Numerical simulation of the melt relocation behavior in fuel assembly scale structures

燃料集合体スケールでの溶融移行挙動数値シミュレーション

山下 晋   ; 徳島 二之; 吉田 啓之  ; 倉田 正輝 

Yamashita, Susumu; Tokushima, Kazuyuki; Yoshida, Hiroyuki; Kurata, Masaki

過酷事故時炉心溶融進展の詳細な予測と過酷事故解析コードの予測精度向上に資するために、原子力機構では炉心溶融挙動を現象論的に評価するための解析コードJUPITERの開発とそれを検証するための模擬実験を実施している。本研究では、JUPITERを実機を正確に模擬した燃料支持構造物体系での溶融移行挙動解析と、JUPITERの有効性を確認するために燃料支持構造物を簡略模擬した体系における溶融物移行挙動実験との定性的な比較を行った。その結果、実験解析では実験結果と同様な傾向を示すことが明らかになり定性的ではあるがJUPITERの有効性を確認することができた。また、詳細な炉内構造物中の移行挙動解析では、非常に複雑な構造物中においても安定的に計算ができることを確認した。これらより、JUPITERは溶融移行挙動を詳細に予測する能力を有することが明らかになった。

To simulate each process of the core melt progression in detail and contribute the improvement of severe accident analysis codes, we have performed the melt relocation experiments by using simplified fuel support pieces of the BWR. In addition, we are developing a numerical simulation code, JUPITER, to simulate the melt relocation in a fuel assembly scale. In this study, the JUPITER was applied to numerical simulations of the melt behavior of the complicated fuel support structures and the melt relocation experiment. As a result, the JUPITER is able to simulate melt relocation behavior in the complicated structures stably, and showed good agreement with the experimental results qualitatively. Therefore, it was confirmed that the JUPITER has potential to provide accurate understanding of the melt relocation behavior. In the near future, in order to simulate the more realistic behavior of the melt relocation, we will implement the eutectic reaction model to the JUPITER and also proceed the experimental analysis.