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先進的なナトリウム冷却高速炉の炉心出口部におけるサーマルストライピング現象に関する水流動試験,1; 制御棒周辺部の温度変動緩和対策の提案

Water experiments on thermal striping phenomena at the core outlet of an advanced sodium-cooled fast reactor, 1; Proposal of countermeasures to mitigate temperature fluctuations around control rods

小林 順 ; 相澤 康介 ; 江連 俊樹 ; 栗原 成計 ; 田中 正暁 

Kobayashi, Jun; Aizawa, Kosuke; Ezure, Toshiki; Kurihara, Akikazu; Tanaka, Masaaki

先進的なナトリウム冷却高速炉の炉内構造物(UIS)の底部板において、燃料集合体からの高温のナトリウムが制御棒チャンネルやブランケット集合体からの低温のナトリウムと混合する。炉心出口と低温チャンネル間の異なる流体温度の混合によって発生する温度変動は、UIS下部周辺の構造物に対して、高サイクル熱疲労の原因となる可能性がある。このため、Advanced-SFRの上部プレナムを1/3スケール60度セクタでモデル化した試験体を使用して、UIS下部周辺で発生する有意な温度変動に対する対策を試験する水流動試験を行った。その結果、温度変動強度を緩和する対策の効果が確認された。

Hot sodium from the fuel assembly can mix with cold sodium from the control rod (CR) channel and the blanket assemblies at the bottom plate of the Upper Internal Structure (UIS) of Advanced-SFR. Temperature fluctuation due to mixing of the fluids at different temperature between the core outlet and cold channel may cause high cycle thermal fatigue on the structure around the bottom of UIS. A water experiment using a 1/3 scale 60 degree sector model simulating the upper plenum of the Advanced-SFR has been conducted to examine countermeasures for the significant temperature fluctuation generated around the bottom of UIS. We focused on the temperature fluctuations near the primary and backup control rod channels, and studied the countermeasure structure to mitigate the temperature fluctuation through temperature distribution and flow velocity distribution measurements. As a result, effectiveness of the countermeasure to mitigate the temperature fluctuation intensity was confirmed.

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