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下部ヘッド固液混合溶融プールの熱的挙動に関するLIVE試験

LIVE experiment on thermal behavior of solid-liquid mixture pool in RPV lower head

間所 寛  ; Gaus-Liu, X.*; Cron, T.*; Fluhrer, B.*; St$"a$ngle, R.*; Wenz, T.*; Vervoortz, M.*; 山下 拓哉  ; 佐藤 一憲 ; 溝上 伸也

Madokoro, Hiroshi; Gaus-Liu, X.*; Cron, T.*; Fluhrer, B.*; St$"a$ngle, R.*; Wenz, T.*; Vervoortz, M.*; Yamashita, Takuya; Sato, Ikken; Mizokami, Shinya

福島第一原子力発電所(1F)2号機では、ペデスタル内部の構造物が比較的健全であることから、原子炉圧力容器(RPV)からペデスタル内部に移行した燃料デブリは比較的低温であり、下部ヘッド内部では、燃料デブリ中の酸化物成分が溶融する温度に至っておらず、金属成分が中心に溶融していたと推定される。RPV破損を推定するには下部ヘッド溶融プールの熱的挙動の把握が必要であるが、固液混合溶融プールに着目した試験は少なく、実験データの拡充が不可欠となっている。本研究では、独・カールスルーエ工科大学におけるLIVE試験装置を用いて、溶融プール形成過程及び伝熱挙動に関する試験を実施した。固液混合状態においても対流がある程度発達し、RPV側部に最も熱的負荷がかかることが分かった。

Since the structures inside the pedestal of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Unit 2 are relatively intact, the temperature of fuel debris relocated from the reactor pressure vessel (RPV) to the pedestal region is estimated to be rather low; oxide components remained solid and metallic components are molten. In order to predict the RPV failure, the molten pool behavior in the lower head is a key factor. Only a few experiments, however, addresses the transient heat transfer of solid-liquid molten pool. To enrich experimental database, melting and heat transfer behavior are investigated using the LIVE facility at Karlsruhe Institute of Technology. The results showed that convective heat transfer could take place in a solid-liquid mixture pool and the thermal loads on the vessel wall shifted from bottom upwards.

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