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論文

高速実験炉「常陽」臨界30周年記念報告会及び技術講演会

仲井 悟; 青山 卓史; 伊藤 主税; 山本 雅也; 飯島 稔; 長沖 吉弘; 小林 淳子; 小野田 雄一; 大釜 和也; 上羽 智之; et al.

高速実験炉「常陽」臨界30周年記念報告会及び技術講演会, 154 Pages, 2008/06

「常陽」臨界30周年を機に、平成19年6月6日、約600人の参加を得て技術講演会, 記念報告会, 施設見学会等を開催した。技術講演会では、日仏米3か国の原子力開発の現状と今後の高速増殖炉開発における「常陽」への期待が表明された。また、記念報告会では、来賓からご祝辞をいただくとともに、ランドマーク賞授与式、神津カンナ氏の講演、地域との共生への取り組みに関する地元大洗町及び原子力機構の報告などがなされた。

論文

平成17年度第1回社内公募型研究推進連絡会; 2005年5月30日開催

永田 武光

サイクル機構技報, (28), p.80 - 84, 2005/09

平成17年5月30日に、東濃地科学センター第1・2会議室にて「平成17年度第1回社内公募型研究推進連絡会」を開催した。本連絡会の発表概要をサイクル機構技報に掲載する。

論文

核燃料サイクル創造的工学研究報告会(平成17年度第2回社内公募型研究推進連絡会を兼ねる); 2005年7月28日開催

永田 武光

サイクル機構技報, (28), p.70 - 72, 2005/09

平成17年7月28日に、若狭湾エネルギー研究センター第2研修室にて「平成17年度第2回社内公募型研究推進連絡会(核燃料サイクル創造的工学研究報告会を兼ねる)」を開催した。本連絡会の発表概要をサイクル機構技報に掲載する。

論文

高速増殖炉サイクルの研究開発; 高速増殖炉の研究開発

永田 武光

サイクル機構技報, (28), p.95 - 98, 2005/09

平成16年度第1四半期(平成16年8月$$sim$$9月)における各研究テーマの概況をサイクル機構技報に掲載する。(高速増殖炉サイクルの研究開発、環境保全対策)

論文

Numerical Study on Thermal Hydraulics in Coated-Particle-Type Fuel Assembly of Helium Gas Cooled Fast Reactor

大島 宏之; 永田 武光

第12回原子力工学国際会議(ICONE12), 49186 Pages, 2004/04

サイクル機構では高速炉システムの実用化を目指して実用化戦略調査研究を実施しているが、この一環として、被覆粒子燃料型ヘリウムガス冷却高速炉の設計研究を行なっている。本件はこの被覆粒子燃料について、熱流動特性を確認するため、燃料集合体解析および被覆燃料粒子層局所詳細解析を実施したものである。

報告書

実験炉炉心・燃料体の熱流動評価

大島 宏之; 永田 武光; 橋本 昭彦*; 後藤 博政*

JNC-TN9400 2001-111, 192 Pages, 2001/09

JNC-TN9400-2001-111.pdf:10.04MB

実用化戦略調査研究Phase Iの一環として、各種炉型における炉心・燃料体熱流動評価を実施した。本報告書は平成12年度の成果をまとめたものである。1.ヘリウムガス冷却炉被覆粒子型燃料特性解析:解析手法を整備するとともに パラメータ解析を実施した。その結果、定格運転条件においては燃料層出入口面に適切な形状圧損を設定することにより、燃料層内を通過する冷却材の流量配分はコントロール可能であること、崩壊熱除去条件においては燃料層の発熱のみで自然循環流量を立ち上げるような状態が発生すれば徐熱は困難な可能性があることがわかった。また、局所詳細解析を実施し、冷却材流動場・温度場、被覆粒子表面温度分布、被覆粒子内燃料核最高温度の傾向を把握するとともに、圧力損失相関式の適用性を確認した。2.ナトリウム冷却炉内部ダクト付き燃料集合体特性解析: 再臨界排除を目的として検討されているナトリウム冷却炉内部ダクト付き燃料集合体について、ASFREコードにより熱流動解析を実施した。内部ダクトがある体系では、通常体系と比較してピーク温度が高くなること、その傾向はピン本数が少ない体系ほど強くなることを明らかにした。また、径方向にリニアに出力分布がある場合もピーク温度は高くなり、内部ダクトの有無による温度差はピーキングファクターにほぼ比例することを確認した。3.ナトリウム大型炉ダクトレス炉心熱流動解析:ダクトレス炉心設計例に対してパラメータ解析を実施した。その結果、燃料集合体間ギャップの漏れ流量の影響の大きいこと、このギャップ流量をグリッドスペーサ等で抑制すれば、ピーキング係数を小さくすることも可能であることを明らかにした。4.マイナーアクチニド添加MOX新燃料空気中保管時温度分布評価:空気雰囲気保管時の構造材温度評価を行った。縦置きの場合は、自然対流によりMA添加率5.0%において被覆管表面最高温度は制限温度値を下回り冷却可能であることが示された。一方、横置きの場合、燃料ピン方向の対流を無視した保守側評価においては、MA添加率1.2%でも冷却は困難となった。縦置きにして集合体内自然通風を期待するか、あるいは横置きで集合体内に強制通風を施すなどの対策が必要と考えられる。

報告書

ヘリウムガス冷却炉被覆粒子燃料層内における詳細熱流動解析

永田 武光; 大島 宏之

JNC-TN9400 2001-101, 85 Pages, 2001/06

JNC-TN9400-2001-101.pdf:2.53MB

実用化戦略調査研究では、将来の実用化を見据えた新しい高速炉概念の構築を行っている。そこでは、ナトリウム冷却炉の他にガス冷却炉及び重金属冷却炉等様々な候補概念を検討しているが、ヘリウムガス冷却炉についてはその燃料形態として被覆粒子型燃料が提案されている。燃料体は同心環状管のコンパートメントから構成され、コンパートメント内のアニュラー部には被覆粒子燃料が充填されているが、この被覆粒子燃料層内を流れるヘリウムガスの冷却特性評価及び被覆粒子燃料を構成する材料の健全性評価は重要な課題の一つとなる。本研究では、被覆粒子層内における冷却材挙動及び被覆粒子燃料内の温度分布評価を目的として、被覆粒子燃料層内詳細熱流動解析を汎用流体解析コードFLURENTを用いて実施した。対象とした解析体系は、面心立法格子を流れ方向に5つ連結させたものである。解析の結果、被覆粒子燃料層内冷却材温度分布について、局所的に極端なピーク温度は発生しないことを確認した。被覆粒子燃料に関しては、燃料核以外は総じて上流側から下流側にかけてほぼ直線的に上昇する温度分布となる。一つの被覆粒子燃料表面の温度分布に着目すると、隣接する粒子の接触点にて急激な温度変化が認められ、下流側の接触点にて最高温度に達する。また、燃料体内におけるマクロ解析を実施する上で必要となる被覆粒子燃料層内圧力損失相関式の整備を目的として、FLUENTコードによる解析値と充填層内圧力損失相関式であるErgunの式の比較を実施し、両者が2$$leq$$Re$$leq$$154の範囲にて-11%$$sim$$20%で一致することを確認した。

報告書

燃料集合体ポーラス状周辺流路閉塞試験解析

永田 武光; 大島 宏之; 山口 彰

JNC-TN9400 2001-019, 97 Pages, 2000/10

JNC-TN9400-2001-019.pdf:3.73MB

燃料集合体局所事故の起因事象の一つとして局所流路閉塞事象が知られている。集合体内に何らかの異物が流入し冷却材流路に閉塞領域が形成される場合の事象評価には、様々な閉塞条件及び流路閉塞のあらゆる形成位置に対して、同事象を高い精度でかつ安全評価上保守側に評価することが可能な、汎用性のある解析コードが要求される。本研究では、燃料集合体流路閉塞事象の熱流動現象に関する評価ツールの一つであるASFRE-IVコードの適用性と課題を明らかにすることを目的に、要素技術開発部原子炉工学グループにより実施された燃料集合体ポーラス状周辺流路閉塞試験の試験データを用いた検証解析を実施した。解析の結果、ASFRE-IVコードは全般的に冷却材温度分布を良好に再現するとともに、閉塞サブチャンネルにおける冷却材ピーク温度を保守側に評価することを確認した。

報告書

ガス、鉛及び鉛-ビスマス冷却材伝熱流動相関式の調査

永田 武光; 大島 宏之

JNC-TN9400 2000-078, 130 Pages, 2000/06

JNC-TN9400-2000-078.pdf:3.19MB

実用化戦略調査研究では、将来の実用化を見据えた新しい高速炉概念の構築を行っている。そこでは、ナトリウム冷却炉の他にガス冷却炉及び重金属冷却炉を候補概念としており、炉心設計段階においては各種冷却材に対する伝熱流動相関式の整備が必要となる。特に、ガス冷却炉及び重金属冷却炉については、ナトリウム冷却炉とは異なる特徴的な燃料形態、および各種冷却材に固有な伝熱流動特性を考慮した圧力損失及び熱伝達性能の評価式が要求される。本報告においては、炭酸ガス冷却炉、ヘリウムガス冷却炉、鉛及び鉛-ビスマス冷却炉の3タイプを調査対象とし、バンドル型燃料集合体を前提とする各種冷却材の圧力損失相関式および熱伝達相関式について、入手文献をベースとした調査を実施した。ガス冷却材の伝熱流動相関式として燃料ピン平滑面のみならずリブ付き面について、また鉛及び鉛-ビスマス冷却材の伝熱流動相関式として燃料ピン三角配列と四角配列に分類し、各種冷却材の相関式についてETGBR体系(炭酸ガス冷却)、GBR4体系(ヘリウムガス冷却)、BREST300体系(鉛及び鉛-ビスマス冷却)をレファレンスとした比較検討を実施し、層流領域から乱流領域に適用可能な設計用推奨評価式を提案した。

報告書

多様な冷却系システムの熱流動評価

大島 宏之; 堺 公明; 永田 武光; 山口 彰; 西 義久*; 植田 伸幸*; 木下 泉*

JNC-TN9400 2000-077, 223 Pages, 1999/05

JNC-TN9400-2000-077.pdf:6.24MB

実用化戦略調査研究PhaseIの一環として、各種炉型における崩壊熱除去性能評価、炉心・燃料体熱流動評価、および伝熱流動相関式の調査を実施している。本報告書はこれらについて平成11年度の成果をまとめたものである。崩壊熱除去性能評価については電力中央研究所との共同研究として実施し、プラント動特性解析によりナトリウム冷却炉炉壁冷却系(RVACS)の除熱性能に対する各種設計パラメータの影響を把握するとともに、除熱限界の予備評価によりその適用上限を電気出力50万$$sim$$60万kW程度と推定した。また、ガス冷却炉および重金属冷却炉(鉛、鉛-ビスマス)用の動特性解析手法の整備を行うとともに、仮想プラントを対象として予備解析を実施し、定性的な過渡特性を把握した。さらに各プラントの自然循環力比較のための無次元数を導出した。炉心・燃料体熱流動評価においては、重金属冷却炉やガス冷却炉のピン型燃料集合体、ヘリウムガス冷却炉の被覆粒子燃料体、ダクトレス炉心に対応する熱流動解析手法の整備を行った。また、予備解析として、鉛冷却炉とナトリウム冷却炉の燃料集合体内熱流力特性の比較、炭酸ガス・ヘリウムガス冷却炉の燃料体内熱流力特性の把握、およびナトリウム冷却炉における内部ダクト付燃料集合体内熱流力特性の把握を行った。伝熱流動相関式の調査では、ガス冷却炉、重金属冷却炉に対して、主に炉心・燃料体の熱流動評価の際に必要となる圧力損失相関式や熱伝達相関式を、文献をベースに調査、比較検討を実施し、信頼性と利用しやすさの観点から層流領域から乱流領域までをカバーできる相関式群を推奨した。また、同時に詳細設計への適用には信頼性が不十分と思われるものを、今後データを充足すべき課題として摘出した。

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