空冷時における燃料デブリ熱挙動推定技術の開発,7; 原子炉格納容器内熱挙動における燃料デブリの多孔質体内部構造の影響

Development of numerical simulation method to evaluate heat transfer of fuel debris in air cooling, 7; Effect of porous internal structure of fuel debris on thermal behavior in PCV

上澤 伸一郎  ; 小野 綾子 ; 山下 晋   ; 佐野 吉彦*; 吉田 啓之  

Uesawa, Shinichiro; Ono, Ayako; Yamashita, Susumu; Sano, Yoshihiko*; Yoshida, Hiroyuki

東京電力福島第一原子力発電所の原子炉格納容器(PCV)内燃料デブリの熱挙動を推定するため、JUPITERコードへの多孔質体モデル追加による燃料デブリ熱挙動解析手法の開発を進めている。本報では、燃料デブリの多孔質体内部構造として、気泡分散型、トラス構造型、粒子充填層型を仮定したときのPCV内熱挙動へ与える影響について報告する。各構造型に対して燃料デブリ内の温度分布を比較したところ、粒子充填層型の燃料デブリの温度が最も高かった。これは、燃料デブリの点接触を仮定した粒子充填層型では、有効熱伝導率が低く評価されたことに起因する。一方、気泡分散型では、燃料デブリが結合しているため有効熱伝導率が高く、最も燃料デブリ温度が低かった。トラス構造型は、両構造の中間値程度であった。PCV内の熱挙動は多孔質体内部構造により大きく異なり、より正確な熱挙動の推定には多孔質体内部構造を把握と、対応した有効熱伝導モデルの開発が必要である。

To evaluate the thermal behavior of fuel debris of porous media in primary containment vessels (PCVs) of TEPCO's Fukushima Daiichi nuclear power station for air cooling, JAEA has developed a numerical simulation method using JUPITER code with porous medium models. In this presentation, we report the numerical simulation results of the thermal behavior in the PCV considering three porous structures of fuel debris, such as bubble dispersion, truss structure, and particle packed bed types. The results showed the temperature of the fuel debris was different for each model. It is important to understand the porous structure of the fuel debris for the thermal behavior because the structure has a strong effect on it.