Study on loss-of-cooling and loss-of-coolant accidents in spent fuel pool, 5; Investigation of cooling effects of SFP spray and alternate water injection with MAAP code

使用済み燃料プールの冷却機能不全、冷却水損失事故に関する研究,5; MAAPコードによるSFPスプレイと代替給水による冷却効果の検討

西村 聡*; 佐竹 正哲*; 西 義久*; 根本 義之  ; 加治 芳行  

Nishimura, Satoshi*; Satake, Masaaki*; Nishi, Yoshihisa*; Nemoto, Yoshiyuki; Kaji, Yoshiyuki

使用済燃料プール(SFP)で冷却機能喪失事故あるいは冷却材喪失事故が発生した場合、使用済燃料の冷却性確保の観点から、SFPに注水してプール水位を維持する必要がある。本講演では、別途提案した空気中Zr酸化反応モデルを新たに組み込んだMAAPコード5.05ベータを使用してSFPを対象とした事故進展解析を実施し、SFPスプレイおよび代替注水実施時の燃料冷却効果を評価した結果について報告する。SFPスプレイの評価においては、崩壊熱、スプレイ水の燃料集合体にかかる割合、スプレイ水滴の直径、スプレイ開始時間を解析パラメータとして用いた。使用後4ヶ月冷却した燃料を格納したSFPに、12.5kg/s (200GPM)のスプレイをSFP冷却水喪失後4時間後から使用し、その際のスプレイ水の30%が燃料集合体にかかると想定した場合、燃料被覆管の最高温度は1000K以下に抑えることができ、被覆管の破損が防げることが示された。

In this study, accident progression analyses in the SFP were performed to investigate cooling effects of the SFP spray and an alternate water injection in the loss-of-pool water accident with MAAP ver. 5.05 beta. Fuel cladding oxidation model which was created by JAEA based on their experimental data was selected and applied in the present calculations. In case of an assessment of SFP spray effects, decay heat, spray fraction going into the fuel assembly, spray droplet diameter, spray start time were selected as analytical parameters. When the SFP spray of 12.5 kg/s (200 GPM) starts 4 hours after the onset of the accident against the spent fuels with 4 months cooling and if the spray fraction going into the fuel assembly is greater than 30%, the maximum cladding temperature can be maintained under 727C (1000 K), resulting in avoiding the cladding failure.