ナトリウム冷却高速炉の一次冷却系統内非凝縮性ガス移行挙動評価手法の開発; タンク型炉内気泡挙動に対するディッププレートの影響

Development of evaluation method for the non-condensable gas behavior in primary coolant system of sodium-cooled fast reactor; Effect of dipped-plate on bubble behavior in pool type reactor

松下 健太郎 ; 江連 俊樹 ; 田中 正暁  ; 伊藤 啓*

Matsushita, Kentaro; Ezure, Toshiki; Tanaka, Masaaki; Ito, Kei*

日本原子力研究開発機構で開発整備を進めている一次冷却系統内の非凝縮性ガス挙動評価コードSYRENAを用い、タンク型炉を対象に、ホットプレナム液面部におけるカバーガス巻込みの抑制および液面揺動の防止を目的とする水平板(ディッププレート:D/P)を設置した場合の非凝縮性ガス移行挙動について解析を実施し、一次冷却系統内のガス移行挙動を調べた。解析では、D/Pの上下間の通過流量およびホットプレナム液面部におけるカバーガス巻込み量をパラメータとして変化させ、炉心入口におけるボイド率に与える影響について検討した。以上の結果、炉心入口ボイド率の観点では、D/P上下の通過流量の変化によって与えられる影響に比べ、液面部におけるガス巻込み量の変化による影響の方が大きいとの結果が得られた。このことから、D/P導入によるガス巻込み量の抑制効果は、一次冷却系統全体の非凝縮性ガスの蓄積量の抑制に効果的であるとの見通しを得た。

A numerical simulation code named SYRENA has been developed in Japan Atomic Energy Agency to analyze non-condensable gas behavior in primary coolant system. In this study, for a typical pool type reactor with a horizontal plate (dipped-plate:D/P) below the free surface of a hot plenum to suppress bubble entrainment into primary coolant system and to prevent fluctuation of free surface, non-condensable gas behavior in primary coolant system was evaluated with SYRENA. Parametric analyses was performed on sodium exchange flow rate through D/P and Ar bubble entrainment rate at free surface. It was clarified that effect on void fraction at core inlet by change of Ar bubble entrainment rate at free surface is greater than that by exchange flow rate through D/P. It was implied that suppressing Ar bubble entrainment at free surface by D/P suppressed increasing void fraction of the total bubbles in primary coolant system.