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Numerical analysis on air ingress behavior in GTHTR300H

GTHTR300Hにおける空気浸入現象に関する数値解析

武田 哲明; Yan, X.; 國富 一彦

Takeda, Tetsuaki; Yan, X.; Kunitomi, Kazuhiko

日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)では、高温ガス炉システムの研究開発に関し、原子炉技術と核熱利用技術に関する研究開発を進めている。特に、原子炉技術の開発においては、高温工学試験研究炉(High Temperature engineering Test Reactor: HTTR)を用いて、技術基盤の確立と高温ガス炉技術の高度化に関する研究を進めてきた。原子力機構が設計研究を進めている電気出力約300MWeのブロック型高温ガス炉水素製造システム(Gas Turbine High Temperature Reactor for Hydrogen: GTHTR300H)に関する安全設計の成立性を検討するための事前解析として行った配管破断減圧事故時の空気浸入事象の解析結果を示し、GTHTR300Hのプラント配置による空気浸入防止方法等の検討結果をまとめた。GTHTR300Hでは、熱交換器容器に充填されたヘリウムガスが炉心部への空気浸入を妨げる効果を有することがわかった。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been developing the analytical code for the safety characteristics of the HTGR and carrying out design study of the gas turbine high temperature reactor of 300 MWe nominal-capacity for hydrogen production, the GTHTR300H (Gas Turbine High Temperature Reactor 300 for Hydrogen). The objective of this study is to clarify safety characteristics of the GTHTR300H for the pipe rupture accident. A numerical analysis of heat and mass transfer fluid flow with multi-component gas mixture has been performed to obtain the variation of the density of the gas mixture, and the onset time of natural circulation of air. From the results obtained in this analysis, it was found that the duration time of the air ingress by molecular diffusion would increase due to the existence of the recuperator in the GTHTR300H system.

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