使用済み燃料プールの事故時の安全性向上に関する研究,23; 被覆管酸化反応を考慮したSFP事故事象のCFD解析

Study on improvement of safety for accident conditions in spent fuel pool, 23; CFD analysis for the loss of coolant accident in SFP with Zircalloy-2 cladding oxidation model

東條 匡志*; 金沢 徹*; 小林 謙祐*; 後藤 大輔*; 根本 義之  ; 加治 芳行  

Tojo, Masayuki*; Kanazawa, Toru*; Kobayashi, Kensuke*; Goto, Daisuke*; Nemoto, Yoshiyuki; Kaji, Yoshiyuki

使用済み燃料プール(SFP)における冷却材喪失事故時には、水蒸気中/空気中に露出した燃料棒の温度が崩壊熱により上昇し、原子炉建屋内全域に渡る自然対流により冷却される。これの模擬として、大規模自然対流場における解析結果をもとに境界条件を設定した使用済み燃料ラック及び使用済み燃料体系の数値流体力学(CFD)解析を行い、酸化反応量, 残存酸素量, 被覆管温度を評価した。その結果、高温となる発熱有効長下端水位条件では、燃料上部からの空気流入も少なく、酸化反応によりチャネルボックス内の酸素が枯渇するため酸化反応が抑制されることが分かった。

Computational fluid dynamics (CFD) analysis for the loss of coolant accident in spent fuel pool (SFP) with Zircalloy-2 cladding was conducted. In the higher region of spent fuel rack internal, oxygen content in the atmosphere was decreased because of oxigen consumption during the oxidation reaction of cladding material. This oxygen depression is thought to surpress the oxidation of claddings.