn)證(Baker-Just代表原有的鋯水反應(yīng)模型,Volchek-Zvonarev代表修改后的鋯水反應(yīng)模型,E為開(kāi)啟共晶模型)

圖3所示為堆芯產(chǎn)氫量變化曲線(xiàn),可以看出,共晶模型開(kāi)啟/關(guān)閉兩種狀態(tài)下,兩組數(shù)據(jù)堆芯產(chǎn)氫量有較大差異。開(kāi)啟共晶模型狀態(tài)下,包殼部分鋯合金由于鋯水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化鋯,當(dāng)達(dá)到共晶反應(yīng)條件時(shí),部分二氧化鋯將熔化在熔融的液鋯中。因此關(guān)閉共晶反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣約為720 kg,比開(kāi)啟共晶反應(yīng)多大約420 kg。對(duì)比開(kāi)啟共晶模型后,兩段堆芯產(chǎn)氫量變化曲線(xiàn),Baker-Just模型堆芯產(chǎn)氫量最終為297.3 kg, Volchek-Zvonarev模型堆芯產(chǎn)氫量最終為273.2 kg,模型修改后,堆芯產(chǎn)氫量減少了24.1 kg。兩段曲線(xiàn)主要差異出現(xiàn)在2 500 s以后,此時(shí)由于堆芯熱量積累,結(jié)合圖4堆芯最高溫度變化曲線(xiàn),由于模型的主要差異在于高溫下鋯水反應(yīng)速率不同,Volchek-Zvonarev模型由于考慮不同氧化層溫度梯度變化和蒸汽不足的情況,產(chǎn)氫速率較Baker-Just模型低。結(jié)合圖5中堆芯液位變化曲線(xiàn),在2 000 s附近,滿(mǎn)足換料水箱開(kāi)啟條件時(shí),循環(huán)泵開(kāi)始運(yùn)行,堆芯液位降低速度變慢,液位出現(xiàn)小幅上升,隨后堆芯液位持續(xù)下降。

關(guān)閉共晶模型后,堆芯產(chǎn)氫量約為720 kg,兩模型產(chǎn)氫量變化曲線(xiàn)主要從2 700 s出現(xiàn)差異,結(jié)合圖5堆芯最高溫度變化圖,在2 700 s附近,此時(shí)堆芯最高溫度達(dá)到峰值,隨后,堆芯溫度一直維持在最高溫度。Volchek-Zvonarev模型在高溫段鋯水反應(yīng)速率較Baker-Just 模型偏低,因此到鋯水反應(yīng)結(jié)束,修改后的模型堆芯產(chǎn)氫量一直低于Baker-Just模型。但是,由于沒(méi)有共晶反應(yīng),參與鋯水反應(yīng)的鋯合金總量相同,最終堆芯總產(chǎn)氫量基本相同。

圖3 堆芯產(chǎn)氫量Fig.3 Hydrogen production in core

圖4 堆芯最高溫度變化曲線(xiàn)Fig.4 Core maximum temperature change curve

圖5 堆芯液位變化曲線(xiàn)Fig.5 Core level change curve

設(shè)置共晶反應(yīng)模型開(kāi)啟/關(guān)閉兩種狀態(tài),通過(guò)對(duì)全場(chǎng)斷電疊加破口事故主要事件的發(fā)生時(shí)間順序進(jìn)行計(jì)算,表2列舉了全場(chǎng)斷電疊加熱管段不同破口事故主要事件的發(fā)生時(shí)間序列(E代表開(kāi)啟共晶模型)。

在圖2堆芯節(jié)點(diǎn)圖中,選擇徑向第一列,由上至下分別選取軸向第11、9、8、5層的四個(gè)節(jié)點(diǎn),依次編號(hào)為節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)4。圖6~圖11分別為全場(chǎng)斷電疊加小、中、大破口事故下堆芯節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。

以圖6與圖7為例分析曲線(xiàn)變化,所有節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)相似,從0~5 000 s,節(jié)點(diǎn)溫度先上升至某一峰值,由于是小破口事故,冷卻劑流失較慢,安注箱等設(shè)備可在短時(shí)間內(nèi)緩解嚴(yán)重事故進(jìn)程,降低堆芯溫度。隨著事故進(jìn)行,堆芯得不到有效冷卻,堆芯溫度會(huì)繼續(xù)上升直至堆芯熔毀,熔融物進(jìn)入下腔室,最終導(dǎo)致壓力容器失效。

對(duì)比圖6與圖7,節(jié)點(diǎn)3為堆芯熔化較嚴(yán)重的一個(gè)節(jié)點(diǎn),在0~10 000 s這段時(shí)間,圖6中節(jié)點(diǎn)3峰值溫度為3 000 K,較圖7節(jié)點(diǎn)3峰值溫度2 650 K高350 K,這是由于開(kāi)啟共晶反應(yīng),包殼中部分鋯合金由于共晶反應(yīng)的消耗,參與鋯水反應(yīng)的鋯合金總量較開(kāi)啟共晶反應(yīng)少,因此關(guān)閉共晶反應(yīng),堆芯鋯水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量更多,假設(shè)堆芯衰變熱相同,集熱效應(yīng)使得關(guān)閉共晶反應(yīng)時(shí)節(jié)點(diǎn)溫度相對(duì)更高。因此,開(kāi)啟共晶反應(yīng)緩解了堆芯節(jié)點(diǎn)溫度快速上升。

通過(guò)對(duì)比圖6與圖7中四個(gè)節(jié)點(diǎn)最終熔毀時(shí)間可以得出,開(kāi)啟共晶反應(yīng)后節(jié)點(diǎn)熔毀時(shí)間較關(guān)閉共晶反應(yīng)有明顯延長(zhǎng)。由于共晶反應(yīng)的存在,使得堆芯熔化過(guò)程中形成復(fù)雜的共晶氧化物,將堆芯熔化變成了一個(gè)非連續(xù)、非線(xiàn)性的復(fù)雜物理化學(xué)過(guò)程。開(kāi)啟共晶反應(yīng)時(shí),節(jié)點(diǎn)熔化溫度低于其熔點(diǎn),熔融共晶氧化物較早向下遷移并在較低節(jié)點(diǎn)處凝固,關(guān)閉共晶反應(yīng)時(shí),只有達(dá)到堆芯材料熔點(diǎn),才會(huì)發(fā)生熔融物向較低位置遷移并凝固。

圖6 SBO1事故下堆芯節(jié)點(diǎn)溫度Fig.6 Core node temperature under SBO1 accident

圖7 E-SBO1事故下堆芯節(jié)點(diǎn)溫度Fig.7 Core node temperature under E-SBO1 accident

表2 事故序列一

圖8~圖11分別為全場(chǎng)斷電疊加中破口、大破口事故下,堆芯節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線(xiàn)。其中,圖8與圖10變化趨勢(shì)一致,關(guān)閉共晶反應(yīng)時(shí),堆芯節(jié)點(diǎn)溫度先上升至某一峰值后持續(xù)一段時(shí)間,然后堆芯節(jié)點(diǎn)迅速熔毀。

圖12與圖13分別為中破口事故下關(guān)閉/開(kāi)啟共晶反應(yīng)時(shí)堆芯節(jié)點(diǎn)質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn),可以看出節(jié)點(diǎn)3是四個(gè)節(jié)點(diǎn)中最先熔毀的節(jié)點(diǎn)。結(jié)合圖8與圖12,可以得出在節(jié)點(diǎn)3發(fā)生熔毀后,由于上部節(jié)點(diǎn)熔融物向下遷移凝固,其他堆芯節(jié)點(diǎn)質(zhì)量均有增加,隨著堆芯嚴(yán)重事故加劇,節(jié)點(diǎn)質(zhì)量也會(huì)發(fā)生變化。

圖9與圖11分別為開(kāi)啟共晶反應(yīng)時(shí)SBO2與SBO3事故中堆芯溫度隨時(shí)間變化,圖形變化規(guī)律一致,節(jié)點(diǎn)3溫度迅速上升至2 700 K后,節(jié)點(diǎn)發(fā)生熔毀,節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)2處在上部,在熔融物熔穿下部支撐板后,節(jié)點(diǎn)仍未完全熔毀,隨后節(jié)點(diǎn)溫度繼續(xù)升高,直至節(jié)點(diǎn)完全熔毀。

通過(guò)圖8與圖9對(duì)比,在SBO2事故下,開(kāi)啟共晶反應(yīng),堆芯節(jié)點(diǎn)開(kāi)始發(fā)生熔化的時(shí)間比關(guān)閉共晶反應(yīng)提前,主要是由于堆芯節(jié)點(diǎn)發(fā)生共晶反應(yīng),節(jié)點(diǎn)溫度在低于其節(jié)點(diǎn)失效溫度時(shí)發(fā)生熔化且向下再定位。但是,對(duì)比關(guān)閉共晶反應(yīng),開(kāi)啟共晶反應(yīng)后堆芯節(jié)點(diǎn)完全熔毀的時(shí)間有一定的延長(zhǎng),這是因?yàn)楣簿Х磻?yīng)的存在,使得熔融共晶氧化物向下遷移并在較低節(jié)點(diǎn)處凝固,將堆芯上部的熱量通過(guò)熔融物向下部節(jié)點(diǎn)傳遞,緩解了堆芯節(jié)點(diǎn)溫度快速上升和堆芯材料向下進(jìn)一步熔解,同時(shí)提升下部節(jié)點(diǎn)開(kāi)始熔化的溫度,從而緩解堆芯向下失效降解。

圖8 SBO2事故下堆芯節(jié)點(diǎn)溫度Fig.8 Core node temperature under SBO2 accident

圖9 E-SBO2事故下堆芯節(jié)點(diǎn)溫度Fig.9 Core node temperature under E-SBO2 accident

圖14為堆芯下腔室內(nèi)熔融物質(zhì)量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。結(jié)合表2,可以得出破口面積越大,堆芯開(kāi)始熔化時(shí)間最早,壓力容器失效最早。同一事故下,開(kāi)啟共晶反應(yīng),進(jìn)入下腔室熔融物質(zhì)量較關(guān)閉共晶反應(yīng)少。小破口事故下,安注箱等設(shè)備對(duì)嚴(yán)重事故有一定緩解效果,堆芯溫度上升速度慢,溫度上升至節(jié)點(diǎn)熔化溫度時(shí)間也相對(duì)延遲,從而堆芯熔毀反應(yīng)更徹底,進(jìn)入下封頭的熔融物量最多。

圖10 SBO3事故下堆芯節(jié)點(diǎn)溫度Fig.10 Core node temperature under SBO3 accident

圖11 E-SBO3事故下堆芯節(jié)點(diǎn)溫度Fig.11 Core node temperature under E-SBO3 accident

圖12 SBO2事故下堆芯節(jié)點(diǎn)質(zhì)量Fig.12 Core node mass under SBO2 accident

圖13 E-SBO2事故下堆芯節(jié)點(diǎn)質(zhì)量Fig.13 Core node mass under E-SBO2 accident

圖14 下腔室熔融物質(zhì)量Fig.14 Mass of total meltings in lower plenum

3.2 蓄壓安注對(duì)嚴(yán)重事故的影響

為了驗(yàn)證蓄壓安注對(duì)嚴(yán)重事故進(jìn)程的影響,在全場(chǎng)斷電疊加不同尺寸破口事故中,設(shè)置強(qiáng)制關(guān)閉安注箱,在表3中列舉嚴(yán)重事故相關(guān)序列。對(duì)比表2與表3,可以看出關(guān)閉安注箱后各個(gè)破口事故均有影響,其中小破口事故影響最大,同時(shí)也說(shuō)明安注箱對(duì)小破口失水事故的緩解能力最強(qiáng)。表3中,關(guān)閉安注箱后,對(duì)比從堆芯裸露到熔融物向下腔室遷移時(shí)間,這是堆芯熔化降解進(jìn)入下封頭的過(guò)程。同一事故下開(kāi)啟共晶反應(yīng)后堆芯的熔化時(shí)間均比關(guān)閉共晶反應(yīng)后堆芯熔化時(shí)間短。小、中、大破口事故下,開(kāi)啟共晶反應(yīng)堆芯熔化時(shí)間較關(guān)閉共晶反應(yīng)分別減少1 441.43、797.85、717.87 s;對(duì)比熔融物在下封頭滯留時(shí)間,開(kāi)啟共晶反應(yīng)后熔融物滯留時(shí)間較關(guān)閉共晶反應(yīng)均有延長(zhǎng),小、中、大破口事故下熔融物的滯留時(shí)間分別延長(zhǎng)1 634.29、1 378.41、1 419.64 s。

綜上可知,在沒(méi)有嚴(yán)重事故緩解措施的情況下,共晶反應(yīng)可以加快堆芯損壞降級(jí)同時(shí)延長(zhǎng)熔融物在下封頭滯留時(shí)間。由于對(duì)熔融物在下封頭內(nèi)的滯留時(shí)間更長(zhǎng),各個(gè)事故下共晶反應(yīng)都可以延長(zhǎng)壓力容器失效時(shí)間,相較于大、中破口事故,小破口事故下,冷卻劑流失較慢,共晶反應(yīng)對(duì)加速堆芯熔化以及延長(zhǎng)熔融物滯留下封頭影響最大。

3.3 堆腔注水對(duì)嚴(yán)重事故的緩解

為了驗(yàn)證堆腔注水對(duì)嚴(yán)重事故緩解的影響,在全場(chǎng)斷電疊加13 cm的中破口事故下,設(shè)置是否開(kāi)啟堆腔注水,在表4中列舉嚴(yán)重事故相關(guān)序列(E為開(kāi)啟共晶反應(yīng))。

從表4中可以看出,對(duì)比堆腔注水開(kāi)啟前后,在開(kāi)啟堆腔注水后的同一事故下,堆芯最高溫度超過(guò)2 499 K的時(shí)間與熔融物向下腔室遷移的時(shí)間都有推遲,這是由于嚴(yán)重事故下,通過(guò)堆腔注水將壓力容器內(nèi)的熱量通過(guò)壁面?zhèn)鞒?,緩解了?yán)重事故下的堆芯熔化。堆腔注水最大的好處在于,可以持續(xù)將下封頭外壁的熱量帶出,阻止了壓力容器的失效。

4 結(jié)論

通過(guò)研究鋯合金包殼的鋯水反應(yīng)和共晶反應(yīng)對(duì)堆芯熔化事故進(jìn)程的影響,得出如下結(jié)論。

(1)在發(fā)生全場(chǎng)斷電疊加大破口事故下,由于考慮到考慮不同氧化層溫度梯度變化和蒸汽不足的影響,高溫段鋯水反應(yīng)計(jì)算速率降低,鋯水反應(yīng)模型優(yōu)化后,堆芯產(chǎn)氫量降低,同時(shí)反應(yīng)放熱量也隨之降低,對(duì)氫氣源項(xiàng)和嚴(yán)重事故進(jìn)程的預(yù)測(cè)能力得到提高。

表3 事故序列二

表4 事故序列三

(2)在發(fā)生全場(chǎng)斷電疊加破口事故下,共晶反應(yīng)可以使鋯合金包殼和二氧化鈾燃料在低于其熔點(diǎn)發(fā)生熔化,加快堆芯損壞降級(jí)。共晶形成的共晶氧化物較早向較低位置遷移凝固,將堆芯熔化變成一個(gè)非線(xiàn)性的、非連續(xù)的物理化學(xué)過(guò)程,延長(zhǎng)了熔融物在下封頭滯留時(shí)間。共晶反應(yīng)在加快堆芯損壞降級(jí)同時(shí)延長(zhǎng)熔融物在下封頭滯留時(shí)間,由于熔融物在下封頭滯留時(shí)間更長(zhǎng),所以共晶反應(yīng)可以延長(zhǎng)壓力容器失效時(shí)間。

(3)堆腔注水將壓力容器內(nèi)的熱量通過(guò)壁面?zhèn)鞒觯梢猿掷m(xù)將下封頭外壁的熱量帶出,阻止了壓力容器的失效,緩解了嚴(yán)重事故下的堆芯熔化進(jìn)程,也防止裂變產(chǎn)物的進(jìn)一步擴(kuò)散。

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