Transient heat transfer characteristics between molten fuel and steel with steel boiling in the CABRI-TPA2 test

CABRI-TPA2試験におけるスティール沸騰を伴う燃料-スティール間の過渡熱伝達特性

山野 秀将  ; 小野田 雄一 ; 飛田 吉春; 佐藤 一憲 

Yamano, Hidemasa; Onoda, Yuichi; Tobita, Yoshiharu; Sato, Ikken

高速炉安全研究の一部であるCABRI-RAFTプログラムにおけるTPA2試験では、溶融燃料/スティール混合物における燃料-スティール間熱伝達特性を調べた。この試験はフランスのCABRI炉で行われ、富化度12.3%のUOペレットにステンレススティール球を埋め込んだ試験カプセルを使用した。予熱過程を経て、そのカプセルに過出力を印加し、燃料の溶融とスティールの蒸発を実現させた。観察されたスティール蒸気圧はかなり低く、燃料-スティール間熱伝達を有意に制限するメカニズムの存在を示唆した。SIMMER-IIIによる実験データの詳細評価により、スティール球の表面で生成した蒸気がスティール自身を取り囲み溶融燃料との接触を阻害するという一つの解釈を導き出した。

In the TPA2 test of the CABRI-RAFT program which is part of a fast reactor safety study, fuel-to-steel heat transfer characteristics within a molten fuel/steel mixture system were investigated. This test was performed in the French CABRI reactor and used a test capsule containing fresh 12.3% enriched UO pellets with embedded stainless steel balls. Following a pre-heating phase, the capsule was subjected to a transient overpower resulting in fuel melting and steel vaporization. The observed steel vapor pressure build-up was quite low suggesting presence of a mechanism significantly limiting the fuel-to-steel heat transfer. A detailed experimental data evaluation by SIMMER-III led to one possible interpretation that the steel vaporization at the surface of the steel ball blanketed the steel from the molten fuel.