Development of 1D-CFD coupling method through benchmark analyses of SHRT tests in EBR-II

EBR-II自然循環試験ベンチマーク解析を通じた1D-CFD連成解析手法の開発

吉村 一夫; 堂田 哲広  ; 田中 正暁  ; 藤崎 竜也*; 村上 諭*; Vilim, R. B.*

Yoshimura, Kazuo; Doda, Norihiro; Tanaka, Masaaki; Fujisaki, Tatsuya*; Murakami, Satoshi*; Vilim, R. B.*

原子力機構では、ナトリウム冷却高速炉の設計最適化や安全強化のため、プラント全体応答から局所現象までの一貫した評価を可能とするマルチレベルシミュレーション(MLS)システムを構築している。MLSシステムによる連成手法の妥当性確認のため、1次元プラント動特性解析コードとしてSuper-COPDを、多次元熱流動解析コードとしてFluentを使用した1D-CFD連成解析手法をEBR-IIの自然循環試験に適用した。その結果、プラント全体応答を押さえつつ、上部プレナム,Z型配管やコールドプールの温度成層化現象(多次元熱流動現象)を予測可能であることを確認した。また、実測データとの比較から本手法の自然循環試験への適用性を確認した。

In Japan Atomic Energy Agency, the multilevel simulation system which enables consistent evaluation from the whole plant behavior to the local phenomena is being developed to optimize plant design and enhance the safety of sodium-cooled fast reactors. To validate the coupling method in the MLS system, the 1D-CFD coupling method using Super-COPD for 1D plant dynamics analysis and Fluent for multi-dimensional CFD analysis was applied to the analyses of loss of flow tests in EBR-II. It was confirmed that it could predict multi-dimensional thermal-hydraulic phenomena such as thermal stratification in the upper plenum, Z-shaped pipe, and cold pool, holding the whole plant behavior simultaneously. Moreover, the applicability of the 1D-CFD coupling method to the evaluation of the phenomena in natural circulation conditions was confirmed by comparing the results of the 1D-CFD couple analyses and the measured data.