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Development of a coarse-mesh subchannel CFD model for prediction of core thermal-hydraulics in natural circulation conditions

疎メッシュサブチャンネルCFDモデルを用いた自然循環時原子炉容器内熱流動解析評価手法の開発

浜瀬 枝里菜 ; 三宅 康洋*; 今井 康友*; 堂田 哲広  ; 小野 綾子 ; 田中 正暁  

Hamase, Erina; Miyake, Yasuhiro*; Imai, Yasutomo*; Doda, Norihiro; Ono, Ayako; Tanaka, Masaaki

ナトリウム冷却高速炉の安全性強化のため、浸漬型直接炉内冷却器(D-DHX)による自然循環崩壊熱除去システムの開発を進めている。D-DHXを用いた場合、炉心と炉上部プレナム間の相互作用(炉心-プレナム相互作用)が生じるため、炉容器全体を一括して取り扱う多次元熱流動評価手法(RV-CFD)の構築が必要となる。本研究では、実炉解析に向けて、集合体のモデル化に着目し、解析精度を確保しながら、計算負荷低減が可能なサブチャンネルを複数個合わせた疎メッシュサブチャンネルCFDモデルを開発し、RV-CFDの炉心部に適用した。PLANDTL-1試験解析の結果、自然循環時における炉心-プレナム相互作用を精度よく評価できることを確認した。

To enhance the safety of sodium-cooled fast reactors, the natural circulation (NC) decay heat removal systems with a dipped-type direct heat exchanger (D-DHX) have been investigated. During the D-DHX operation, since the core-plenum interaction occurs, the reactor vessel model using a computational fluid dynamics code (RV-CFD) is required to be established. Previously, the CFD model based on the subchannel analysis was developed. In this study, to achieve lower computational cost maintaining the prediction accuracy, the coarse-mesh subchannel CFD (CMSC) model was developed, and was incorporated into the core of RV-CFD. As a result of PLANDTL-1 test analysis, the RV-CFD with the CMSC model can reproduce the core-plenum interaction under NC conditions.

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分野:Nuclear Science & Technology

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