Experimental and analytical investigations on aerosol washout in a large vessel with high spray coverage ratio simulating PWR containment spray

孫 昊旻   ; Leblois, Y.*; Gelain, T.*; Porcheron, E.*

Sun, Haomin; Leblois, Y.*; Gelain, T.*; Porcheron, E.*

PWRのシビアアクシデントシナリオにおいて、格納容器内エアロゾル状放射性物質の除去・保持のために、格納容器スプレイを用いることができる。そのために、高精度な除去効率の予測は安全評価上重要である。PWRの格納容器スプレイでは、84%-95%と高いスプレイカバー率が要求されるのに対して、既往研究では、そのような高いカバー率におけるエアロゾル除去実験はかなり限られている。本論文では、カバー率に着目し、スプレイによるエアロゾル除去現象の理解と除去効率評価モデル高度化のために、大型容器において実機相当のカバー率を有する体系のエアロゾル除去実験を実施し、詳細なエアロゾルと液滴特性の計測結果から除去特性を調査した。また、MELCORの除去モデルと実験結果を比較し、粒子径に対する除去効率の傾向が再現でき、大きい粒子径に対して過小評価となるものの、最小除去効率を有する小さい粒子径(0.52m)において良好な一致が得られることを示した。

In severe accident scenarios of PWR, containment spray can be employed to washout the aerosol of radioactive materials, retaining them in the containment. Therefore, it is crucial to correctly predict the washout efficiency for safety assessment. For a PWR, a high spray coverage ratio ( 84%-95%) is required. However, experimental studies on the washout with such a high coverage ratio in a large vessel are quite limited. To understand such a washout phenomenon for model development, aerosol washout experiments are performed in a large vessel with not only aerosol measurements but also spray droplet characterizations. The spray coverage ratios are experimentally confirmed to be compatible with a real PWR. The washout features are investigated in detail. The model in MELCOR is examined using the measured aerosol removal rate, showing the removal rate tendency against particle diameters being reproduced. Although a significant underestimation occurs for large particles, a satisfactory agreement is obtained for smaller ones (0.52 m in diameter) corresponding to the minimum removal rate and around.