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上澤 伸一郎; 堀口 直樹; 柴田 光彦; 吉田 啓之
第22回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(USB Flash Drive), 6 Pages, 2017/06
フィルタ付ベントシステムの1つとして、ベンチュリスクラバがある。日本国内では、福島第一原子力発電所事故後の新規制基準の施行以降、ベンチュリスクラバの導入が複数の原子力発電所で進められている。この性能は既存試験にて確認されているものの、近年の報告によれば、事故時には、既存試験で確認された運転条件範囲を逸脱する可能性が示唆されている。また放射性物質の除去性能がベンチュリ管内の水-蒸気二相流挙動に大きく影響されると考えられているものの、実験的にベンチュリ管内の水-蒸気二相流挙動を確認した例は少ない。本研究では、ベンチュリスクラバ内の二相流挙動を明らかにするため、ベンチュリ管内の水-蒸気ならびに水-空気の二相流挙動可視化実験を実施した。その結果、ベンチュリ管の縮小部のガス流速が増加するにつれて、縮小部の圧力が増加することで、スクラビング水の供給量は減少し、最終的に停止することが確認された。また、ベンチュリ管内の二相流挙動を可視化したところ、実機のベンチュリスクラバで想定される水供給口からの噴霧は確認されず、水供給口下流以降に形成された液膜流からの断続的な噴霧が確認された。このようにベンチュリスクラバ内の二相流挙動は実機で想定される二相流挙動とは異なることが示唆された。
堀口 直樹; 吉田 啓之; 上澤 伸一郎; 阿部 豊*
第22回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(USB Flash Drive), 4 Pages, 2017/06
ベンチュリスクラバは原子力発電所におけるフィルタ付ベントシステムの構成機器として導入されており、核分裂生成物を含む微小なエアロゾルを除去する役割がある。しかしながら、ベントシステムの運用時に想定されうる全ての圧力条件範囲において除染性能を予測する手法はない。そこで、本研究は、機構論的な流動解析コードをベースとした除染性能解析手法を構築し、これによって実環境で想定される流動及び除染性能に関する知見を得ることを目的とした。解析の結果、ベンチュリスクラバの入口圧力が下がるにつれ、ベンチュリスクラバ喉部での流入する気相の速度は抑制されること、自吸される液相速度は変化すること、除染係数は増減傾向となることがわかった。またエアロゾル径が大きくなるにつれ除染係数が増加することがわかった。
田中 正暁; 小林 順; 長澤 一嘉*
第22回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(USB Flash Drive), 4 Pages, 2017/06
数値解析によるナトリウム冷却高速炉の高サイクル熱疲労評価を行うべく解析コード(MUGTHES)を整備している。数値解析の信頼性確保を目的としてわれわれが考案したV&V実施手順(V2UP)に従い、並行3噴流ナトリウム試験を対象として、既往文献調査結果に基づいて実機で予想される流動形態を含む代表的な試験条件を選定し、MUGTHESの基本妥当性確認を目的とするベンチマーク問題を設定した。ベンチマーク解析により、MUGTHESの一定の適用性について示されるとともに高度化に向けた今後の整備課題が抽出された。
矢田 浩基; 高屋 茂; 若井 隆純; 町田 秀夫*
no journal, ,
ナトリウム冷却型高速炉の供用期間中検査において、ナトリウムバウンダリを構成する機器に対して連続漏えい監視による試験が検討されている。連続漏えい監視試験は、破断前漏えい(Leak Before Break、以下LBB)が成立することを前提に機器の内包物の系統外への漏えいを検出設備により連続的に監視する試験である。高速炉のナトリウム配管は、延性材料が使われていること、運転条件が低圧、高温であることからLBBが成立しやすいことが知られている。熱膨張の厳しい高速炉の配管系において、エルボ横腹部に高い応力が生じることから、既往のLBB評価ではエルボ横腹部の軸方向亀裂が着目されているが、供用期間中検査の観点からは配管の周溶接部等に発生する可能性のある周方向亀裂についての検討も重要である。本研究では、連続漏えい監視試験を適用するにあたっての周方向亀裂に対するLBB成立性確認のためのLBB評価条件の検討及び適用例として高速増殖原型炉「もんじゅ」のクラス1配管の周方向亀裂を対象としたLBB成立性の評価を行った。
栗原 成計; 梅田 良太; 下山 一仁; 菊地 晋
no journal, ,
ナトリウム(Na)冷却型高速炉の蒸気発生器(SG)で想定されるウェステージ現象について、高温のNaOH-Na
O環境における流れを伴うNa-Fe複合酸化型腐食(COCF)実験と水滴を衝突させた液滴衝突エロージョン(LDI)実験を実施し、COCFとLDIを重畳させた新たなウェステージ相関式を提案した。本報では、垂直管群を模擬した実機SG条件でのNa-水反応試験を実施し、各ターゲット管に対して新ウェステージ評価法の適用性を定量評価するとともに、貫通破損伝熱管を対象に注水停止後のブローダウン過程を含めた時間におけるウェステージの時間進行を定性的に検討した。
吉川 龍志; 今井 康友*; 田中 正暁; 大島 宏之
no journal, ,
高速炉直管型蒸気発生器の伝熱流動設計や構造安全性評価への適用を目的として、ナトリウム側3次元解析と水側マルチチャンネル解析を組み合わせた連成解析システムTSGを整備している。本研究では、試験解析を通して蒸気発生器内熱流動評価への適用性を確認した。また、大型直管型蒸気発生器体系への適用に向け、複数本伝熱管をプラグした条件を対象とした解析を実施し、局所温度上昇を含む非対称温度分布を評価できることを確認し、伝熱管温度偏差により構造健全性を評価できる見通しを得た。
青柳 光裕; 高田 孝; 大野 修司; 宇埜 正美*
no journal, ,
本研究ではナトリウム冷却高速炉の格納容器へ負荷を与えうるリスクの一つとされるナトリウム漏えい燃焼事象に着目し、ナトリウム燃焼時の熱影響詳細評価手法の開発を行っている。本報では各モデル改良における詳細な影響因子を評価し、妥当性確認の結果とともに報告する。
内堀 昭寛; 渡部 晃*; 高田 孝; 大島 宏之
no journal, ,
Na冷却高速炉の蒸気発生器において伝熱管破損時に形成される隣接伝熱管周りのウェステージ環境を評価するため、Na側で生じる圧縮性多成分多相流及びNa-水化学反応を対象とした機構論的数値解析コードSERAPHIMを開発している。従来のSERAPHIMコードは差分法を用いているが、本研究では、伝熱管の存在する複雑形状領域に対して解析精度を向上することを目的に非構造格子に対応した解析手法を開発し、SERAPHIMコードに組み込んだ。組み込み後SERAPHIMコードにより不足膨張噴流実験の解析を実施した結果、解析結果における圧力分布が実験結果と一致することを確認した。また、Na中へ水蒸気が噴出する現象を対象とした試解析も実施し、妥当と考えられる解析結果を得た。