Application of a large deformation method for self-leveling behavior of a debris bed

デブリベッドのセルフ・レベリング挙動への大変形解析手法の適用

田上 浩孝 ; 飛田 吉春

Tagami, Hirotaka; Tobita, Yoshiharu

ナトリウム型高速炉の場合、シビアアクシデント発生時に燃料溶融が発生し冷却材と接触すると微粒化され、構造物表面に堆積しデブリベッドを形成する。デブリベッドの安定冷却評価のためには、デブリベッドが冷却限界厚さを超えるかどうかを評価する必要がある。一方で、セルフ・レベリング挙動によりデブリベッド厚さが変化することから、デブリの挙動も含めて評価しなければならない。しかしながら、これを評価できる計算コードはこれまでに開発されてこなかった。本研究では、SIMMERコードを用いてセルフ・レベリング挙動を評価できるよう手法を開発する。この現象を解析するためには2つの手法が必要である。このため、巨視的モデルを組み込むとともに、大変形解析手法を固気液混相流に利用できるように修正した。修正を行ったSIMMERコードはセルフ・レベリング挙動に重要な2つの現象をよく再現しており、実機条件への適用に向けた基礎的部分が完成した。

When fuel melt occurs and it interacts with coolant in severe accidents in SFRs, it is solidified and fragmented to particles called as debris. The debris sediments and forms debris beds on structure surface. It is important to confirm whether its thickness exceeds the coolable limit to evaluate the coolability. On the other hand, because a self-leveling behavior relocates the debris and changes the bed thickness, the behavior also must be evaluated at the same time. However, no computer code to simulate this behavior exists. Therefore, this study aims at the development of computer code to simulate the self-leveling behavior on the SIMMER code. The development consists of two necessary steps. About the first step, a macroscopic model developed for fluidized bed is applied. For the second step, large deformation method is modified to be capable in multi-phase flow model. The developed code succeeded in reproducing two experiments relating to self-leveling behavior.