Advances of study on thermal/hydraulic performance in tight-lattice rod bundles for reduced-moderation water reactors

水冷却増殖炉高稠密格子炉心の熱流動成立性に関する研究の進展

大貫 晃; 高瀬 和之; 呉田 昌俊*; 吉田 啓之  ; 玉井 秀定; Liu, W.; 中塚 亨  ; 秋本 肇

Onuki, Akira; Takase, Kazuyuki; Kureta, Masatoshi*; Yoshida, Hiroyuki; Tamai, Hidesada; Liu, W.; Nakatsuka, Toru; Akimoto, Hajime

日本原子力研究所は水冷却増殖炉(RMWR)高稠密格子炉心の熱流動成立性に関する研究・開発プロジェクトを電力,メーカ,大学の協力を得て平成14年度より開始した。RMWRは成熟した軽水炉技術を活用し、ウラン資源の有効利用,プルトニウムの多重リサイクル,高燃焼度,長期サイクル運転といった長期的なエネルギー供給を担える革新的な水冷却炉としての特徴を有している。RMWRの開発においては熱流動に関する成立性が大きな課題となっている。本研究では、研究・開発の全体計画を示すとともに、37本体系の大型試験装置による実験的な検討、並びに燃料棒間隙幅といった形状効果の解析的評価の実現を目指した3次元解析手法の開発に関する進展状況を述べる。現在までに間隙幅1.3mmと1.0mm体系における定常並びに過渡限界出力試験を行い、成立性を確認している。

R&D project to investigate thermal-hydraulic performance in tight-lattice rod bundles for Reduced-Moderation Water Reactor (RMWR) is started at Japan Atomic Energy Research Institute in collaboration with power company, reactor vendors, universities since 2002. The RMWR can attain the favorable characteristics such as effective utilization of uranium resources, multiple recycling of plutonium, high burn-up and long operation cycle, based on matured LWR technologies. The confirmation of thermal-hydraulic feasibility is one of the most important R&D items for the RMWR because of the tight-lattice configuration. In this paper, we will show the R&D plan and describe some advances on experimental and analytical studies. The experimental study is performed mainly using large-scale (37-rod bundle) test facility and the analytical one aims to develop a predictable technology for geometry effects such as gap between rods etc. using advanced 3-D two-phase flow simulation methods. Steady-state and transient critical power experiments are conducted with the test facility (Gap width between rods: 1.3mm and 1.0mm) and the experimental data reveal the feasibility of RMWR.