大型FBRにおける下部プレナム内流動最適化に関する検討

Investigation on thermohydraulics optimization in the lower plenum of large scale FBR

村松 壽晴; 一宮 正和

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大洗工学センター技術開発部プラント工学室では,電気事業者によるFBR実証炉の設計研究を適切に支援するため,大型FBR設計研究の一環として,電気出力60万kW級のプラントを対象に設計研究作業を実施してきている。この内,下部プレナム内の構造設計では,(1)有効混合容積の積極的な増加を図り,熱過渡条件を緩和させること,(2)流動挙動の最適化を図り,炉心構成要素内へのルースパーツの侵入を防止すること等が求められる。平成4年度下期作業では,冷却材流入角度をパラメータとした熱流動解析を多次元コードAQUAを用いて行い,以下の結果を得た。〔トーラス入口窓(下部-側部)における冷却材流入流量の分担特性〕(1)定格流量条件では,冷却材入口角度を22.5度とした場合にその分担が概ね等しくなる。(2)この特性は,手動トリップ事象を模擬した過渡解析条件においても概ね保存される。〔有効混合容積〕(1)手動トリップ事象を模擬した過渡解析結果より,下部プレナム内容積の約77-79%が冷却材混合に寄与することが明かとなった。〔ルースパーツ捕獲特性〕(1)ルースパーツを流体力により捕獲するための条件(W1.0m/s)は,今回解析を実施した冷却材流入角度をパラメータとした条件のみでは実現できない。

In-vessel thermohydraulic analysis using a multi-dimensional code AQUA was conducted to investigate thermohydralic conditions in the lower plenum of a large scale liquid metal fast breeder reactor (LMFBR). In the investigation, it was focused in a effective mixing volume in the plenum and in a loose parts trapping by hydraulic forces. Through the analysis by the AQUA code and discussions based on their results, the following results have been obtained: [In-Flow Allotment Characteristics at the Truss] (1)Mass flow rate between lower flow holes and side flow holes to the truss was balanced in the case of 22.5 for the coolant inlet angle to the plenum under a full flow condition. (2)The above result did not change with the transient conditions simulating a manual reactor trip event. [Effective Mixing volume] (1)From the transient calculation, it was clear that the effective mixing volume was corresponded to 77-79% of the total volume in the plenum. [Loose Parts Trapping] (1)A condition (W1.0m/s) to trap loose parts by hydraulic forces was not satisfied under parametric calculations only considered here.