Development of hydrogen behavior simulation code system; Outline of code system and validation using existing data

水素挙動予測システムの開発; システムの概要と既存データによる検証

寺田 敦彦  ; 松本 昌昭*; 杉山 均*; 上地 優; 門脇 敏*; 日野 竜太郎

Terada, Atsuhiko; Matsumoto, Masaaki*; Sugiyama, Hitoshi*; Kamiji, Yu; Kadowaki, Satoshi*; Hino, Ryutaro

福島第一原子力発電所事故では、被覆管の酸化によって発生した大量の水素が原子炉建屋に漏洩し、水素爆発が引き起こることで環境に深刻な影響を与えるに至った。原子力発電所の安全対策のさらなる向上に向けて、特にシビアアクシデント時における、拡散流動、燃焼、爆発による構造物への影響を考慮した水素挙動を予測するシステムの開発を進めている。このシステムは、多くの研究者, 技術者を支援するために様々なCFD、及びFEMのツールで構成されている。本報では、開発を進めているシステムの概要と配管破断試験の予備解析にて良好な機能検証がえられた結果等を報告する。

In the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (NPS) accident, hydrogen was generated by oxidation reaction of the cladding and water etc, then leaked into the NPS building, and finally led to occurrence of hydrogen explosion in the building. This resulted in serious damage to the environment. To improve the safety performance of the NPS, especially on the hydrogen safety under severe accident conditions, a simulation code system has been developed to analyze hydrogen behaviors including diffusion, combustion, explosion and structural integrity evaluation. This developing system consists of CFD and FEM tools in order to support various hydrogen user groups of students, researchers and engineers. Preliminary calculated results obtained with above mentioned tools, damage of piping induced by hydrogen combustion, agreed well with existing test data.