1/1.8縮尺液面部分モデルによる原子炉容器内ガス巻込み特性の評価; 原子炉起動時を対象とした低液位ガス巻込み特性の評価

Experimental investigation on gas entrainment in reactor vessel using 1/1.8th scale model; Evaluation of onset condition under low liquid level condition at startup operation

江連 俊樹 ; 木村 暢之; 飛田 昭; 宮越 博幸; 上出 英樹 

Ezure, Toshiki; Kimura, Nobuyuki; Tobita, Akira; Miyakoshi, Hiroyuki; Kamide, Hideki

高速炉サイクル実用化研究開発において、炉容器をコンパクト化したナトリウム冷却高速炉の開発を行っている。コンパクト化の結果、炉容器自由液面からのカバーガスの巻込み(ガス巻込み)が発生する可能性があり、その抑制が重要課題となっている。これまでの研究では、1/1.8縮尺の部分セクターモデル試験装置(部分モデル試験装置)により、設計妥当性を確認する試験を実施し、原子炉定格運転条件ではガス巻込みが抑制される見通しが得られている。一方で、原子炉起動時及び停止操作時にはナトリウム液位が低い条件での運転が想定され、これらの条件においてもガス巻込みが抑制可能か確認する必要がある。本研究では、実機起動時及び停止時に想定される低液位の運転条件を対象としたガス巻込み評価を行った。部分モデル試験装置を用いて、実機起動時運転相当条件を含めた低液位条件下でのガス巻込み発生条件を定量化し、D/Pを2重化することにより発生を防止できることを確認した。

An compact sodium-cooled fast reactor has been investigated in the Fast Reactor Cycle Technology Development Project. The compact-sizing may cause the cover gas entrainment (GE) at the free surface of reactor vessel. The prevention of gas entrainment is one of the significant thermal hydraulic issues. In the previous study, a water experiment in the 1/1.8 scale partial model was performed to check the adequacy of reactor design. From the result, it has been assured GE did not occur in the rated condition of reactor. However, there are the specific operating conditions with the low sodium level due to the thermal contraction concerning the cold startup or shutdown of reactor, where the sodium temperature is low. The objective of this study is to evaluate the onset condition of gas entrainment in those condition. The onset condition of GE was clarified in low liquid level. From the result, it was assured gas entrainment did not occur with the doubled D/P geometry.