ナトリウム冷却高速炉の自由液面からのガス巻込み評価手法に関する実験,1; PIVによる実験体系内の速度分布の評価

Experiment on gas entrainment evaluation method from free liquid surface in a sodium-cooled fast reactor, 1; Measurement of velocity distributions in the experimental flow area by PIV method

小林 駿輔*; 遠藤 和紀*; Jasmine, H.*; 堺 公明*; 松下 健太郎  ; 江連 俊樹 ; 田中 正暁  

Kobayashi, Shunsuke*; Endo, Kazuki*; Jasmine, H.*; Sakai, Takaaki*; Matsushita, Kentaro; Ezure, Toshiki; Tanaka, Masaaki

ナトリウム冷却高速炉の原子炉容器内では、ナトリウム冷却材を覆う不活性ガスであるカバーガスから主冷却系へのガス巻込み(GE)が想定され、気泡が炉心を通過する際に反応度のじょう乱が生じることが懸念される。従来、GE予測には静的渦伸長理論に基づく評価手法が用いられてきた。しかし、この方法では、広い液面における非定常移動渦によるGEの発生が過大評価されることが知られており、非定常移動渦の現象を理解するために、基礎的な水体系の実験により実験データが蓄積されてきた。本研究では、非定常移動渦から成長するガスコアが観測される実験系において、粒子画像流速測定法(PIV)によりGEが発生する条件下での速度分布を測定した。

Assuming gas entrainment (GE) to the main coolant circulation system from cover gas which is an inert gas to cover sodium coolant in a reactor vessel of the sodium cooled fast reactor, there is a concern that reactivity disturbance will occur when bubbles pass through the reactor core. Conventionally, an evaluation method based on static vortex extension theory has been employed for the GE prediction. However, it is known that the method gives rather overestimation for the GE occurrence from the unsteady traveling vortex dimple at the wide liquid surface. In order to contribute to understand the phenomena, experimental data have been accumulated by the basic water experiment. In this study, the velocity distributions were measured under the conditions where GE occurs by particle image velocity (PIV) measurement in an experimental system to observe the gas cores that grow from the unsteady traveling vortex dimple.