鉛ビスマス冷却加速器駆動核変換システム用熱設計解析コードの整備

Development of thermal-hydraulic design code for transmutation system with lead-bismuth cooled accelerator driven reactor

秋本 肇

Akimoto, Hajime

鉛ビスマス冷却加速器駆動核変換システム(ADS)の熱設計解析に資するため、軽水炉過渡解析コードJ-TRACをコードの骨組みとして、ADS用熱設計解析コードを整備した。軽水炉, ナトリウム冷却高速炉に対する安全解析及びこれまで行われたADSに対する熱流動解析を対象としてADS用熱設計解析コードに必要な解析機能を摘出した。J-TRACコードに不足する解析機能を追加するため、鉛ビスマス共晶合金(LBE), アルゴンガス, 窒化物燃料の物性値ルーチン並びに液体金属に対する強制対流領域における壁面熱伝達率相関式をJ-TRACコードに組み込んだ。LBE単相流の圧力損失解析、窒化物燃料集合体の熱伝達解析、及び蒸気発生器熱伝達解析を行い、追加した解析機能が所期の通りにJ-TRACコードに組み込めていることを確認した。

A thermal-hydraulic analysis code for transmutation system with lead-bismuth cooled accelerator-driven system (ADS) has been developed using the Japanese-version of Transient Reactor Analysis Code (J-TRAC) as the framework to apply the design studies of ADS. To identify the required capabilities of the thermal-hydraulic analysis code for ADS, previous thermal-hydraulic analyses of light water reactors, sodium-cooled fast reactor and ADS have been surveyed. To make up for insufficient capabilities of the J-TRAC code as a thermal-hydraulic analysis code of ADS, physical properties of lead-bismuth eutectic (LBE), argon gas and nitride nuclear fuel were implemented to the J-TRAC code. It was confirmed that the implemented capabilities worked as expected through verification calculations on (1) single-phase LBE flow, (2) heat transfer in a fuel assembly, and (3) heat transfer in a steam generator.