Numerical study on inert gas behavior in fast reactor primary coolant system; Inert gas accumulation at HPP and consideration of gas elimination system

高速炉1次冷却系における不活性ガスの数値解析;高圧プレナムにおける不活性ガスの蓄積とガス抜き装置の検討

高田 孝*; 小中 祐至*; 山口 彰*; 伊藤 啓; 大野 修司  ; 大島 宏之

Takata, Takashi*; Konaka, Yuji*; Yamaguchi, Akira*; Ito, Kei; Ohno, Shuji; Ohshima, Hiroyuki

本研究では、高速炉炉心のエントランスノズル部における不活性ガス気泡挙動を理論および数値解析によって評価する。まず、FLUENTコードを用いて3次元流動場の計算を行い、低濃度気泡流に対して適用できるOne-way気泡追跡法による3次元気泡追跡解析を行った。その結果に基づいて、ナトリウム冷却高速炉の高圧プレナム部における気泡蓄積挙動を定量的に評価できるモデルを開発し、フローネットワークコードSYRENAによって評価を行った。さらに、気泡除去(ガス抜き)装置について検討を行うため、様々な対策構造の効果について定量的な評価を行った。

In this paper, a model of bubble transport at entrance nozzle has been developed based on theoretical and computational methods. For this purpose, a three-dimensional analysis of dynamic bubbles behavior has been carried out by using one-way bubble tracking method which is specified to a bubble flow under a low void fraction. A commercial CFD tool, FLUENT Ver. 6.3.26 is used for three-dimensional flow field analyses. Then the gas accumulation at a high pressure plenum (HPP) of sodium-cooled fast rector has been quantitatively-assessed by implementing the developed model in SYRENA code. Furthermore, gas elimination (bubble removal) systems have been considered and the quantitatively-assessment has been carried out in order to investigate the effect of each measure to the accumulation of gas at the HPP.