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SIMMER-III analysis of eagle-1 in-pile tests focusing on heat transfer from molten core material to steel-wall structure

EAGLE-1炉内試験における溶融物質の構造材壁への伝熱特性についてのSIMMER-IIIコードによる解析評価

豊岡 淳一; 神山 健司; 小西 賢介*; 飛田 吉春; 佐藤 一憲

Toyooka, Junichi; Kamiyama, Kenji; Konishi, Kensuke*; Tobita, Yoshiharu; Sato, Ikken

FBR実用化に向けての炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るため、EAGLEプロジェクトを進めている。EAGLE-1プログラムでのIGRを用いた炉内試験から得られたデータを元に、溶融物質の構造材壁への伝熱特性を評価し、SIMMERコードの適用性について検討を行った。その結果、熱伝導解析コードTAC2Dによる評価では構造材壁への熱流束は約10MW/m$$^{2}$$と見積もられた。また、熱流束の値は溶融物中にスティールが存在するか否かによって決まることがわかった。一方、SIMMERコードを用いた評価では高熱流束を模擬できず過小評価してしまうため、このような現象の評価には溶融物質と構造材壁の間の熱伝達係数を3$$sim$$5倍することが必要であることがわかった。これら一連の評価によりSIMMERコードのモデル改良の必要性が示された。

In this study, the heat flux from the molten core materials to the outer surface of the inner duct (the pool-to-duct heat flux) was evaluated based on all the EAGLE-1 in-pile experiments available. Through the evaluation, it was understood that the pool-to-duct heat flux was so high in all the in-pile experiments that the duct wall failed without coolant boiling in its behind. It was also indicated that the presence of steel in the molten core mixture played a key role in this high heat flux. Application of the SIMMER-III code for these tests suggested that some model improvements were necessary to simulate pool-to-duct heat transfer behavior in a mechanistic way.

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