熔盐堆氟盐的泄漏凝固特性研究

王 允 田 健 周 翀 王纳秀

1（中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800）

2（中国科学院大学 北京 100049）

熔盐反应堆（Molten Salt Reactor，MSR）作为第四代反应堆中比较有前途的堆型，无论在科学研究和工程建设方面都有较大的发展前景［1−2］。熔盐反应堆设计中，一般选用熔融氟盐或氯盐作为冷却剂和燃料盐载体［3］。当前，针对熔盐自身特性及与熔盐相关高温设备特性已经开展了大量研究［4−7］。由于氟盐在高温熔融状态下具有较强的腐蚀性［8−9］，可能对熔盐堆中熔盐管道与储罐造成破坏，从而出现熔盐泄漏事故。氟盐化学毒性强，危害性大［10］，泄漏的氟盐可能污染反应堆厂房环境，危及现场操作人员安全。此外，泄漏到厂房地面上的熔盐温度较高，容易造成地面构筑物的温度超过限值，影响厂房建筑安全。因此在熔盐堆设计过程中，氟盐泄漏后的收集与隔热显得至关重要。

当前国内外已有部分针对高温泄漏事故的研究报道。Journeau等［11］在VULCANO实验平台上进行了二维的堆芯熔融物与混凝土的接触实验，研究发现堆芯熔融物对富含硅的混凝土和对富含石灰石的混凝土具有完全不同的侵蚀消融特性。Ye 等［12］采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）程序研究分析了堆芯熔融物泄漏至压力容器外的流动和传热瞬态过程，模拟结果和VULANO VE-U7平台实验数据大体趋势上一致。针对铅冷快堆的蒸汽发生器泄漏事故，Jeltsov 等［13］开发并验证了一种CFD 程序，用于模拟蒸汽泡的潜在输运过程。吴谨巧等［14］使用自制的SYSU-N1硝酸盐，开展了该熔盐在石英砂中的渗透迁移实验，分析了泄漏熔盐温度、泄漏口高度对泄漏过程的影响。……