SIMMER-III Analytic Equation-of-State Model

SIMMER-III解析的状態方程式モデル

守田 幸路; 飛田 吉春; 近藤 悟; E.A.Fischer*

Morita, Koji; Tobita, Yoshiharu; kondo, Satoru; E.A.Fischer*

高速炉安全解析コードSIMMER-IIIで使用する解析的状態方程式(EOS)モデルを開発した。汎用的な熱力学的関数式を使用した本モデルは、計算効率を犠牲にすることなく、幅広い温度および圧力領域での炉心物質の熱力学的特性を充分な精度で記述し、基本的な熱力学的関係を満足するように設計されている。本報告書では、このEOSモデルと結合した圧力反復計算の流体力学アルゴリズムについても記述した。二酸化ウラン、混合酸化物燃料、ステンレス鋼およびナトリウムの臨界点までのEOSデータについては、最新でかつ最も信頼できるデータに基づき、基本的な熱力学的関係を用いて求めた。EOSデータの熟力学的整合性と精度についても既存データと比較することで議論した。

An improved analytic equation-of-state (EOS) model using flexible thermodynamic functions is developed for a reactor safety analysis code, SIMMER-III. The present EOS model is designed to have adequate accuracy in describing thermodynamic properties of reactor-core materials over wide temperature and pressure ranges and to consistently satisfy basic thermodynamic relationships without deterioration of the computing efficiency. The fluid-dynamic algorithm for pressure iteration consistently coupled with the EOS model is also described in the present report. The EOS data of the basic core materials, uranium dioxide, mixed-oxide fuel, stainless steel, and sodium, are developed up to the critical point by compiling the most up-to-date and reliable sources using basic thermodynamic relationships. The thermodynamic consistency and accuracy of the evaluated EOS data are also discussed by comparison with the available sources.