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上遠野 健一*; 玉井 秀定*; 永吉 拓至*; 伊東 敬*; 高瀬 和之
Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 8 Pages, 2012/12
原子力機構と日立GEニュークリア・エナジーは、軽水炉の安全性や経済性を向上させるための技術開発を協力して行っている。この一環として、ダウンカマ部におけるキャリーアンダー特性を高精度で評価できる技術として、ワイヤーメッシュを利用したボイド率分布計測技術の開発を行っており、これまでに2MPaを超える圧力条件下でダウンカマ部形状を簡略模擬した直径120mm,長さ6600mmの配管内を下降する水-蒸気二相流のボイド率分布を定量的に計測評価できることを確認した。本報では、取得したボイド率分布データをもとに構築したキャリーアンダー特性予測評価モデルの妥当性評価、並びに構築したキャリーアンダー特性予測評価モデルによる実機評価の結果について述べる。
玉井 秀定; 永吉 拓至; 上遠野 健一; 伊東 敬; 高瀬 和之
Proceedings of 7th International Conference on Multiphase Flow 2010 (ICMF 2010) (CD-ROM), 7 Pages, 2010/05
自由液面気液分離方式を採用した革新的水冷却炉や中小型BWRにおいては、上部プレナム内自由液面から発生する液滴の特性(キャリーオーバー特性)の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。本研究では、液面下のボイド率分布や液面から発生した液滴の大きさなどを実験的に把握したうえで、液滴流量の機構論的な予測技術の開発を進めている。本論文では、これら測定項目のうち、高圧水蒸気二相流において絞り熱量計を用いて液滴クオリティを計測した結果を報告する。実験は、圧力1.5-2.5MPa,蒸気見かけ速度0.4-1.9m/sの条件において液面からの高さを変化させて実施した。その結果、絞り後の過熱蒸気の温度と湿り蒸気のクオリティの間に強い依存関係があることを確認した。また、測定したデータに基づいて液滴クオリティを予測できる改良モデルを構築し、実機評価を行った結果、自由液面気液分離方式を採用した自然循環軽水炉の設計が成立する見通しを得た。
玉井 秀定; 永吉 拓至; 上遠野 健一; 伊東 敬; 高瀬 和之
日本混相流学会年会講演会2009講演論文集, P. 2, 2009/08
自然循環運転による革新的水冷却炉や中小型BWRにおいては、上部プレナム内自由液面からの液滴キャリーオーバー特性の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。この液滴キャリーオーバー特性を実験的に把握し、機構論的な予測技術を開発するための基盤研究を、原子力エネルギー基盤連携センターの軽水炉熱流動技術開発特別グループにおいて進めている。本研究では、データベース構築のために、等エンタルピ変化を利用した絞り熱量計を用いて、圧力1.5-2.5MPa,蒸気見かけ速度0.4-1.9m/sの条件において、自由液面からの高さに対する液滴クオリティ分布を計測した。その結果、これまで試験データ点数が限られていた液滴クオリティが0.001より大きくなる高蒸気流束領域のデータを取得できた。新たに取得した高蒸気流束域のデータに関しても、圧力依存性,蒸気見かけ速度依存性,自由液面からの高さ依存性は従来の知見と同様であることがわかった。
玉井 秀定; 永吉 拓至; 上遠野 健一; 伊東 敬; 高瀬 和之
no journal, ,
自然循環運転による革新的水冷却炉や中小型BWRにおいては、上部プレナム内自由液面からの液滴キャリーオーバー特性の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。この液滴キャリーオーバー特性を実験的に把握し、機構論的な予測技術を開発するための基盤研究を、原子力エネルギー基盤連携センターの軽水炉熱流動技術開発特別グループにおいて進めている。本報告では、既存のデータベース及び等エンタルピ変化を利用した絞り熱量計を用いて取得した液滴クオリティ計測結果をもとに、自然循環小型低減速軽水炉の実機評価を行った。本炉心では、セパレータ及びドライヤがない設計となっているが、予測された液滴クオリティは、ドライヤ出口要求である0.1パーセントよりも低く、実機運転条件において炉心が成立する見通しが得られた。
玉井 秀定; 永吉 拓至; 上遠野 健一; 伊東 敬; 高瀬 和之
no journal, ,
自然循環運転による革新的水冷却炉や中小型BWRにおいては、炉心出力上昇に伴うダウンカマへの蒸気泡巻き込み(キャリーアンダー)特性の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。このキャリーアンダー特性を実験的に把握し、機構論的な予測技術を開発するための基盤研究を、原子力エネルギー基盤連携センターの軽水炉熱流動技術開発特別グループにおいて進めている。本報では、大口径管内下降二相流の流動特性を把握するため、圧力1.5-2.5MPaの条件で内径120mm円管内の下降蒸気-水二相流において、水流速を0.5-1.0m/s、蒸気流速を0-1.0m/sに変化させて、電気式センサ及び流動方向差圧計を用いて、断面平均ボイド率を測定した結果について報告する。測定結果をもとに、大口径管内下降二相流の断面平均ボイド率を予測できる相関式を構築した。これにより、キャリーアンダー特性の機構論的予測技術開発に対して高い見通しを得ることができた。
上遠野 健一; 永吉 拓至; 玉井 秀定; 高瀬 和之; 伊東 敬
no journal, ,
自然循環運転による革新的水冷却炉や中小型BWRにおいては、炉心出力上昇に伴うダウンカマへの蒸気泡巻き込み(キャリーアンダー)特性の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。このキャリーアンダー特性を実験的に把握し、機構論的な予測技術を開発するための基盤研究を、原子力エネルギー基盤連携センターの軽水炉熱流動技術開発特別グループにおいて進めている。本報では、大口径管内下降二相流の流動特性を把握するため、圧力1.5-2.0MPaの条件で内径120mm円管内の下降蒸気-水二相流において、ボイド率の流路断面内分布や時間変化特性を高速に多点ボイド率測定が可能なワイヤメッシュ式センサにより測定した結果について報告する。一連の測定結果より、時間平均ボイド率の流路半径方向ボイド率分布は中央ピークとなっているが、流路中央部での分布は平坦となっていることを定量的に明らかにした。
玉井 秀定; 永吉 拓至; 上遠野 健一; 伊東 敬; 高瀬 和之
no journal, ,
自然循環運転による低減速軽水炉や中小型BWRにおいては、炉心出力上昇に伴うダウンカマへの蒸気泡巻き込み(キャリーアンダー)特性の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。このキャリーアンダー特性を実験的に把握し、機構論的な予測技術を開発するための基盤研究を、原子力エネルギー基盤連携センターの軽水炉熱流動技術開発特別グループにおいて進めている。本報告では、高温高圧水-蒸気下降二相流の実験結果に基づいて構築したボイド率相関式を過渡解析コードTRAC-BF1に組み込み、そのTRAC-BF1を使って自然循環方式低減速軽水炉の実機評価を行い、ダウンカマ部でのボイド率分布や循環流量などを評価した結果について述べる。本研究の結果、ダウンカマ部での冷却材温度は飽和温度以下となり、炉心冷却に十分な自然循環流量を得られる見通しを得た。
伊藤 主税; 内藤 裕之; 伊東 秀明; 今泉 和幸; 長井 秋則; 伊藤 敬輔; 西村 昭彦; 大場 弘則; 若井田 育夫; 杉山 僚; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所の燃料デブリの取出しに向けた原子炉圧力容器・格納容器内の燃料デブリの位置や状況の把握に適用可能な検査技術として、ファイバスコープによる観察技術とレーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)による元素分析技術を組合せた新型光ファイバプローブを開発している。10
Gy/h以上の高線量環境下で1日間以上連続使用できる性能を目指し、ヒドロキシ基(OH基)を1,000ppm添加することにより耐放射線性を向上させた溶融石英光ファイバを試作して、
線照射試験によりその耐放射線性能を確認し、積算線量100万Gyまで観察及びLIBS分光が行える見通しを得た。今後は、実機仕様の光ファイバを製作して線環境下での観察・分光試験を行い、観察用波長域を決定するとともに、赤外線分光による照射下での元素分析を実証する予定である。
内藤 裕之; 伊藤 主税; 伊東 秀明; 今泉 和幸; 伊藤 敬輔
no journal, ,
福島第一原子力発電所の燃料デブリ取出しに向けた遠隔検査技術としてファイバスコープによる観察技術とレーザー誘起ブレークダウン分光による元素分析技術を組み合わせた新型光ファイバプローブを開発している。光ファイバは放射線環境下では伝送性能が低下するため、純粋石英コアにOH基を1000ppm含有させることで耐放射線性に優れたファイバを開発してきた。今回、線照射試験によりその耐放射線性能を確認し、積算線量1
10
Gyまで観察及び分光が行える見通しを得た。今後、実機仕様の光ファイバを製作して放射線環境下での観察・分光試験を行い、観察用波長域を決定するとともに、赤外線分光による照射下での元素分析を実証する。
内藤 裕之; 伊藤 主税; 伊藤 敬輔; 今泉 和幸; 伊東 秀明; 長井 秋則
no journal, ,
ファイバスコープによる観察技術とレーザー誘起ブレークダウン分光による元素分析技術を組み合わせた新型光ファイバプローブを開発しており、高い耐放射線性を有するようOH基1000ppmを含有する純粋石英コアファイバとすることを提案している。高放射線環境下での伝送性能を調べるため線照射試験を実施し、イメージファイバ及び単芯ファイバの照射による損失増をカラーセンター生成モデルにより評価した。その結果、イメージファイバでは、初期前駆体はないが照射により生成する前駆体の生成率が高く、単芯ファイバでは初期前駆体があり、照射により生成する前駆体の生成率が低いことがわかった。イメージファイバではファイバ素線の溶融一体過程で、素線中の前駆体が消滅するものの、前駆体が生成しやすい構造が増えたものと推測される。
山本 崇裕; 伊藤 敬輔; 伊藤 主税; 前田 茂貴; 伊東 秀明; 関根 隆; 枡井 智彦*
no journal, ,
旧UCS収納キャスクの設計にあたり、QADで炉内の線量率分布を計算し、これを炉内の線量率分布の測定結果で補正することにより旧UCSの表面線量率を評価して、キャスク遮蔽厚の設計裕度を削減させた。本研究では、PSFを用いて旧UCS引き抜き作業時にキャスク表面の線強度分布を測定し、QADによる計算値と比較した。その結果、前述の炉内線量率分布測定結果を考慮すると、キャスク表面の線強度分布計算値と測定値の比は約3と考えられ、高強度に放射化した炉内構造物を線源とする線量率評価と遮蔽設計の妥当性が確認された。