高速実用炉蒸気発生器における伝熱管破損事象評価手法の開発; 研究全体計画

Development of multi-physics numerical simulation system for sodium-water reaction phenomena in steam generator of sodium-cooled commercial fast reactors; R&D plan

大島 宏之; 山口 彰*; 奈良林 直*; 出口 祥啓*

Ohshima, Hiroyuki; Yamaguchi, Akira*; Narabayashi, Tadashi*; Deguchi, Yoshihiro*

ナトリウム(Na)冷却高速炉の蒸気発生器(SG)内で伝熱管が破損すると、Na中に水・蒸気が漏洩して反応ジェットを形成し、隣接伝熱管に損傷が拡大する可能性がある。本研究は、実用高速炉のSGの合理的な安全防護と財産保護、社会的受容性の向上に資することを目的として、Na-水反応現象の機構論的解明とモデル化を行い、さまざまな設計オプションに対して早期検知や破損伝播の評価ができる汎用性の高い解析評価手法を構築するものである。本報では、構築するマルチフィジックス解析評価システムの研究開発計画概要を報告する。

When a heat transfer tube is failed in a steam generator (SG) of a sodium-cooled fast reactor (SFR), pressurized water and/or water vapor leaks into liquid sodium surrounding the tube and forms a reacting jet with high temperature. This reacting jet might cause the secondary failure of adjacent heat transfer tubes due to wastage or over-heating tube rapture resulting in undesirable development of the accident. Therefore, the sodium-water reaction phenomenon (SWR) is one of most important issues for the design and safety assessment of SFRs. This paper describes the research and development plan of a new multi-physics numerical simulation system which is based on mechanistic and theoretical modeling of the SWR rather than empirical modeling and can contribute to detailed and quantitative evaluations of the SWR in any types of SGs including commercial SFRs.