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報告書

燃料集合体内の混合特性に関する研究; クロスフローによる混合現象とサブチャンネル解析の適用性

川又 伸弘; 宮越 博幸; 上出 英樹

JNC TN9400 2004-047, 99 Pages, 2004/08

JNC-TN9400-2004-047.pdf:8.02MB

高速炉の燃料集合体におけるサブチャンネル間クロスフローに伴う混合現象に対して、ナトリウム伝熱流動実験を実施した。炉心の高燃焼度化に伴う燃料ピンの変形は集合体内の流れに影響を及ぼすと考えられ、その熱流動特性を考慮するときの要素としてサブチャンネルを横切るクロスフローが挙げられる。このようなクロスフローを形成させる目的で、ワイヤー巻きの37本ピン模擬燃料集合体に閉塞物を組みこんだ。クロスフローの中に置かれた1本のピンのみが加熱された条件で、その周囲の温度を測定した。これにより、クロスフローが混合特性に及ぼす影響を明らかにした。サブチャンネル解析コードASFREを実験解析に適用した。ASFREは多次元で運動量式を解き、また、ワイヤースペーサーに対する分布抵抗モデルが組み込まれている。 試験および解析から、次の知見が得られた。1)}測定された軸方向温度分布は、閉塞物側からの低温度流体のクロスフローによって、加熱ピン廻りのナトリウム温度が低下することを示した。また、ワイヤースペーサーが存在するサブチャンネルにおいてローカルな温度上昇を生ずることが分かった。2)}ASFREコードは、クロスフローによる温度低下を模擬し、軸方向温度分布の形状は測定データと良く一致した。3)}ワイヤー部分における局所ピークは、ASFREコードによって模擬されたが、ピークの値は実験に比べ低い値であった。クロスフローを伴った混合現象に対する実験的なデータベースがナトリウム冷却高速炉の集合体に対して得られ、ASFREコードがこのような混合特性を評価する上で高い適用性を有することを明らかにした。

論文

Study on mixing due to transversal flow in a fuel subassembly of fast reactor; Sodium experiment using a 37-pin subassembly model

上出 英樹; 宮越 博幸; 川又 伸弘; 大島 宏之

Proceedings of 12th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-12) (CD-ROM), 49199 Pages, 2004/04

変形集合体内の流れの特徴としてピンを横切る方向の流れ(クロスフロー)による混合特性を37ピン集合体ナトリウム試験により、クロスフローの強さをパラメータに評価した。サブチャンネル解析コードASFRにより、クロスフローを伴う場合の混合特性がよく予測できることを明らかにした。

報告書

炉心槽内自然対流に関する研究; 鉢巻型スペーサパッド形状における水試験及び解析

林 謙二; 川又 伸弘; 上出 英樹

JNC TN9400 2003-043, 64 Pages, 2003/03

JNC-TN9400-2003-043.pdf:2.67MB

崩壊熱除去系としてDRACS(Direct Reactor Auxiliary Cooling System)を採用し、炉容器上部プレナムに冷却器、(DHX : Dipped Heat Exchanger)を配置した高速増殖炉において、自然循環状態で崩壊熱除去システムを作動させた場合に、炉心槽内にDHXからの低温流体が入り込み、燃料集合体間の隙間を自然対流し、ラッパー管外面から燃料の崩壊熱を除熱するインターラッパーフロー(IWF : lnter-wrapper Flow)が起きると考えられている。燃料集合体のラッパー管に取り付けられるスペーサーパッド形状が、IWFによる炉心冷却に及ぼす影響を把握するために1/12 セクター部分モデルの水流動試験装置(TRIF : Test Rig for Inter-wrapper flow)を用いた自然循環試験を実施した。また、汎用3次元熱流動解析コードAQUAを用いた解析手法のインターラッパーフローヘの適用性を確認するための実験解析を実施した。これまでにボタン型パッドを用いた試験を実施しており、ここでは、鉢巻型スペーサパッドを取り付けた体系におけるラッパー管表面の熱流束及び炉心槽へ入り込む冷水のフローパスをパラメータにした自然循環の温度分布測定試験を行った。炉内冷却器作動時にレダンと炉心槽を結ぶ専用流路、並びにコアフオーマに設けた孔から冷水が炉心槽に多く入り込み、これらのフローパスが炉心冷却に有効であることが分かった。ボタン型スペーサパッド体系での試験結果との比較によると、ボタン型スペーサパッドでは、前述のフローパスを設けなくても、パッド部隙間からの冷水の入り込みが多いため炉心冷却には有効であるこが分かった。また、汎用3次元熱流動解析コードAQUAを用い集合体並びに隙間部を矩形メッシュで模擬した実験解析を行った。パッド隙間部における圧力損失係数及びラッパー管摩擦損失係数を適切に選定することにより、炉心部の一部を除き、いずれの実験ケースともに温度分布を再現でき、インターラッパーフローの熱流動解析に適用できることが分かった

報告書

自然循環時燃料集合体内熱流動現象の予測評価-側面からの冷却の影響-

川又 伸弘; 上出 英樹

JNC TN9400 2001-126, 88 Pages, 2001/10

JNC-TN9400-2001-126.pdf:1.57MB

実機規模の大型燃料集合体について、インターラッパフェローあるいは集合体間熱移行によって冷却される場合の熱流動現象を予測評価するために、自然循環に相当する条件にて解析を行った。対象は 217本ピン束の炉心燃料集合体で、汎用 3次元熱流動解析コードAQUAを用いて解析した。解析手法は、 3本の燃料ピンに囲まれたサブチャンネルに 1つのコントロールボリュームを割り当てるスタガートハーフピンメッシュ分割とサブチャンネル解析コード用に開発された軸方向流動抵抗相関式を組み合わせたもので、これまでに側面から冷却される条件を含め、37, 61,169ピン束集合体の実機データにより検証してきている。予測解析の結果、次の知見を得た。1)大型燃料集合体であっても、ラッパー管壁を通して側面から冷却されれば、集合体内の最高温度は低下する。低下の傾向は、出力/流量条件の影響を含めて、 浮力パラメータGr*/Reと壁面熱流束比 q"wall/pinを用いて整理できる。2)集合体内の水平方向温度分布は、 集合体の出力/流量条件、側面からの徐熱量に依存して変化する。 断面平均温度に対する最高温度の比であるピーキングファクターについて、集合体内の浮力の強さを示す浮力パラメータGr*/Reを用いることで、出力、流量依存性を整理して評価できる。一方、ラッパー管壁近傍の温度については、浮力パラメータでグルーピングすることにより、壁チャンネルファクターと壁面熱流速比で整理できる。3)これまでの実験結果との比較では、217本ピンの大型バンドルは37本ピンバンドルより、ピーキングファクターは大きく、 壁サブチャンネルファクターは小さいことがわかった。4)壁面からの徐熱が軸方向に一様でなく、軸長の上半分のみが冷却される条件について検討した結果、ピーキングファクターおよび壁サブチャンネルファクターについて、平均の熱流速を用いて整理できることが分った。

報告書

54本クラスタ燃料による破断実験解析

松本 光雄; 鴨志田 洋; 川又 伸弘

PNC TN1410 98-005, 96 Pages, 1998/03

PNC-TN1410-98-005.pdf:2.17MB

動燃事業団大洗工学センター原子炉工学室において、平成8年度に54本クラスタ燃料を用いた下降管破断実験、主蒸気管破断実験等が実施された。ここでは、従来の「ふげん」安全評価コード及び軽水炉の安全評価コードであるRELAP5コードにより、上記の下降管破断実験及び主蒸気管破断実験を解析し、「ふげん」安全評価コードの妥当性を評価した。この結果、以下のことが明らかとなった。(1) 「ふげん」安全評価コードは、ドライアウト後の被覆管温度について、実験結果に対して高めの値を算出し、保守的な評価をしていることが確認できた。(2) 「ふげん」最適評価コードのリターンモデルは、実験時の被覆管温度挙動に見られるドライアウト及びクエンチ現象をよく再現できることが確認できた。(3) RELAP5コードは、「ふげん」の下降管破断を模擬したLOCA実験時の伝熱流動現象をほぼ再現し、同コードがATR体系のLOCA解析にも使用できる可能性があることが分かった。

報告書

新型転換炉 実規模圧力管破断試験 -平成7年度成果-

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-053, 1244 Pages, 1996/11

PNC-TN9450-96-053.pdf:32.14MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断が起こるとは考え難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破談試験を行い、圧力管単管破断時のカランドリア管の健全性及び燃料冷却性、並びに圧力管/カランドリア管同時破断時の隣接チャンネル等の健全性及び燃料冷却性について検討し、圧力管破断事故評価手法を確立する。 平成7年度は、これまでに実施した圧力管単管破断試験の試験後試験体の燃料変形形状及びカランドリアタンクの変形形状の測定等を実施した。 また、これまでに実施した試験及び検証解析のとりまとめを行い、圧力管単管破断時のカランドリア構造物健全性及び燃料冷却性について総合的に評価した。 (1)圧力管破断試験装置の保守 定期検査を実施し、加温ボイラについては法令で定められた性能検査に合格した。また、カランドリア構造物健全性試験で変形したカランドリアタンクを補修するとともに、リース物件の撤去を実施した。 (2)試験体の製作 圧力管/カランドリア管同時破断試験(開口面積2A相当)用の予備試験体製作準備及び模擬燃料集合体部品を製作した。 (3)圧力管破談試験 隣接構造物への影響及びカランドリアタンク内の圧力挙動を確認するための圧力管/カランドリア管同時破断試験(開口面積2A相当)の準備を実施した。 またカランドリア管健全性試験(CTI-3;開口面積2A相当)の試験後試験体の燃料形状を測定し、その変形量がPCTに影響しない程度であることを確認した。さらに、一連の圧力管破断試験後、カランドリアタンクの変形形状を測定し、圧力管/カランドリア管同時破断試験時の内圧上昇によって、上管板外周部に塑性変形が生じていることを確認した。

報告書

新型転換炉 実規模圧力管破断試験 -平成6年度成果-

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-051, 750 Pages, 1996/11

PNC-TN9450-96-051.pdf:19.41MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断が起こるとは考え難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破断試験を行い、圧力管破断時カランドリア管の健全性及び燃料冷却性、並びに圧力管及びカランドリア管同時破断時の隣接チャンネル等の健全性及び燃料冷却性について検討し、圧力管破断事故手法を確立する。平成6年度は、破断チャンネルと隣接チャンネルに実機材料を用いたカランドリア構造物健全性試験、並びに同時破断時の燃料冷却性試験等を実施した。また、圧力上昇を評価する手法の検証解析を行った。1圧力管破断試験、圧力管破断時のカランドリア管の健全性裕度評価に資するために、照射材カランドリア管材料を用いて、圧力管破断時に生じるカランドリア管の高速歪速度を包絡する歪速度条件下で引張試験を実施し、機械的材料測定を測定した。圧力管衝突時の歪速度条件(100/S)での引張速度は約82KG/MM2、破断伸びは約10%であった。また、同時破断時のき裂長を燃料集合体の有効発熱長とすることにより、カランドリア構造物に対する負荷が最大となるカランドリア構造物健全性試験(NCI-2)を実施した。この結果、タンク内圧は第一隣接管部及びタンク壁部共に約30KG/CM2程度のピーク値であること、冷却材ジェット力は、第一隣接部で約11KG/CM2のピーク値であること等のカランドリア構造物への負荷挙動が明らかとなった。さらに、再循環ポンプ周辺部において破断が発生した際の圧力管内の圧力挙動を確認する破断時圧力挙動試験を実施した。その結果、圧力管内には水撃圧力は発生しないことが確認された。2検証解析、同時破断時のカランドリアタンク内の内圧上昇を評価する手法を検証するため、HIPWAPコードにより圧力管及びカランドリア管同時破断試験の試験解析を行うことにより、内圧挙動に関する試験結果の再現性及び適用性を確認した。また、本コードにより平成7年度に実施予定の同時破断試験(開口面積2A相当)の予備解析を実施した結果、カランドリアタンク壁で約8KG/CM2の圧力上昇となる解析結果が得られた。

報告書

新型転換炉 実規模圧力管破断試験 -平成5年度成果-

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-046, 852 Pages, 1996/11

PNC-TN9450-96-046.pdf:20.16MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断が起こるとは考え難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破断時のカランドリア管健全性及び燃料冷却性、ならびに圧力管/カランドリア管同時破断時の隣接チャンネル等の健全性及び燃料冷却性について検討し、圧力管破断事故評価手法を確立する。平成5年度は、破断チャンネルと隣接チャンネルに実機材料を用いてカランドリア管健全性試験の評価を行うと共に、破断チャンネルと隣接チャンネルに実機材料を用いてカランドリア構造物健全性試験を実施した。また、圧力管破断時の負荷ならびに燃料の冷却性を評価する方法、ならびに圧力管-カランドリア管同時破断時のカランドリアタンク内圧上昇を評価する手法の検証解析を行った。

報告書

新型転換炉 実規模圧力管破断試験-平成4年度成果-

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-045, 595 Pages, 1996/11

PNC-TN9450-96-045.pdf:12.01MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断が起こることは考えて難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破断試験を行い、カランドリア管の健全性並びに燃料冷却性について評価する。また、圧力管及びカランドリア管の同時破断試験を行い、隣接チャンネル及びカランドリアタンクの健全性並びに燃料冷却性について評価し、圧力管破断事故評価手法を確立する。平成4年度は、カランドリア管健全性試験等を行い、圧力管破断評価コードの検討解析作業を行った。また、圧力管-カランドリア管同時破断時のカランドリアタンク内圧上昇試験及び燃料冷却性に関する試験解析作業を行った。1圧力管破断試験、圧力管破断時カランドリア管の内圧管のカランドリア管内面への衝突等カランドリア管にかかる負荷挙動を実証的に解明するため、実機と同一の構造材料を用いたカランドリア管健全性試験を、限界き裂長さ程度の圧力管き裂長条件(0.3M)で実施し、圧力管破断時にもカランドリア管は破損に至らないことを確証した。さらに、圧力管、カランドリア管同時破断時カランドリアタンクの内圧挙動を解明するための内圧上昇試験をき裂長さ1M、破断圧力74KG/CM2の条件で実施した。その結果、解析コード検証用データを得ると共に昨年度までの試験結果と合わせて破断圧力の増加転圧力において圧力管、カランドリア管が同時に破断しても、制御棒の大部分は健全性を維持し、炉停止機能は確保できる見通しを得た。2検証解析、熱流動解析コードを用いて、破断時熱流動挙動解析試験の試験解析を行い、解析コードはアニュラス部の圧力ピーク値を保守性をもって評価できることを確認した。さらに実機についても予備的な解析を行い、圧力管破断時には燃料の発熱により、破断チャンネル内のボイドがすべて潰れることはなく、ウォーター・ハンマは緩和され、カランドリア管内圧力はシステム内圧を超えないことを確認した。また、今年度実施した、カランドリアタンク内圧上昇試験の試験解析を行い、これまでの定圧および、中圧でのでの破断試験解析と同様に試験結果試験結果を良く再現する結果が得られた。また、実機ならびに平成5年度に実施する予定の隣接構造物健全性試験についても予備的解析を実施し、実機の同時破断時にカランドリアタンク壁部内圧は全長破断時で約20KG/CM2、部分長1Mで約12KG/CM2、NCI-1試験で

報告書

新型転換炉実規模圧力管破断試験; 平成3年度成果

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-043, 694 Pages, 1996/09

PNC-TN9450-96-043.pdf:15.83MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断が起こるとは考え難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破断試験を行い、カランドリア管の健全税並びに燃料冷却性について評価する。また、圧力管及びカランドリア管の同時破断試験を行い、隣接チャンネル及びカランドリアタンクの健全性並びに燃料冷却性について評価し、圧力管破断事故手法を確立する。平成3年度は、破断時熱流動挙動試験、カランドリア管健全性試験等を行い、圧力管破断評価コードの検証解析作業を行った。また、圧力管-カランドリア管同時破断時のカランドリアタンク内圧上昇試験及び燃料冷却性に関する試験解析作業を行った。1圧力管破断試験装置の保守、定期検査を実施し、加温ボイラーについては法令で定められた性能検査に合格した。また、同時に破断試験で変形した試験装置の摸擬カランドリア管の補修を行った。2試験体の製作、内圧上昇試験体、質量摸擬燃料集合体等を製作すると共に、計測用センサーの部を購入した。3圧力管破断試験、圧力管破断時のアニュラス部の冷却材圧力、温度の挙動、圧力管のカランドリア管への衝突等カランドリア管に係わる負荷挙動を解明するため破断時熱流動挙動試験をき裂長がやや短いケース(2M)と、長いケース(3.7M)について実施し、き裂長の差による負荷挙動の違いを明きらかにした。また、実機と同一の構造材料を用いるカランドリア管健全性試験を予き裂長が極めて短いケース(0.3M)について実施し、破断モードが異なっても圧力管破断時にカランドリア管が破損に至らないことを確認した。さらに、圧力管、カランドリア管同時破断のカランドリアタンク内の圧力挙動を解明するための内圧上昇試験を圧力管の破断圧力を50KG/CM2のケースについて実施して、破断圧力の違いによるカランドリアタンク内圧力上昇挙動の違いを明らかにした。4検証解析、構造解析コードを用いて、カランドリア管健全性試験の試験解析を行い評価モデルの予測精度を明らかにした。また、カランドリアタンク内圧上昇試験の試験解析を行い、ない圧上昇を支配するパラメータを明らかにすると共に、評価モデルの検討を行った。さらに燃料冷却性について、評価モデルの検討を行った。5圧力管破断時燃料冷却試験、サブチャンネル解析コードにより、圧力管破断時を想定した燃料冷却性試験の試験解析を行って、評価モデルの予測精度を

報告書

新型転換炉 実規模圧力管破断試験 -平成2年度成果-

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-039, 620 Pages, 1996/08

PNC-TN9450-96-039.pdf:14.84MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断がおこることは考え難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破断試験を行い、カランドリア管の健全性並びに燃料冷却性について評価する。また、圧力管及びカランドリア管の同時破断試験を行い、隣接チャンネル及びカランドリアタンクの健全性並びに燃料冷却性について評価し、圧力管破断事故評価手法を確立する。平成2年度は、実機材料を用いたカランドリア管健全性試験、圧力管破断時の燃料冷却性試験等を行い、圧力管破断評価コードの検証を行った。また、圧力管-カランドリア管同時破断時のカランドリアタンク内圧昇試験及び燃料冷却性に関する予備解析作業を行った。1圧力管破断試験装置の保守及び試験体の製作法令で定められた定期検査を実施すると共に、試験装置の摸擬カランドリア管の補修を行い、交換用に予備の摸擬カランドリア管を製作した。また、計測用センサーの一部を購入すると共に、内圧上昇試験体、質量摸擬燃料集合体を製作した。2圧力管破断試験、圧力管破断時のマニュアル部の冷却材圧力、温度の挙動、圧力管のカランドリア管への衛突等カランドリア管にかかる負荷挙動を解明するため破断時熱流動挙動試験を裂長が短い(1M)場合について実施して、裂長が短い(3.7M)場合との負荷挙動の違いを明らかにした。また、実機と同一の構造材料を用いてカランドリア管健全性試験を行い、圧力管破断時にカランドリア管が破損に至らないことを確証した。さらに圧力管、カランドリア管同時破断時のカランドリアタンク内の圧力挙動を解明するための内圧上昇試験をき裂長の長い(3.7M)場合と短い(1.0M)場合について、き裂長の違いによるない圧上昇挙動の違いを明らかにした。3検証解析、流動解析コード及び構造解析コードを用いて、破断時熱流動挙動試験及びカランドリア管健全性試験の試験解析を行い評価モデルの予測精度を明らかにした。さらに、同時破断時の燃料冷却性試験を行い、破断チャンネル内の燃料集合体のドライアウト限界、ドライアウト後の被覆管表面温度挙動を明らかにした。また、サブチャンネル解析コードにより、試験解析を行って、評価モデルの予測精度を明らかにした。

報告書

新型転換炉実規模圧力管破断試験; 平成元年度成果

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-038, 559 Pages, 1996/08

PNC-TN9450-96-038.pdf:18.35MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断が起こるとは考え難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破断試験を行い、カランドリア管の健全税並びに燃料冷却性について評価する。また、圧力管及びカランドリア管の同時破断試験を行い、隣接チャンネル及びカランドリアタンクの健全性並びに燃料冷却性について評価し、圧力管破断事故手法を確立する。平成元年度は、圧力管破断試験装置の据付と、流動特性試験を実施して、圧力管破断評価コードの検証を行った。また、圧力管破断時の燃料冷却性並びに圧力管-カランドリア管同時破断時の燃料冷却性に関する予備解析作業を行った。1圧力管破断試験装置の保守及び試験体の製作、法令で定められた定期検査を実施すると共に、一部の計測系電源用として無停電電源装置(動燃所有)を据付けた。圧力管破断時にカランドリア管も同時に破断した場合のカランドリア内の圧力挙動を評価するための計測用センサーの一部を購入すると共に、内圧上昇試験用体、及び実機材料試験体取付け用カランドリアタンク試験部上下看板等を製作した。2圧力破断試験、圧力破断試験時のアニュラス部の冷却材圧力、温度の挙動、カランドリア管への熱衝突、衝突等カランドリア管にかかる負荷挙動を解明するための破断時熱流動挙動試験を実施して、最下点圧力に至る圧力管管内圧力挙動を解明すると共に亀裂速度がカランドリア管の歪に大きく影響を及ぼすことを明らかにした。又、圧力管、カランドリア管同時破断時のカランドリアタンク内の圧力挙動を解明するための内圧上昇試験及び同時破断時の燃料冷却特性を確認する試験を実施して、内圧上昇の支配的パラメータを明らかにした。又、実機材料を用いたカランドリア管前性試験に先立ち圧力管破段条件及び初期欠陥深さと亀裂新展開速度との関係を確認するための実機材料圧力管バースト試験を実施して、加工条件評価式並びに加工法を決定した。3検証実績、流動解析コード及び構造解析コードを用いて、本年度実施する圧力管破断試験に関して試験解析を行い評価モデルの検討を行い、PNCで開発したモデルを用いて、圧力管破断時及び同時破断時の燃料冷却性試験の予備解析を行った。4圧力管破断時燃料冷却性試験、試験装置の製作は、摸擬燃料ピンの組立加工及び耐圧容器据付まで実施した。

報告書

新型転換炉 実規模圧力管破断試験 -昭和63年度成果-

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9450 96-035, 406 Pages, 1996/08

PNC-TN9450-96-035.pdf:9.53MB

ATR実証炉の圧力管集合体は、技術的には破断が起こるとは考え難いが、圧力管型炉の安全裕度を確認するために圧力管破断試験を行い、カランドリア管の健全性並びに燃料冷却性について評価する。また、圧力管及びカランドリア管の同時破断試験を行い、隣接チャンネル及びカランドリアタンクの健全性並びに燃料冷却性について評価し、圧力管破断事故評価手法を確立する。昭和63年度、圧力管破断試験装置の据付と、流動特性試験を実施して、圧力管破断評価コードの検討を行った。また、圧力管破断時の燃料冷却性並びに圧力管-カランドリア管同時破断時の燃料冷却性に関する予備解析作業を行った。1圧力管破断試験装置の据付、圧力管破段事象を想定し、圧力管が破断した場合のカランドリア管健全性、隣接管等の健全性及び燃料冷却性を評価するために、前年度製作した実機摸擬試験装置の搬入・据付耕治及び試験運転を実施した。また、同時破断試験に使用する試験体を製作した。2圧力管破断試験、流動特性試験を実施し圧力管破断時のアニュラス部の冷却材圧力、温度の挙動、カランドリア管への熱TRUST-1衝撃、衝撃等カランドリア管にかかる負荷挙動を明らかにした。その結果、支配的な負荷は内圧上昇と衝撃力であった。また、それぞれの負荷の最大値が生じる時間は異なっているので、別々に評価し重ね合わせることができる。また、実機材料を用いたカランドリア管健全性試験に先立ち実機材料バースト試験を実施し、圧力管破断時の挙動、及び破断後開口形状を確認した。2検証解析、流動解析コード及び構造解析コードを用いて、本年度実施した流動特性試験の実験解析を行い評価モデルの検討を行い、今後のモデル改良の方向付けを行った。また、サブチャンネル解析コード及び汎用熱流動解析コード等を用いて、圧力管破断試験及び同時破断試験の燃料冷却評価に必要な予備解析を実績した。

報告書

新型転換炉実証炉・冷却材喪失事故模擬実験解析

川又 伸弘; 望月 弘保

PNC TN9410 92-041, 64 Pages, 1992/02

PNC-TN9410-92-041.pdf:8.26MB

ATR実証炉の設計で用いられている,冷却材喪失事故および非常用炉心冷却系に関する「冷却材喪失事故解析コード・システム」が実験の熱水力現象を再現でき,かつ被覆管温度を適切な保守性を保って計算できることを実験解析によって示す。ATR実証炉の冷却材喪失事故を模擬した実験を実施し,その結果を,ATRの「冷却材喪失事故解析コード・システム」を用いて解析し,主要な現象を再現できることを示すことによって,設計手法の妥当性を示す。ATR安全性実験装置を用いて,破断口径をパラメータとした,1.下降管破断実験,2.主蒸気管破断実験および 3.入口管破断実験を実施した。その結果,いずれのケースでも炉心の冷却性は確保できることが確認できた。更に,実験解析の結果,冷却材喪失事故時の熱流動現象と非常用炉心冷却系による冷却特性をほぼ再現できた。また,被覆管最高温度については,全ての解析結果とも高目となり,保守側の解析結果となった。ATRの「冷却材喪失事故解析コード・システム」は,冷却材喪失事故時の現象をほぼ再現できるとともに,被覆管最高温度を適切な保守性を保って算定するため,ATR実証炉の設計に使用することは妥当である。

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