本研究的目的在分析核電廠發生爐心熔毀嚴重事故之過程中,氫氣的產生及其燃燒現 象對於圍阻體完整性的影響。研究的重點放在氫氣的傳遞、混合的機制及燃燒模式。 研究中所分析的電廠為馬鞍山核能發電廠,所考慮的事故序為電廠全黑(Station Bla ckout)事件分析。主要採用CONTAIN1.1程式作為分析工具,再以MAAP 3.0B 及MARCH3 程式分析相同事件作比較。比較上述三個程式,最大的差異在於氫氣傳遞及混合的模 擬。雖然上述三個程式皆是以Lumped-Parameter的方法,分析氫氣在圍阻體內傳遞與 分佈的情形,但是由於程式本身模式上的差異,對於結果有相當的影響。 在分析電廠全黑時,考慮兩種不同的爐穴現象之假設。第一種是熔融爐心落入爐穴後 ,不被爐穴內的水粹熄(Quench),而直接與混凝土發生MCCI反應;第二種是熔融爐心 落入爐穴後,先與爐穴內的水發生粹熄,待水被蒸乾後,才與混凝土發生MCCI反應。 這兩種不同的爐穴現象之假設對於分析結果會造成很大的影響。有淬熄發生時,因在 淬熄過程中產生了大量水蒸汽,所以延遲了氫氣燃燒的發生。這也使得圍阻體聚積了 較多的可燃性氣體,故一旦發生燃燒時對圍阻體會造成較大的壓力負荷。CONTAIN 程 式燃燒條件靈敏度分析的結果顯示,電廠全黑事故中可燃性氣體將無法累積到足夠的 量造成燃爆(Detonation)。當氫氣燃燒條件愈嚴苛時,一旦燃燒條件被滿足後,其燃 燒所能造成的圍阻體壓力負荷亦較嚴重。 MARCH3程式分析的結果中也發現了燃燒現象。MARCH3程式因只將圍阻體模擬成單一區 間,且將區間內氣體平均分佈於整個區間而不易達到燃燒條件但是只要發生燃燒便是 波及整個圍阻體,燃燒掉的可燃性氣體將相當可觀,而造成的壓力負荷亦較大。MAAP 程式則因爐穴溫度達到設定值,不經由燃燒條件的計算而直接發生燃燒反應。 最後,我們得到一個結論,在事故的初期或中期,可燃性氣體沒有發生燃燒並不是絕 對有利的,因為這些可燃性氣體只要不反應掉,就會一直累積留在圍阻體內。如果到 了事故後期,這些可燃性氣體已經累積到相當量才發生燃燒其結果將相當嚴重。
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