顾培文，方立凯，王佳赟

（上海核工程研究设计院，上海 200233）

2011年3月11 日，日本发生里氏9.0级地震，引发福岛核事故。事故中氢气爆炸损毁了核电厂厂房，大量的放射性物质释放到环境中，危及环境和公众安全。日本福岛核事故引起了世界各国对核电厂严重事故管理的广泛关注，特别是对氢气燃烧、爆炸风险的关注。

安全壳内的氢气风险包括氢气的爆炸风险和氢气的扩散火焰风险。其中氢气的爆炸风险已得到业界的广泛研究，爆炸会产生强烈的动态载荷，直接导致安全壳失效；氢气的扩散火焰会对周围的设备造成热负荷，是否会导致设备失效需要进一步的研究。

目前，业内主要采用集总参数程序MAAP、MELCOR 等对具有代表性的严重事故序列进行模拟分析，获得燃烧后隔间的平均参数，如氢气浓度、水蒸汽浓度等，再利用火焰加速（FA）和燃爆转变（DDT）准则评价氢气燃爆的风险［1，2］。然而，MAAP、MELCOR 程序是一体化的分析程序，程序将安全壳空间分割成数个或数十个隔间开展分析，但不具备分析隔间内局部细节现象的功能［3，4］。对于局部隔间内非均匀性较强的流动传热过程，分析结果与实际情况存在一定的偏差。

本文利用CFD 程序建立CAP1400 安全壳内局部隔间的氢气扩散火焰燃烧分析方法，研究了扩散火焰下的燃烧特性，获得严重事故下的安全壳壁面热负荷，为事故下安全壳完整性的评价提供支持。

1 分析方法

1.1 流动和传热模型

该方法采用多组份输运模型［5］来模拟安全壳内的气体输运过程。……