乾式リサイクルシステム解析コードの開発(その2)-カソードプロセッサ蒸留解析コードの適用検討とプロセスセル冷却系検討及び除熱評価-

Development of system analysis code for pyrochemical process using molten salt electrorefining part2; Cathode processor calculation code with distillation process and parameter surveys using developed analytical model for cooling system of pyrochemical process cell

伊崎 誠; 戸澤 克弘; 掛樋 勲

not registered; Tozawa, Katsuhiro; Kakehi, Isao

本研究は、従来のPurex再処理法と異なるシステム概念の乾式リサイクルシステム(乾式再処理)・金属電解法について、主要機器であるカソードプロセッサ(蒸留器)の蒸留挙動を模擬し、処理時間及び物質収支などを把握するための蒸留解析コードの検証、及びプロセスセルの冷却挙動解析をパーソナルコンピュータ上で実施できるように作成した解析モデルを用いた冷却系のパラメータサーベイを実施したものである。これらは、乾式リサイクルシステム・金属電解法の構築、評価のためのシステム解析ツール(設計ツール)開発の一環として行ったものである。 蒸留解析コードについては昨年度開発したコードについて、Cdの蒸留挙動の内、主として蒸発量に関して理論値と比較した検証を行った。その解析結果は、適切なメッシュサイズ、時間ステップ等を入力することにより比較的良い一致を示すことが確認され、今後の蒸留装置の設計ツールとして使用できる目途を得ることが出来た。 冷却系のパラメータサーベイは今後のセル内冷却系の設計及び評価に資するため、乾式再処理セル内の冷却方式 4ケースに対して、通常状態及び低流量状態の徐熱性について定常解析を行った。その結果、セル冷却については下部には各発熱機器を冷却する流れを必要最小限確保し、上部にはバルクのセル冷却を確保するような冷却方法とすることが望ましいと考えられることが分かった。

This report describes accomplishment of development of a cathode processor calculation code to simulate the mass and heat transfer phenomena with the distillation process and parameter survey using developed analytical model for cooling behavior of the pyrochemical process cell on personal computers. The pyrochemical process using molten salt electrorefining would introduce new technologies for new fuels of particle oxide, particle nitride and metallic fuels. Evaporation calculations using cathode processor calculation code with distillation process, which was developed in 2000, were evaluated. By selecting proper input data (time step, mesh size etc.), the results showed that the present code agreed well for the evaporation rate of cadmium., and the capability of the distillation process design and simulation with the code has been confirmed. Parameter surveys using developed analytical model were performed for the purpose of reflection of cooling system design of the pyrochemical process cell. 4 cases of cooling flow patterns were surveyed at the normal and low flow rate conditions. From the result of parameter surveys, It was shown that the cooling pattern with direct cooling for heating facilities in the lower cen and balk cooling for upper cell is desirable.