SSC-Lの適用解析(I) : もんじゅ一次系自然循環解析

Application analysis of SSC-L(1); Analysis of MONJU primary loop natural circulation

吉川 信治* ; 井口 達郎*

Yoshikawa, Shinji*; Iguchi, Tatsuro*

SSC―L(SuperSystemCode-Loopversion)は米国ブラックヘブン研究所で開発されたループ型液体金属冷却高速増殖炉の熱流力挙動解析コードである。このコードは通常過渡特性と事故時挙動の両方を解析する機能を持ち,また冷却系の機器配置,システム構成を任意に指定でき,システムコードとして優れた機能を有している。動燃では,1980年6月に導入して以来,もんじゅの解析を目的として様々な改修を施し,次第に有意な結果が得られるようになってきた。今回,もんじゅ体系において全ポンプの駆動力の喪失と炉停止を同時に行った場合の100%負荷から自然循環に至る現象の解析を行った。この中で,冷却材の挙動に対して,一次主冷却系ループの圧損特性や一次主循環ポンプの軸摩擦トルク特性についての評価法の差異が与える影響を調査した。すなわち,次の2つの評価法である。・現象論及び実験データに基いた評価法・安全解析に用いられる保守的な評価法、この結果次の事柄がわかった。1.初期の流量コーストダウン特性はポンプの回転数に支配され,50%流量以下になってから軸摩擦トルクの影響が大となる。2.自然循環時の流量に強い影響を与える要員として炉心,逆止弁,停止したポンプの圧損があげられる。3.過渡時に炉心部の冷却材が到達する最高温度は,熱出力と流量の不整合によって定まり,今回の解析では定格時や自然循環が安定した時の温度よりも高い値を示した。

SSC-L(Super System Code - Loop version) is a thermo-hydraulic transients analysis code in LMFBRs, developed at Brookhaven National Laboratory in USA. This code is capable of both analyses of normal operation and accident. It allows free allocation of the components in heat transport systems, and arbitrary representation of the heat transport systems. Since the introduction of this code in June 1980, a large effort has been devoted to facilitate and validate the use of the SSC code for MONJU plant transient analysis. This report describes analysis of reactor shutdown transient in MONJU plant from full-power operation to natural circulation with simultaneous all pumps trip. In this transient a pressure loss characteristics of the primary loop and a frictional characteristics of the primary pump dominate coolant thermohydraulic behavior. In order to investigate the sensitivity of the loop and pump characteristics for the transient, following two cases were analized. (1)Characteristics of the loop pressure loss and the pump frictional torque based on the physical theory and experimental data. (2)Under the natural circulation, pressure losses of core, check valves, and stopped pumps have great effect on flow rate. Results are summarized as follows: (1)Flow coastdown transient up to natural circulation is characterized by the pump speed. In the range of flow rate under 50% of the rated value, the pump frictional torque plays a important role in the determining the flow rate. (2)Under the natural circulation, pressure losses of core, Check valves, and stopped pumps have great effect on flow rate. (3)The maximum coolant temperature at the top of the core during the transient is determined by the degree of mismatch of thermal power and flow rate. In this analysis, the maximum coolant temperature, is higher than both in full power operation and in natural circulation.