Validation of subchannel analysis code to thermal-hydraulic design of fuel assembly with inner duct structure of an advanced sodium-cooled fast reactor

先進型ナトリウム冷却高速炉に用いる内部ダクトを有する燃料集合体の熱流動設計に係るサブチャンネル解析コードの妥当性確認

菊地 紀宏  ; 今井 康友*; 吉川 龍志  ; 田中 正暁  

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

先進型ナトリウム冷却高速炉の安全性強化に係る検討の一環として、シビアアクシデント時において溶融燃料を早期に炉心部から排出して再臨界を排除するため、内部ダクトを有する燃料集合体(FAIDUS)の採用が検討されている。設計ツールであるサブチャンネル解析コードASFREを用いてFAIDUS内の熱流動特性を評価したがリファレンスとなるデータがなく妥当性確認は十分とは言い難い。本研究では、まず、高流量条件下でのFAIDUS及び通常体系の集合体に対して詳細熱流動解析コードSPIRALにより解析を行い、ASFREによる解析結果と比較を行って妥当性確認を行った。両者の解析結果はよい一致を示し、その比較により、ASFREのFAIDUS熱流動設計への適用性について見通しを得た。

In design study of an advanced sodium-cooled fast reactor, adoption of Fuel Assembly (FA) with Inner DUct Structure (FAIDUS) has been investigated as one of the measures to enhance safety of the reactor. Numerical simulation of FAIDUS using subchannel analysis code named ASFRE for a design tool of FA was previously conducted to confirm its applicability to the thermal-hydraulics analysis in FAIDUS. In this study, numerical simulations of FAIDUS and a typical FA using detailed analysis code named SPIRAL under a high flow rate condition were performed. Numerical results using SPIRAL and ASFRE were well comparable. Applicability of ASFER for a thermal-hydraulic design tool of FAIDUS was potentially indicated in comparison with the results of SPIRAL.