[發(fā)明專利]后處理廠高放廢液蒸發(fā)器紅油爆炸事故釋放源項(xiàng)估算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011517851.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN112862148B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寧;張建崗;王任澤;楊亞鵬;馮宗洋;賈林勝;梁博寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)輻射防護(hù)研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;祝倩

1.一種后處理廠高放廢液蒸發(fā)器紅油爆炸事故釋放源項(xiàng)估算方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟(1)，估算高放廢液蒸發(fā)器內(nèi)的紅油生成量；

步驟(2)，計(jì)算紅油爆炸產(chǎn)生的能量；

步驟(3)，評(píng)價(jià)高放廢液蒸發(fā)器完整性；

步驟(4)，若高放廢液蒸發(fā)器破損，則計(jì)算爆炸瞬間蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量和后續(xù)蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量；若高放廢液蒸發(fā)器沒有破損，則結(jié)束估算流程；

步驟(5)，計(jì)算爆炸后瞬間蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量：高放廢液蒸發(fā)器破裂后，紅油爆炸能量全部用于使部分濃縮液蒸發(fā)，計(jì)算此時(shí)瞬間蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量；

步驟(6)，計(jì)算后續(xù)蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量：高放廢液蒸發(fā)器破裂后，泄漏出的濃縮液鋪滿設(shè)備室地面，計(jì)算設(shè)備室地面后續(xù)蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量；

所述步驟(1)的具體方法為：

根據(jù)以下公式(1)、(2)估算紅油生成量：

V_{red_oil}＝V_TBP(1-e^-kt) 公式(1)；

k＝3.66×10¹²e^-14746.2/T 公式(2)；

式中：

V_TBP為夾帶進(jìn)入蒸發(fā)器的TBP量，L；

k為溶液反應(yīng)速率，s-1；

t為反應(yīng)時(shí)間，s；

T為高放廢液蒸發(fā)器內(nèi)濃縮液溫度，K；

所述步驟(2)的具體方法為：

根據(jù)以下公式(3)、(4)計(jì)算紅油爆炸能量：

W_TNT＝0.016V_{red_oil} 公式(3)；

E＝1000*W_TNTQ_TNT 公式(4)；

式中：

W_TNT為爆炸的TNT當(dāng)量，kg；

E為爆炸能量，J；

Q_TNT為TNT的爆炸熱，一般取4520kJ/kg；

所述步驟(3)中評(píng)價(jià)蒸發(fā)器完整性的具體方法包括以下步驟：

步驟(a)根據(jù)公式(5)、(6)，計(jì)算高放廢液蒸發(fā)器壁面超壓：

式中：

Δp為沖擊波正相超壓，Pa；R′為無量綱距離；

d為高放廢液蒸發(fā)器壁面到爆炸中心的距離，m；

p_a為大氣壓，1.01×10⁵Pa；

步驟(b)，若高放廢液蒸發(fā)器壁面承受的沖擊波正相超壓Δp大于其設(shè)計(jì)壓力，則認(rèn)為高放廢液蒸發(fā)器破裂；

所述步驟(5)中計(jì)算爆炸后瞬間蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量的方法包括如下步驟：

步驟(a)，根據(jù)公式(7)計(jì)算設(shè)備室當(dāng)前壓力對(duì)應(yīng)的濃縮液飽和溫度：

T_W為濃縮飽和溫度，K；

P₀為設(shè)備室壓力，Pa；

步驟(b)，根據(jù)公式(8)計(jì)算爆炸后瞬間蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量：

M_evap為爆炸后瞬間蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量，kg；

c_p為濃縮液比熱容，J/(kg·K)；

T為濃縮液溫度，K；

H_fg為濃縮液汽化潛熱，J/kg；

所述步驟(6)中計(jì)算后續(xù)蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量的方法包括如下步驟：

步驟(a)，根據(jù)公式(9)計(jì)算濃縮液的飽和壓力

p_w＝1000×exp(A-B/(T+C))， 公式(9)

式中：T為濃縮液溫度，K；A、B、C均為常數(shù)，當(dāng)濃縮液溫度大于483K時(shí)，A、B、C的值分別為17.65216、5204.082、32.5；當(dāng)濃縮液溫度小于或等于483K時(shí)，A、B、C的值分別為16.37379、3876.659、-43.42；

步驟(b)，根據(jù)公式(10)計(jì)算濃縮液蒸發(fā)速率：

式中：

M_W為濃縮液蒸發(fā)速率，kg/s；

D為濃縮液擴(kuò)散系數(shù)，m²/s；

P₀為設(shè)備室壓力，Pa；

R_W為濃縮液蒸汽的氣體常數(shù)，m²/(s·K)；

h為設(shè)備室高度，m；

S為設(shè)備室地面面積，m²；

步驟(c)，用步驟(b)中計(jì)算的蒸發(fā)速率乘以蒸發(fā)時(shí)間即后續(xù)蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量，爆炸事故一旦發(fā)生，如果蒸發(fā)器破損濃縮液就會(huì)灑落至設(shè)備室地面，所以事故開始的時(shí)刻即為蒸發(fā)開始的時(shí)刻，蒸發(fā)時(shí)間取事故持續(xù)時(shí)間；

步驟(7)，根據(jù)步驟(5)計(jì)算得到的爆炸后瞬間蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量，計(jì)算爆炸后瞬間釋放至設(shè)備室的各核素的活度，以及爆炸后瞬間從設(shè)備室釋放至外部環(huán)境的各核素的活度；

步驟(8)，根據(jù)步驟(6)計(jì)算得到的爆炸后續(xù)蒸發(fā)的濃縮液質(zhì)量，計(jì)算爆炸后續(xù)釋放至設(shè)備室的各核素的活度，以及爆炸后續(xù)從設(shè)備室釋放至外部環(huán)境的各核素的活度。