Coolability evaluation of debris bed on core catcher in a sodium-cooled fast reactor

ナトリウム冷却高速炉におけるコアキャッチャーに関するデブリベッドの冷却性評価

松尾 英治*; 佐々 京平*; 小山 和也*; 山野 秀将   ; 久保 重信 ; Hourcade, E.*; Bertrand, F.*; Marie, N.*; Bachrata, A.*; Dirat, J. F.*

Matsuo, Eiji*; Sasa, Kyohei*; Koyama, Kazuya*; Yamano, Hidemasa; Kubo, Shigenobu; Hourcade, E.*; Bertrand, F.*; Marie, N.*; Bachrata, A.*; Dirat, J. F.*

炉心損傷事故(CDA)時に炉心から排出される溶融燃料は、下部ナトリウムプレナムで燃料冷却材相互作用により固化した粒子デブリになり、そのデブリは、原子炉容器の下部にあるコアキャッチャー上にベッドを形成する可能性がある。デブリベッドの冷却性評価は、コアキャッチャーの設計に必要である。本研究の目的は、ASTRID設計のために、コアキャッチャー上のデブリベッドの冷却性を評価することである。この目的のための第一歩として、デブリベッドのみをモデル化することにより、短期間及び後期の間に形成されたデブリベッドの冷却性計算が実施された。したがって、コアキャッチャーの設計及び崩壊熱除去系の詳細は、本論文では述べていない。全ての計算において、デブリベッド近くの冷却材温度はパラメータである。計算ツールは、一次元プラント動特性解析コード、Super-COPDに組み込まれたデブリベッドモジュールである。その評価は、短期間及び後期の間に形成されたデブリベッドが、コールドプール中のコアキャッチャー近くの十分な冷却材流量を確保する設計により冷却可能となることを示している。

Discharged molten-fuel from the core during Core Disruptive Accident (CDA) could become solidified particle debris by fuel-coolant interaction in the lower sodium plenum, and then the debris could form a bed on a core catcher located at the bottom of the reactor vessel. Coolability evaluations for the debris bed are necessary for the design of the core catcher. The purpose of this study is to evaluate the coolability of the debris bed on the core catcher for the ASTRID design. For this purpose, as a first step, the coolability calculations of the debris beds formed both in short term and later phase have been performed by modeling only the debris bed itself. Thus, details of core catcher design and decay heat removal system are not described in this paper. In all the calculations, coolant temperature around the debris bed is a parameter. The calculation tool is the debris bed module implemented into a one-dimensional plant dynamics code, Super-COPD. The evaluations have shown that the debris beds formed both in short term and later phase are coolable by the design which secures sufficient coolant flow around the core catcher located in the cold pool.