Validation and improvement of a numerical model for freezing and blockage formation of solid-liquid flow of molten fuel in the core disruptive accident of FBR

高速炉炉心損傷時における溶融燃料の固化・閉塞挙動に関する固液混相流モデルの検証と改良

青柳 光裕 ; 神山 健司  ; 飛田 吉春; 鈴木 徹

Aoyagi, Mitsuhiro; Kamiyama, Kenji; Tobita, Yoshiharu; Suzuki, Toru

ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷時における溶融燃料流出挙動の評価精度向上のため、高速炉安全解析コードSIMMERにおける溶融燃料の固化・閉塞挙動に関する固液混相流の解析モデルを検証し、モデルの改良を行った。本研究では溶融燃料の流出挙動の分離効果試験であるTHEFIS試験を参照データとした。当該試験の体系に準じた解析体系を設定して、SIMMERコードによる解析を行った。既存の解析モデルによって、概ね試験結果を再現したが、条件によっては試験と比べて融体の流動が過大に制限された。試験での物理現象と既存解析モデルを対比すると、解析モデルは固体粒子による流動抵抗を過大評価しており、このことが流動を制限する解析結果をもたらしたと考えられた。そこで、実現象に応じたモデルに改良を行い、改良モデルを適用した結果、試験結果をより適切に再現することが確認できた。

A numerical model for freezing and blockage formation of solid-liquid flow in the SIMMER code was validated in order to improve the accuracy in evaluating fuel discharge behavior in the core disruptive accident of FBR. The THEFIS experiment which investigated fuel discharge behavior was chosen as reference data in this study. The numerical conditions were set according to the experimental system. Although the experimental result was well simulated by using the existing numerical model of SIMMER, the melt flow was suppressed excessively in some cases. Overestimation of flow resistance by the solid particles in the numerical model was discovered though the comparison between the numerical model and the physical phenomenon in the experiment. The numerical model caused the excessive melt flow suppression. Therefore, we improved the numerical model to adapt to the actual phenomenon. Then, it was confirmed the improved numerical model brought more appropriate numerical results.