Heat conduction analyses on rewetting front propagation during transients beyond anticipated operational occurrences for BWRs

BWRでの運転時の異常な過渡変化を超える過渡事象におけるリウェット点の伝播に関する熱伝導解析

与能本 泰介 ; 柴本 泰照 ; 佐藤 聡 ; 岡垣 百合亜  

Yonomoto, Taisuke; Shibamoto, Yasuteru; Satou, Akira; Okagaki, Yuria

BWRの運転時の異常な過渡変化を超える過渡事象におけるドライアウトした燃料表面のリウェット挙動に関して、当研究グループで以前実施した研究では、リウェット直前の冷却として定義する先行冷却により、その伝播速度が強く支配されることが示された。本研究では、この先行冷却の特徴を把握するために、実験結果に対して、さらに工学解析と熱伝導解析を実施した。特徴把握のため、まず、先行冷却を熱伝達率評価値を用いて定量的に定義し、先行冷却が開始するタイミングでの被覆管温度の関数としてリウェット速度を検討した。その結果、リウェット点近傍での最大伝熱量によりリウェット速度が制限される傾向が示され、熱伝導解析の結果と整合した。

Our previous study investigated the rewetting behavior of dryout fuel surface during transients beyond anticipated operational occurrences (AOOs) for BWRs, which indicated the rewetting velocity was significantly affected by the precursory cooling defined as cooling immediately before rewetting. The present study further investigated the previous experiments by conducting additional experimental and numerical heat conduction analyses to characterize the precursory cooling. For the characterization, the precursory cooling was firstly defined quantitatively based on evaluated heat transfer rates; the rewetting velocity was investigated as a function of the cladding temperature immediately before the onset of the precursory cooling. The results indicated that the propagation velocity appeared to be limited by the maximum heat transfer rate near the rewetting front. This limitation was consistent with results of the heat conduction analysis.