ナトリウム冷却高速炉の内部ダクトを有する燃料集合体内熱流動解析

Thermal-hydraulics analysis of fuel assembly with inner duct structure of a sodium-cooled fast reactor

菊地 紀宏  ; 今井 康友*; 吉川 龍志  ; 田中 正暁  ; 大島 宏之

Kikuchi, Norihiro; Imai, Yasutomo*; Yoshikawa, Ryuji; Tanaka, Masaaki; Ohshima, Hiroyuki

ナトリウム冷却高速炉システムの安全性強化に係る概念構築の一環として、シビアアクシデント時に炉心が溶融する遷移過程において早期に溶融燃料を炉心部から排出し、炉心部での再臨界を排除するため、燃料集合体内に内部ダクトを有する燃料集合体(FAIDUS)の採用を検討している。この内部ダクトの存在により冷却材の偏流や温度分布の非対称性が生じることが懸念されることから、原子力機構で開発してきた高速炉燃料集合体内熱流動解析コードSPIRALを用い、FAIDUS内の熱流動特性を詳細に確認することとした。先進型ナトリウム冷却大型高速炉の定格条件(暫定条件)を境界条件とするFAIDUSの熱流動解析を実施した結果、従来の正六角管型集合体の熱流動特性と同様な傾向を示し、特異な温度分布を示さないことを確認した。

A specific fuel assembly named FAIDUS (Fuel Assembly with Inner Duct Structure) has been developed as one of the measures to enhance safety of the reactor in the core disruptive accident (CDA) in JAEA. Thermal-hydraulics evaluations in FAIDUS under various operation conditions including the CDA are required to confirm its design feasibility. Therefore, numerical simulations by using thermal-hydraulics analysis program named SPIRAL developed in JAEA are conducted to analyze the thermal-hydraulics in the FAIDUS. Through the numerical simulation in the FAIDUS under tentative rated operation condition of an Advanced SFR, it was indicated that the flow and temperature distribution in the FAIDUS showed the same tendency as that in ordinary FA and specific characteristics was not observed.