钠滴着火特性和预燃模型综述

石文涛，杜海鸥，申凤阳，王荣东，王国芝，刘淑慧

钠滴着火特性和预燃模型综述

石文涛1，杜海鸥1，申凤阳1，王荣东1，王国芝1，刘淑慧2

（1. 中国原子能科学研究院，北京 102413；2. 广州中国科学院工业技术研究院，广东 广州 511458）

与碳氢化合物燃料液滴着火特性不同，液态钠滴在常温空气中会自发着火，钠滴着火延迟时间及着火极限受着火前的预燃阶段控制。预燃阶段钠滴主要发生表面氧化反应，该阶段的特性及表面氧化的速率模型是钠滴燃烧研究的一个重点。目前国内用于快堆雾状钠火安全分析程序的预燃模型是通过氧气向钠滴表面传输来控制表面氧化反应速率，着火延迟时间由钠滴温度升高到沸点（1 156 K）进行计算。基于温度的化学动力学控制模型以及传质与化学动力学组合控制模型被开发出来用于描述钠滴的预燃阶段，通过不同模型对不同初始条件钠滴着火特性的数值计算和分析对比，这两种模型可以预测不同条件下的钠滴着火极限，计算结果更加符合钠滴实际着火特性。

钠滴；预燃模型；着火延迟时间；着火极限

液态金属钠具有优良的热工水力学性质，低密度，高热导率和高沸点，和堆芯材料有很好的相容性，中子吸收截面小。因此，几乎所有已建、在建或将建的液态金属快中子增殖反应堆（LMFBR）都采用钠作为冷却剂。中国实验快堆（CEFR）和中国示范快堆（CFR600）均采用液态钠作为冷却剂，正常运行工况下，钠在封闭的设备及管路中运行，温度范围250 ℃至550 ℃，压力可达1.0 MPa。……