Comparison of two-phase critical flow models for estimation of leak flow rate through cracks

亀裂における漏えい量推定のための2つの臨界流モデルの比較

渡辺 正*; 勝山 仁哉  ; 真野 晃宏 

Watanabe, Tadashi*; Katsuyama, Jinya; Mano, Akihiro

冷却材の漏えいは冷却材喪失事故が発生する前に検出できることから、破断前漏えいの観点から、原子炉機器における貫通亀裂からの冷却材の漏えい量を精度よく推定することは安全上重要である。本研究では、2つの代表的な非均質臨界流量評価モデル(Henry-FauskeモデルとRansom-Trappモデル)を用いて、システム解析コードにより得られた2相流の臨界漏えい量の計算結果を比較した。その結果、Henry-Fauskeモデルを用いた場合、亀裂内で圧力の低下と蒸気生成が起きるため、漏えい量が大きく評価されることが分かった。これは、漏えい量は構造物の温度の影響を受けないものの、亀裂表面の粗さの影響を大きく受けること示唆した結果である。

The estimation of leak flow rates through narrow cracks in structures is of importance for nuclear reactor safety, since the leak flow could be detected before occurrence of loss-of-coolant accidents. The two-phase critical leak flow rates are calculated using the system analysis code, and two representative non-homogeneous critical flow models, Henry-Fauske model and Ransom-Trapp model, are compared. The pressure decrease and vapor generation in the crack, and the leak flow rates are found to be larger for the Henry-Fauske model. It is shown that the leak flow rates are not affected by the structural temperature, but affected largely by the roughness of crack surface.