大リーク・ナトリウム-水反応解析コード; SWACS/REG3(1.概要説明書)大リーク・ナトリウム-水反応解析(第3報・改訂版)

Computer code for large leak sodium-water reaction analysis SWACS/REG 3; (General outline) Large leak sodium-water reaction analysis (Report No.3, Revision)

三宅 収; 進藤 嘉久*; 佐藤 稔*

Miyake, Osamu; not registered; not registered

動燃事業団で建設を計画中の高速増殖原型炉の蒸気発生器安全設計のため,大リーク・ナトリウム-水反応事故時の圧力流動挙動を解析する計算コード「SWACS」の開発が進行中である。本報告等は「SWACS」コード使用者のために,計算モデルおよび数値計算手法を概括するもである。 「SWACS」コードは総合化コードであり,大リーク・ナトリウム-水反応の問題現象である初期スパイク圧,初期スパイク圧の二次系への圧力波伝播,準定常圧上昇過程およびこれら現象を支配する主要因子たる水噴出率の4つの計算モジュールから構成される。さらに,これら計算モジュールの入出力を管理し,かつ必要により連立計算を実施させるためのメイン・ルーチンがある。 各計算モジュールの数学モデルおよび数値解法は以下のとおりである。 (1)初期スパイク圧計算;水撃方程式を一次元球座標と一次元柱座標の結合体系について,特性曲線法で解く。 (2)圧力波伝播計算;水撃方程式を一次元柱座標を結合したネット・ワーク体系について,特性曲線法で解く。 (3)準定常圧計算;流体基礎方程式をノードとリンクにモデル化したネット・ワーク体系について陰解法で解く。 (4)水噴出率計算;均質二相流の流体基礎方程式を一次元座標体系で差分解法(ICE法)で解く。 なお,本報告害は大リーク・ナトリウム-水反応解析(第3報)・(SN95278-05)の改訂版として,以下の内容を変更,追加したものである。 (a)「SWACS」コードの修正ヴァージョン名を採用し,本報告で扱うヴァージョン名は (b)「SWACS/REG3」とした。 (c)付録として数値計算法の概略を付加した。 (d)水噴出率計算の境界の取扱いが改められた。 (e)サブルーチンの追加,削除等によりプログラム構成が改められた。 その他説明文に補足を加えた。

The computer code "SWACS" has been developed in order to analyze the pressure/fluid-flow phenomena during the large scale sodium-water reaction accident of the steam generator on account of the safety design of the prototype LMFBR which PNC plans to construct. This report summarizes the mathematical models and numerical methods of "SWACS" code for users. "SWACS" code is the integrated code which consists of four calculation modules, since the analytical aspects of the large scale sodium-water reaction phenomena are taken into consideration, i.e.; the initial pressure spike, the propagation of pressure spike through the secondary loop, the quasi-steady pressure and the water leak rate which governs the whole phenomena directly. "SWACS" main routine controls I/O procedure of these calculation modules and, if need be, controls the parallel calculation. The mathematical model and numerical method of each calculation module are as follows : (1)the initial pressure spike calculation module solves the liquid hammer equations for the combination of one-dimensional spherical/linear co-ordinates using the method of characteristics. (2)the pressure propagation calculation module solves the liquid hammer equations for the network model of one-dimensional pipes using the method of characteristics. (3)the quasi-steady pressure calculation module solves the liquid and gas flow equations for the network model of nodes and links using the implicit method. (4)the water leak rate calculation module solves the fluid-flow equations of the two-phase (homogeneous) water flow for the one-dimensional pipe using the finite difference method (ICE method). This report is the revision of Report No.3 of "Large Leak Sodium-Water Reaction Analysis" series (SN952 78-05) and contents following modifications and additional explanations. (a)the code version name is adopted, and this report describes "SWACS/REG3" version. (b)the description of numerical methods are added in the appendix section. ...