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山形 保男*; 小澤 一雅*; 床井 博見*; 森田 博*
JNC TJ9440 99-016, 103 Pages, 1999/03
サーマルストライピングによる構造物の周波数応答ナトリウム実験において、温度振動周波数を制御し、低温及び高温のナトリウム噴流をナトリウム中に設置した構造材表面に交互に流出させて、噴流場でのナトリウムと構造材内部それぞれの温度を同時計測し、熱サイクルの違いによる温度振幅挙動を明らかにした。(1)高温用と低温用のナトリウムバルブを交互切換えによって、0.01Hz
0.2Hz、温度差240
の高低温ナトリウム交互噴流の生成を実証した。(2)ナトリウム中の温度振幅の変動とゆらぎは、周波数を小さくすると減少する。(3)構造材内部の温度振幅は、ナトリウム中に比べ極端に減衰する。(4)構造材内部の温度振幅は、低周波数ほど大きくなり周波数に反比例する。(5)構造材内部の温度振幅の変動は、周波数が小さい程少ない。(6)微細な温度ゆらぎは、高周波数側では大きいが、構造材表面近傍に限定される。(7)微細な温度ゆらぎは、低周波数側では小さいが、構造材内部にまで浸透する。
山形 保男*; 床井 博見*; 小澤 一雅*
PNC TJ9124 98-007, 124 Pages, 1998/10
サーマルストライピングによる構造物の熱的応答ナトリウム実験において,低温及び高温のナトリウム噴流をナトリウム中に設置した材料表面に平行に流出させて,壁面噴流場でのナトリウムと材料それぞれの温度ゆらぎを同時計測し,流速の違いによる温度ゆらぎ挙動を確認した。(1)流体中の温度ゆらぎは材料中に比べ、振幅が大きく周波数も高い。(2)流体中の温度ゆらぎは,流速が大きくなると振幅と周波数共に増大する。(3)流体中の温度ゆらぎは,流速が大きくなると振幅が増大する。
斎藤 義則*; 糸岡 聡*; 桜井 智生*; 床井 博見*; 岡部 綾夫*; 藤又 和博*
PNC TJ9124 98-002, 180 Pages, 1998/03
次期高速炉蒸気発生器(SG)伝熱管の合理的設計基準水リーク率(DBL)の設定にあたって、高温ラプチャ評価に重要なナトリウム側温度分布を適切に評価できる手法の開発が必要である。本作業においては、これまでに開発された上記計算コードを対象として、計算速度の向上を目的とした計算コードの改良及び機能確認のための試計算を実施した。高速化対策は、(1)時間積分方法の改良と、(2)化学反応モデル(物性値計算)の簡略化に関するコード改良である。計算速度(負荷)や計算結果への影響について、計算コードの改良前後における解析結果を比較評価した。試計算条件は、高速増殖炉「もんじゅ」(以下「もんじゅ」という)の蒸発器体系のケース1(100%出力条件、通常運転時のSG圧力、ナトリウム流動無し)の条件である。改良コードにおける解析結果により、ボイド率や温度分布等の反応ジェット現象の定性的傾向についての妥当性が確認された。改良コードでは、計算高速化のオプション選択が可能である。陰解法や物性値計算の簡略化のオプションを選択した場合、本コードでは従来コードよりも高速に解析できることが確認された。
高橋 和雄*; 緑川 義男*; 糸岡 聡*; 床井 博見*; 十亀 求*; 嵐田 源二*
PNC TJ9124 98-003, 195 Pages, 1998/01
ナトリウム液滴の滴下中の燃焼挙動を把握するとともに、解析コードへ検証用データを提供することを目的として、ナトリウム液滴の燃焼実験を実施した。本研究の主要な成果は以下の通りである。(1)実験装置の設計及び製作直径3.5+-1.0mm、温度500+-10の液滴を安定して生成し、不活性ガス雰囲気及び大気雰囲気中で滴下できる実験装置を設計・製作した。(2)不活性ガス雰囲気実験によるナトリウム液滴径の測定生成した液滴を燃焼させないように不活性ガス雰囲気中で50滴滴下する試験を4回実施した。回収した個々の液滴のナトリウム重量測定値から算出した生成時の平均液滴径は約3.8mmであった。(3)大気雰囲気実験によるナトリウム液滴の燃焼量及び落下速度の測定大気雰囲気で液滴を50滴滴下する試験を6回実施した。回収した全液滴のナトリウム重量測定値と、上記(2)で評価した滴下ナトリウム総重量との差から算出した滴下中のナトリウム燃焼量は、約3.4mgであった。滴下途中の液滴の高速度写真の撮影結果から算出した約2.4m落下後の液滴速度は、燃焼液滴及び燃焼していない液滴とも5.5+-0.1m/sであった。
斎藤 義則*; 糸岡 聡*; 床井 博見*; 岡部 綾夫*
PNC TJ9124 98-001, 315 Pages, 1998/01
次期高速炉蒸気発生器(SG)伝熱管の合理的設計基準水リーク率(DBL)の設定にあたって、高温ラプチャ評価に重要なナトリウム側温度分布を適切に評価できる手法の開発が必要である。本作業においては、これまでに開発された反応基本コードを対象として、計算モデルの改良・整備、SWAT-3実験データによる検証解析、及び実機SG体系における適用性評価を実施した。検証解析では、SWAT-3試験のRun-19とRun-17の2ケースに対して解析した。反応ジェット現象の定性的傾向について、解析結果は妥当であった。また、本解析結果と試験結果を比較して、反応速度定数の最適値を推定した。適用性評価では、高速増殖炉「もんじゅ」(以下「もんじゅ」という)の蒸発器体系における出力条件等をパラメータとした5ケースに対して解析した。反応ジェット現象に対する、出力条件・ナトリウム圧力・ナトリウム流動の影響が、解析により確認された。また、実機伝熱管破損時の反応ジェット挙動を詳細に予測することが、初めて可能となった。反応基本コードの計算高速化対策を検討した。開発の容易さと計算負荷の軽減のため、SIMPLE法に基づく完全陰解法の導入が適切と判断された。
後藤 忠*; 植竹 満*; 名雲 靖*; 中沢 学*; 床井 博見*; 斉藤 義則*; 小沢 一雅*
PNC TJ9124 97-009, 150 Pages, 1996/12
Na燃焼反応生成物の化学組成に及ぼす気流と湿分の影響を評価するため、気流影響実験と、湿分影響実験が可能なNa漏えい燃焼実験装置を使用し、500のNaを100200cc用いて最大湿分濃度5モル%、燃焼面への最大気流速度2.5m/Sの大気条件でNa燃焼実験を実施した。燃焼中の反応生成物を液化Ar中で急速固化し、大気に触れることなく、その化学組成を化学分析とX線回析で評価して以下の結論を得た。(1)Naプール燃焼実験時の燃焼皿内にはNa2Oが燃焼時間の経過と共に増加して燃焼末期まで主成分となるが、燃焼後期においてはNa2O2が漸増する。(2)大気に放出されるエアロゾルはNa2Oを微量含有するが、主成分はNa2O2であり、大気中の湿分を吸収してNaOHを生成する。(3)燃焼皿内の反応生成物の化学組成には湿分の影響は顕著でないが、エアロゾル組成には湿分の増加と共にNaOHやNa2CO3が顕著に増加する。(4)燃焼皿内の燃焼反応生成物及びエアロゾルの化学組成に及ぼす気流の影響は顕著でない。(5)燃焼反応生成物の化学組成はプール燃焼、液滴燃焼(落下高さ550mm)の燃焼形態に大きく依存しない。
斎藤 義則*; 床井 博見*; 池田 孝志*; 真野 多喜夫*; 岡部 綾夫*
PNC TJ9124 96-005, 198 Pages, 1996/03
次期大型炉蒸気発生器(SG)伝熱管の合理的設計基準水リーク率(DBL)の選定にあたって,高温ラプチャによる破損伝播の可能性を定量的に評価する必要がある。高温ラプチャを含む破損伝播挙動を適切に評価するためには,a)ブローダウン解析モデル,b)高温ラプチャモデル(構造/破壊力学的モデル),c)反応領域温度分布解析のためのナトリウム-水反応ジェットモデルの開発が不可欠である。本報では,これら全体開発計画の中の,ナトリウム-水反応ジェット解析モデルを開発するために,解析モデルの検討を行いコードを設計した。また,コード開発で必要となる,化学反応モデルと二流体モデルの試計算を行い,これらのモデルの妥当性を確認した。さらに,既往の解析コードとの比較によるコード間の比較検証を実施して,二相流解析で実績の多いSIMA/SMORCコードのモデルを基本に改修する方法が最適なコード開発手法であるとの見通しを得た。
床井 博見*; 岩田 耕司; 星 蔦雄
JAERI-M 82-141, 74 Pages, 1982/10
反応度事故条件において、燃料が溶融する程度の高発熱量で照射されると、破損燃料は微粒子化し、破壊エネルギーの発生を伴う。本報では燃料の微粒子化機構や破壊力発生機構を解明するため、微粒子化した燃料の節分と詳細な外観観察をした結果について述べる。燃料の節分の結果、発熱量が高い程微粒子化が促進されることが明らかとなった。さらに微粒子化の程度は発熱量の他に冷却水のサブクール度や冷却材-燃料比に左右される。微粒子化した燃料の形状は次の4形態、(1)球形状粒子、(2)岩砕状粒子、(3)多孔質な粒子.(4)殻状の粒子に大別されることが判った。
床井 博見*; 岩田 耕司; 星 蔦雄
JAERI-M 9840, 52 Pages, 1981/12
NSRRでの高発熱量実験や浸水燃料実験において観測される機械エネルギ-の挙動並びにエネルギー評価法を検討するため、炉外での可視実験を実施した。実験では燃料破損を模擬するため、カプセル内にラプチャディスクを用いて圧縮ガスを瞬時注入して、カプセル内の圧力挙動や水塊挙動を観測した。炉外実験の結果、ラプチャディスクの破砕と同時にカプセル内には衝撃的な圧力か発生し、引き続き教ms周期の圧力パルスがみられた。カプセル内の水塊は圧縮ガスの注入と共に飛び上り、その後ピストン状に20~30ms周期で振動を繰返した。水塊の振動に同期してカプセル内の圧力にも振動がみられた。これらの圧力挙動は炉内で観測される圧力挙動と良く対応している。発生した機械エネルギ-は水塊の飛び上りに追随する水位計の信号と後期圧力群の振動周期から得られる飛び上り水塊質量をもとに、ピストンモデルに従って評価できる。
