Fundamental study on flow characteristics of disrupted core pool at a low energy level (Joint research)

低エネルギー炉心プールの流動特性に関する基礎的研究(共同研究)

守田 幸路*; Ryu, P.*; 松元 達也*; 福田 研二*; 飛田 吉春; 山野 秀将   ; 佐藤 一憲 

Morita, Koji*; Ryu, P.*; Matsumoto, Tatsuya*; Fukuda, Kenji*; Tobita, Yoshiharu; Yamano, Hidemasa; Sato, Ikken

液体金属高速炉の低エネルギー損傷炉心における炉心物質の流動性をモデル化するため、固体粒子が支配的な多相流の運動挙動について研究を行った。ダム堰崩壊実験及び気泡可視化実験の2つのシリーズの実験を行うとともに、実験の数値シミュレーションにより高速炉安全解析コードSIMMER-IIIの流体力学モデルについて検証した。実験解析から、SIMMER-IIIは粒子ジャミングモデルのモデルパラメータの調整によって固体粒子間の相互作用の多相流挙動への影響をある程度模擬できることがわかった。広範な流れ条件において固体粒子間の相互作用を適切に表すためには、より一般化されたモデルを用いてSIMMER-IIIを改良する必要がある。

Dynamic behaviors of solid-particle dominant multiphase flows were investigated to model the mobility of core materials in a low-energy disrupted core of a liquid metal fast reactor. Two series of experiments were performed, that is dam-break experiments and bubble visualization experiments. Verification of fluid-dynamics models used in the fast reactor safety analysis code SIMMER-III was also conducted based on the numerical simulations of these experiments. The experimental analyses show that SIMMER-III can, to some extent, represent effects of solid particle interaction on multiphase flow behaviors by adjusting model parameters of the particle jamming model. Further improvement of SIMMER-III with more generalized models is necessary to appropriately simulate interactions between solid particles in a wider range of flow conditions.