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論文

Study on cooling process in a reactor vessel of sodium-cooled fast reactor under severe accident; Velocity measurement experiments simulating operation of decay heat removal systems

辻 光世; 相澤 康介; 小林 順; 栗原 成計; 三宅 康洋*

Proceedings of 2020 International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 2020) (Internet), 5 Pages, 2020/08

ナトリウム冷却高速炉(SRF)において、炉心溶融を含むシビアアクシデント時の安全性強化のため、炉内冷却機器の設計と運用の最適化が重要である。SFRの炉容器を模擬した1/10縮尺水試験装置を用いて、原子炉容器内の自然循環現象を把握する水試験を実施している。本報では粒子画像流速計測法(PIV)によって計測した炉容器内の自然循環流動場について報告する。炉心燃料の20%が下部プレナムのコアキャッチャ上に一様に堆積した場合に、浸漬型熱交換器を運転する条件で試験を実施した。PIV計測の結果、下部プレナム及び上部プレナムの中心付近で上昇流を確認した。また、上部プレナムでは炉壁近傍、下部プレナムでは炉心最外層から下降流が発生することを確認した。さらに温度場と速度場の関連性を検討することで、炉容器内の自然循環現象を把握した。これらの結果より、浸漬型DHX運転時に自然循環冷却パスが確立していることを確認した。

論文

Effects of temperature fluctuation on PIV measurement of natural circulation flow field

辻 光世; 相澤 康介; 小林 順; 栗原 成計; 三宅 康洋*

Proceedings of 14th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics (14th ISEM'19) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2019/11

ナトリウム冷却高速炉の炉容器内の自然循環流動場を模擬した縮尺水試験装置を用いて粒子画像流速計測(PIV)を実施している。自然循環流動場の温度変動は屈折率の変化を引き起こし、粒子画像に歪みを生じさせる。このため温度変動はPIV計測の不確かさに影響する。本研究では自然循環流動場でのPIV計測に対する温度変動の影響を評価する。

口頭

高速炉シビアアクシデント時の炉内自然対流崩壊熱除去特性の把握

辻 光世

no journal, , 

高速炉シビアアクシデント時の自然対流除熱特性を把握するために、縮尺水流動試験装置を用いてコアキャッチャにデブリが一様に堆積した条件を模擬し、浸漬型DHXを起動した場合の自然対流による炉内流動場をPIV計測した。DHXからの低温流体が炉壁を伝い下降して下部プレナムへ流入しコアキャッチャ上で加熱され炉心中央部へと上昇する流速場や、低温流体の下降流と高温流体の上昇流の相互作用によるうずの形成を確認した。また、既往知見との比較により、同様の流動場や同等の最大流速を確認した。

口頭

縮尺水流動試験による高速炉の炉容器内自然対流崩壊熱除熱特性の把握,2; 浸漬型DHX起動を模擬した炉内流動場のPIV計測

辻 光世; 小野 綾子; 相澤 康介; 小林 順; 栗原 成計; 三宅 康洋*

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の安全性強化に向けた炉内冷却機器の設計と運用の最適化に資するために、シビアアクシデント時を含む崩壊熱除去特性および熱流動特性を把握する縮尺水流動試験を実施している。本報では、溶融した炉心がコアキャッチャ上に堆積した状態で炉容器内浸漬型DHXを起動させ、PIV計測により得られた自然対流崩壊熱除去時の炉内流動場の特徴について報告する。

口頭

縮尺水流動試験による高速炉の炉容器内自然対流崩壊熱除熱特性の把握,3; 炉容器外面冷却器の起動を模擬した炉容器内温度計測

相澤 康介; 辻 光世; 小林 順; 栗原 成計; 中根 茂*; 石田 勝二*

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の安全性強化に向けた炉内冷却機器の設計と運用の最適化に資するために、シビアアクシデント時を含む崩壊熱除去特性および熱流動特性を把握する縮尺水流動試験を実施している。本報告では、溶融燃料の配置をパラメータとした各条件に対して炉容器外面冷却器を模擬した冷却機器を起動させ、炉容器内過渡挙動を確認するとともに、自然循環定常状態における炉容器内熱流動場について検討した。

口頭

縮尺水流動試験による高速炉の炉容器内自然対流崩壊熱除熱特性の把握,4; 自然循環流動場に対する発熱条件の影響

辻 光世; 相澤 康介; 小林 順; 栗原 成計; 中根 茂*; 石田 勝二*

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の安全性強化に向けた炉容器内冷却機器の設計と運用の最適化に資するために、シビアアクシデント時を含む崩壊熱除去特性および熱流動特性を把握することを目的として縮尺水流動試験を実施している。本報では、浸漬型DHXによる冷却過程において、炉容器内の各所に堆積した溶融炉心の発熱条件が自然循環挙動に与える影響を把握するために、発熱条件をパラメータとした試験を実施した。温度計測及びPIVによる流速場計測より、自然循環流動場を定量的に把握するとともに、発熱条件が自然循環流動場に与える影響を確認した。

口頭

縮尺水流動試験による高速炉の炉容器内自然対流崩壊熱除熱特性の把握,5; 複数の炉容器内冷却機器起動時における過渡挙動

相澤 康介; 辻 光世; 小林 順; 栗原 成計; 中根 茂*; 小沼 英良*

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の安全性強化に向けた炉内冷却機器の設計と運用の最適化に資するために、シビアアクシデント時を含む崩壊熱除去特性および熱流動特性を把握する縮尺水流動試験を実施している。本報告では、複数の冷却機器起動が原子炉容器内自然循環挙動に与える影響を把握するために、浸漬型DHX及び貫通型DHXを起動させた過渡試験を実施した結果を示す。試験結果より、一基目のDHX起動により自然循環定常状態を達成した後、二基目のDHXを起動することで、自然循環定常状態における最高温度を一時的に超えることが示された。炉心下部プレナムに位置するコアキャッチャ上での発熱が強く、かつ二基目に貫通型DHXを起動する条件下において、この一時的な温度上昇は大きくなることが確認された。

口頭

縮尺水流動試験による高速炉の炉容器内自然対流崩壊熱除熱特性の把握,6; 複数の炉容器内冷却器運転時の熱流動挙動

辻 光世; 相澤 康介; 小林 順; 栗原 成計

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の安全性強化に向けた炉容器内冷却機器の設計と運用の最適化に資するために、シビアアクシデント時を含む崩壊熱除去特性および熱流動特性を把握することを目的として縮尺水流動試験を実施している。本報では、浸漬型DHX及び貫通型DHXを同時運転した条件を対象に、温度計測および流速計測を実施し、貫通型DHXの運転が炉心部及びコアキャッチャ上のデブリ冷却を含む炉容器内の自然対流挙動に与える影響を把握した。その結果、浸漬型DHX及び貫通型DHXを同時に運転した場合においても、炉容器内各所の発熱源の安定冷却が実現できることを示した。

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