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木村 英雄; 日笠 直樹*; 久下沼 裕司*; 土井 寿治*; 菊池 善貴*
JAEA-Technology 2019-004, 25 Pages, 2019/05
JAEA-Technology-2019-004.pdf:3.02MB
日本原子力研究開発機構では、財務・契約系基幹業務の効果的かつ効率的な遂行のため、「財務・契約系情報システム」の開発及び運用を行ってきた。現行システムのサポート期限終了を契機に、次期システムの開発が必要となっていたため、平成30年度に次期システムの開発を実施した。開発にあたって、これまでシステム計算科学センターで考案してきた分離調達を基調とした分散型システム構築手法を発展的に応用することで、電子決裁機能の追加や最新のパッケージソフトの採用など大幅に機能強化を行いつつも、極めて低コストでの調達を実現した。
土井 禎浩; 村松 壽晴
PNC TN9410 97-083, 106 Pages, 1997/08
高速炉のスクラム過渡時に発生する温度成層化現象は、構造材に熱応力を与えるため、温度成層化挙動の特徴を評価することは機器の構造健全性および安全性の観点から重要である。本報告では単相多次元コードAQUAにより、高速増殖原型炉「もんじゅ」における40%出力試験定常時および40%出力定常時からのスクラム過渡時の上部プレナム内流速分布と温度分布を解析した。測定結果と解析結果の比較から上部プレナム内で生じる温度成層の形成過程と内筒に設けられたフローホール部の冷却材通過流量を解析的に評価した。測定結果の軸方向温度分布、上部および下部フローホール部冷却材温度ならびに原子炉容器出力温度の時間変化を模擬する解析条件を選定し、同条件による解析結果から実機の上部プレナム内で生じる温度成層の形成過程を評価した。解析は原子炉スクラムから300秒間について実施した。原子炉スクラム後には低温冷却材が上部プレナム下部に流入し、スクラム後約120秒で上部フローホール高さに温度成層が形成される。炉心からの低温冷却材は、その後も上部プレナム下部に滞留し、低温冷却材の領域が高さ方向に拡大することによって温度成層が上部プレナム上方に移動している。原子炉スクラムから300秒間では、炉心出口から整流筒を通過して炉心上部機構下面に衝突した流れは水平方向に向かい、温度成層の上昇に寄与していない。上部および下部フローホール部とアニュラス部の通過流量を測定結果より求めた。原子炉スクラムから約30秒後の下部フローホール部通過流量比は全流量の約7%、原子炉スクラムから約360秒後のアニュラス部通過流量比は全流量の約30%と評価された。一方、解析結果から求められる流量比は、定常時に上部および下部フローホール部を通過する流量が全流量の約17%から約31%であり、定常時においては内筒頂部からアニュラス部を通過する流れが支配的であると考えられる。また、過渡時には上部フローホールおよび下部フローホール部を通過する流量の比率は時間と共に増加し、原子炉スクラムから約300秒後には上部フローホール部、下部フローホール部およびアニュラス部を通過する冷却材の全流量に対する比率がほぼ等しくなるものと考えられる。
土井 禎浩; 村松 壽晴
PNC TN9410 97-072, 56 Pages, 1997/07
高速炉のスクラム過渡時に発生する温度成層化現象は、構造材に熱応力を与えるため、温度成層化挙動の特徴を評価することは機器の構造健全性および安全性を確認する観点から重要である。この温度成層流は、上部の密度が上部よりも小さい安定成層流であり、上部と下部の流速が異なるために流れは境界面付近で強い剪断を持ち、二次元的な大規模渦構造による乱れが流体の混合に関与することが実験的、解析的に示されている。本研究は成層流の乱流特性を表現する数値解析モデルの検討を目的として、流体に水を用いた矩形流路内成層乱流実験について密度差のある非等温場を差分法による直接シミュレーションコードによって解析し、乱流量の評価を行ったものである。流路の上層と下層の温度差をパラメータとし、Ri数を変化させて2次元解析を実施した。非等温場においても等温場の場合と同様に、低速側流体と高速側流体の境界面で乱れを生じ、下流側に向かうに従い渦の合体と成長によって剪断層が発達する様子が見られた。主流方向の下流側で時間平均した流速分布、速度変動分布、レイノルズ応力分布、温度分布および温度変動分布を求め測定結果と比較した。その結果、主流方向流速は、Ri数による差異が小さく、この傾向は測定結果と解析結果で一致した。しかしながら、高さ方向流速は、測定結果ではRi数が0の場合にのみ見られるのに対し、解析結果ではRi数が大きくなるに従い大きくなる傾向を示した。解析による速度変動およびレイノルズ応力は、Ri数が大きくなるに従い小さくなり、測定による傾向と一致した。温度分布は、解析結果では温度の軸方向勾配が3段階に変化しているが、測定結果ではそのような明確な勾配の変化は見られない。また、温度変動分布に関しても解析結果では二つの極大値が見られるが、測定結果では明確な温度変動の極大値は見られない。また、渦の合体に関しては、本結果は測定で得られた渦の合体が起きるRi数の範囲を模擬していること、渦の合体が起きる場合には渦の合体が起きない場合に比べて大きなレイノルズ応力を生じることがわかった。
土井 禎浩; 村松 壽晴
PNC TN9410 97-033, 66 Pages, 1997/04
高速炉のスクラム過渡時に発生する温度成層化現象は、構造材に熱応力を与えるため、温度成層化挙動の特徴を評価することは機器の構造健全性および安全性の観点から重要である。この温度成層流は、上部の密度が下部よりも小さい安定成層流であり上部と下部の流速が異なるために流れは境界面付近で強い剪断を持ち、二次元的な大規模渦構造が存在し、これによる乱れが流体の混合に関与することが実験的、解析的に示されている。本研究では成層流の乱流特性を表現する表示式や数値解析モデルの検証を目的として、流体に水を用いた成層乱流実験について密度差のない等温場を差分法による直接シミュレーションによって解析し、乱流量の評価を行った。解析結果から、低速側流体と高速側流体の境界面で乱れを生じ、下流側に向かうに従い渦の合体と成長によって剪断層が発達する様子が見られた。解析メッシュ幅と流入流速分布を変更し、2次元解析と3次元解析を実施し、主流方向の上流側と下流側で流速分布、速度変動分布およびレイノルズ応力分布を求めた。解析結果に時間平均操作を施した流速、速度変動およびレイノルズ応力を測定結果と比較した。その結果、解析メッシュ幅を詳細化した場合にも下流側では速度変動量やレイノルズ応力に相違は生じず、不均一な流入流速分布は乱れを上流側で発達させ、上流側の位置での速度変動量やレイノルズ応力に影響を与えるが、下流側の位置においては、速度変動量やレイノルズ応力は流入流速分布に影響されないことがわかった。また、設定した3次元解析体系では、奥行き方向の変動が主流方向や高さ方向の変動に比べて非常に小さく、流速分布、速度変動およびレイノルズ応力について、2次元解析と3次元解析でほとんど差異を生じないこと示された。また、解析結果と測定結果の比較から、高さ方向の流速分布および速度変動は測定結果と相違するものの、主流方向については流速分布、速度変動とも測定結果と良く一致しており、二成層流における二次元的な大規模渦構造が解析的に模擬されている。
土井 禎浩; 村松 壽晴
PNC TN9410 96-284, 61 Pages, 1996/10
高速炉のスクラム過渡時に発生する温度成層化現象は、構造材に熱応力を与えるため、温度成層化挙動の特徴を評価することは機器の構造健全性および安全性の観点から重要である。本報告は、高速増殖原型炉「もんじゅ」における40%出力定常時、および40%出力定常時からのスクラム過渡時の上部プレナム内温度分布を単相多次元コードAQUAにより解析し、解析に用いる乱流モデルの同現象評価に対する適用性を検討した。軸方向温度分布について測定結果と解析結果を比較した。定常時における下部フローホールより上方の温度分布について測定値と解析結果の一致は良好であった。下部フローホールより下側では、解析結果は測定結果よりも高い温度を示した。これは、実機において下部フローホールよりも下側に低温の冷却材が停滞しているためと考えられる。一方、過渡時については、原子炉スクラムから約120秒後には、測定結果、解析結果とも上部フローホール近傍の高さで温度成層を生じる。測定結果と解析結果の成層界面位置はほぼ一致するものの、温度成層界面の温度勾配は解析結果の方がより早く緩やかになる傾向が見られた。これは上部プレナム下部の低温冷却材の流れが、過渡時の軸方向温度分布に影響を及ぼしているためと考えられる。このことから測定結果の温度成層化現象を精度良く予測するためには、定常時および原子炉スクラム初期に上部プレナム下部に停滞する低温の冷却材を適切にモデル化することが重要である。
土井 禎浩; 村松 壽晴; 桾木 孝介
PNC TN9410 96-117, 60 Pages, 1996/05
高速炉のスクラム過渡時に発生する温度成層化現象は、構造材に熱応力を与えるため、温度成層界面の特徴を評価することは機器の構造健全性および安全性の観点から重要である。本報告は、高速増殖原型炉「もんじゅ」における40%出力定常時、および40%出力定常時からのスクラム過渡時の上部プレナム内軸方向温度測定結果により、成層界面の特徴を評価したものである。定常時の測定結果からは、上部プレナム内の軸方向温度分布および温度変動を評価した。軸方向各位置の温度は、内筒取付台と炉心頂部間では約410
Cと温度が低く、下部および上部フローホール間付近では約480C、上部フローホールより上方では約490Cで、定常時に温度成層界面が形成されている。また、下部および上部フローホール付近の温度変動(RMS値)はそれぞれ約1.6C、2.0 Cである。この温度変動の原因は、温度の異なる冷却材が混合することにより発生すると考えられる。過渡時の測定結果からは各時刻の上部プレナム内軸方向位置における温度降下率、温度勾配および成層界面上昇速度を評価した。原子炉スクラム後の温度降下率は、炉心出口付近では約5.0C/sec、フローホール付近では約1.5C/secであり、上部フローホールより上方の領域の温度降下率は最大約0.3から0.4C/secである。温度勾配は原子炉スクラムから約120秒後の成層界面形成初期で約160 C/m、原子炉スクラムから約180秒後の温度勾配は約90C/mである。また、原子炉スクラムから600秒後の温度勾配は約45C/mである。原子炉スクラムから約1800秒以降の内筒頂部付近の温度勾配は、原子炉スクラム後約4800秒で約170C/mである。成層界面上昇速度は、原子炉スクラム後120秒から600秒の間では約1.0m/h、原子炉スクラム後600秒以降では約0.6m/hであった。また、内筒頂部付近の成層界面位置の変化量は、原子炉スクラムから4800秒後と7800秒後で約150mmあり、成層界面上昇速度は約0.2m/hである。