高速炉自然循環崩壊熱除去時炉心内熱流動現象に対するプラント動特性解析コードの適用性に関する研究

Study on applicability of fast reactor plant dynamics analysis code to core thermal hydraulics under natural circulation decay heat removal conditions

浜瀬 枝里菜 ; 堂田 哲広  ; 鍋島 邦彦  ; 小野 綾子 ; 大島 宏之

Hamase, Erina; Doda, Norihiro; Nabeshima, Kunihiko; Ono, Ayako; Ohshima, Hiroyuki

日本原子力研究開発機構では、ナトリウム冷却高速炉の設計及び安全評価用の解析手法の1つとしてプラント動特性解析コードSuper-COPDを開発している。本研究では、自然循環時の炉心内ナトリウム温度分布の予測精度を向上させるため、燃料集合体内摩擦損失係数導出方法の見直しを行った。本解析コードの妥当性確認の一環として、ナトリウム試験装置PLANDTLを用いた自然循環崩壊熱除去運転模擬試験の解析を実施したところ、炉心内ナトリウム温度分布の解析結果は試験結果とよく一致した。これにより、本解析コードが自然循環時の主要な炉心内熱流動現象である燃料集合体内/間の流量再配分、集合体間熱移行を適切に再現できることを示した。

A plant dynamics analysis code Super-COPD is being developed in JAEA for the design and safety assessments of sodium-cooled fast reactors (SFRs). In this study, the friction loss coefficients in the whole core thermal-hydraulic model was modified to improve the prediction accuracy of the sodium temperature distribution in a fuel subassembly under the natural circulation conditions. The modified whole core model was applied to analyses of experiments that were performed by using JAEA's test facility PLANDTL as a part of the code validation study. The obtained numerical results of sodium temperature distributions in the core showed good agreement with the measured data. It implies that the modified whole core model can properly reproduce dominant thermal-hydraulic phenomena in the core region under natural circulation conditions, i.e., flow redistribution among fuel subassemblies as well as in a fuel subassembly and inter-subassembly heat transfer.