多様な作動流体を用いた場合に顕在化する重要熱流動課題の摘出

lnvestigation of thermal-hydraulic issues resulting in the use of various coolants

村松 壽晴; 山口 彰

not registered; Yamaguchi, Akira

[目的]本研究では、安全系の限定や多重性要求の合理化を行った場合、および多様な作動流体を冷却材として用いた場合に顕在化する熱流動課題を調査するとともに、温度成層化およびサーマルストライピングの両現象につき、作動流体を変化させた場合の特性変化を数値解析により評価することを目的とする。[方法]作動流体の違いから派生するプラント設計上の特徴、及び安全系の局限化に係わる設計概念の調査を行ない、主要な熱流動課題に関する定量的な評価検討を行なった。その結果に基づき、設計上留意すべき事項、さらには温度成層化およびサーマルストライピングに係わる熱流動上の特性を明らかにした。[主要な成果](1)熱流動課題の検討ガス冷却炉、及び重金属冷却炉で顕在化する課題を摘出した。・ガス炉:自然循環、流動振動(高流速に対する配慮)、減圧事故・重金属炉:温度成層化、流力振動(ランダム振動)、地震時のスロッシングさらに安全系の局限化に係わる課題として、原子炉容器のコンパクト化、及びRVACSに着目した課題を摘出した。(2)温度成層化およびサーマルストライピングに係わる熱流動上の特性評価数値解析により得られた各現象についての影響の程度の順列は、以下の通りである。・温度成層化:ガスナトリウム鉛・サーマルストライピング:ガス鉛ナトリウム

[Purpose] The work was performed to make clear thermal-hydraulic issues resulting in the use of various coolants for fast reactors. [Method] Plant design features due to a use of working fluid other than sodium and design concepts relating a simplification of safety related systems were investigated. And based on the results, quantitative evaluation was made on the topical themal-hydraulic issues. Then both thermal stratification and striping phenomena were evaluated by the used of thermo-hydraulics computer programs. [Results] (1)Thermal-hydraulic issues Topical thermal-hydraulic issues of gaseous and heavy metal cooled reactors were extracted. (a)Gas cooled reactors : natural circulation,flow-induced vibration, depressurization accident (b)Heavy metal cooled reactors : thermal stratification, flow-induced vibration, sloshing And also the thermal-hydraulic issues relating compact reactor assembly and RVACS were extracted resulting from a simplification of safety related systems. (2)Evaluation of thermal stratification and striping phenomena. The following order of affects for the phenomena was obtained: (a) Thermal stratification: CO Sodium Lead, (b) Thermal Striping: CO Lead Sodium