Validation and applicability of reactor core modeling in a plant dynamics code during station blackout

全交流電源喪失に対する原子炉解析モデルの妥当性及び適用性の確認

森 健郎 ; 大平 博昭; 素都 益武 ; 深野 義隆  

Mori, Takero; Ohira, Hiroaki; Sotsu, Masutake; Fukano, Yoshitaka

長期全交流電源喪失(SBO)のようなシビアアクシデントに対する安全対策は、高速増殖原型炉であるもんじゅにおいても求められており、その検討のためにプラント動特性解析コードの妥当性確認が必要である。これまでに自然循環時に重要な現象となる集合体間熱移行及び炉心冷却材の流量再配分を考慮するために、原子炉全集合体モデルが開発され、試験施設やプラントで実施された自然循環試験に基づき、妥当性確認が実施された。本研究では、もんじゅにおけるSBOの評価を合理的に行うために、同モデルをもんじゅの炉心解析モデルに適用し、熱出力40%タービントリップ試験の解析を実施した。試験結果をよく模擬できており、同モデルの圧力損失モデルが妥当であることを確認した。また、同モデルを用いてSBOの解析を実施した結果、集合体間熱移行及び流量再配分の効果によって集合体出口ナトリウム温度のバラツキが小さくなり、均一な温度となることを確認した。炉心冷却材の最高温度を合理的に評価するためには、両現象を集合体毎に適切にモデル化する必要があり、同モデルの有用性を確認した。

Since safety measures against severe accidents (SAs) such as a long-term station blackout (SBO) are required for Japanese prototype fast breeder reactor Monju, a validation is necessary for the plant dynamics code during SBO. In order to take into account the phenomena in natural circulation: a heat transfer among subassemblies and a flow redistribution, a whole core model has been developed for the plant dynamics code, Super-COPD. This model has been validated by test results of natural circulation in actual facility. In this study, this whole core model was applied to Monju core to evaluate safety measures against SBO, and the pressure loss model of Monju was validated by comparing with results of the plant trip test from the power of 40%. In addition, an analysis was conducted for SBO to investigate the applicability of this model to Monju. The applicability of this model was confirmed by comparing with analytical results using the model without heat transfer between assemblies.