ナトリウム冷却高速炉の原子炉容器内熱流動の研究(3) 温度成層化現象に関する解析的検討

村松 壽晴; 脇田 順一*; 山口 彰

JNC TN9400 2002-022, 96 Pages, 2002/06

実用化戦略調査研究の一環として検討が進められているナトリウムを冷却材として用いる大型高速炉では、物量を削減して経済性を大幅に向上する観点から、徹底したシステムの簡素化・コンパクト化設計を指向している。この結果、原子炉容器上部プレナム内では、冷却材流速の高速化や流況の非対象化(偏流)が顕在化するため、熱流動設計においては自由液面からのガス巻込みや炉内構造物の流力振動、さらには熱過渡による構造物の健全性について十分な注意を払う必要がある。本報では、同炉上部プレナム内に発生する温度成層化特性を数値解析により検討し、炉内流動適正化との関連性を評価した。得られた結果は、次の通りである。1)切込み部へのダミープラグの装荷は、定格運転時における流動適正化を達成するための有効なデバイスの一つであるとともに、原子炉トリップ後の過渡時における炉内熱過渡挙動を緩和するための方策としても有効である。2)炉壁へのバッフルリングの設置は、流動適正化を達成するための有効なデバイスの一つであるとともに、温度成層化現象に係る諸特性に及ぼす影響は無視し得る程度に小さい。4)外側ディッププレートー炉壁間ギャップ等へのラビリンス設備の設置は、流動適正化を立つ性するための有効なデバイスの一つであるものの、ディッププレート近傍での過熱度特性を厳しくする可能性を持ち、流動適正化問題と温度成層化問題に関してトレードオフの関係にある。