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論文

Analysis of operating experience of LMFBR components using the credo database

栗坂 健一

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast Reactor, 0 Pages, 1994/00

液体金属冷却高速炉(LMFBR)の確率論的安全評価(PSA)に利用すべき機器信頼性パラメータを定量化し、その特徴を理解するためにCREDOデータベースを用いてLMFBRのナトリウム用機械式ポンプの運転経験を分析した。本分析ではナトリウム用機械式ポンプの事象データの中でポンプ機能喪失に至ったポンプの一次故障のみを分析対象としている。まず故障モードの傾向を明らかにし、特に故障経験の豊富な運転継続失敗事象に対しては時間と故障率の関係、設計流量或いは運転温度と故障率の関係並びに故障率の機器間のばらつきを定量的に議論した。また、同一の故障メカニズムを有する故障モードをサーベイし、故障間隔に基づいて共通原因故障の発生の可能性を定量的に議論するとともに、独立な原因による多重故障の発生確率についてもポンプ故障経験に照らし合わせながら議論を進めた。

論文

Computer Code Development for FBR Source Term and Containment Safety

宮原 信哉; 大野 修司; 清野 裕; 宮木 和美

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast React, , 

動燃では、高速炉の格納施設の設計基準や安全評価基準への反映及びシビアアクシデント時のソースタームに対する格納機能の裕度確認を目的として、事故時の放射性物質の放出移行挙動、ナトリウム漏洩燃焼挙動とエアロゾル挙動及び格納施設の安全性に係わる挙動を機構論的に取り扱える解析評価ツールの開発を行っている。事故時の放射性物質の放出移行挙動に関しては、そのプロセスの最上流にあたる燃料からのFP放出挙動から冷却材中を経てカバーガスへ移行するまでを扱うTRACERコード、ナトリウム漏洩燃焼挙動に関しては、雰囲気の熱流力挙動を多次元で考慮できるSOLFASコード、エアロゾル挙動に関しては、放射性物質を含んだナトリウムエアロゾルの凝集・沈着を扱うABC-INTGコードについてその概要を紹介する。又、格納施設の安全性に関しては、格納施設内の炉外事象について国際協力のもとに開発しているCONTAIN-LMRを紹介する。

論文

Core-Plenum Thermohydraulics under Decay Heat Removal by Natural Circulation - Sodium Experiments for Seven-subassembly Model

上出 英樹; 家田 芳明; 林 謙二; 佐藤 和二郎

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast React, , 

自然循環を用いた崩壊熱除去は高速炉の固有の安全性の一つとして重要な役割を担っている。自然循環除熱時には、炉心部において集合体間熱移行、集合体内流量再配分、集合体間ギャップ内自然対流等の、強制循環冷却では考慮する必要がなかった現象が生じ、炉内のピーク温度に大きな影響を及ぼすと考えられる。そこで、実機の燃料集合体を模擬した7体の集合体からなる炉心部、上部プレナム、崩壊熱除去用の模擬炉内冷却器等から構成されるナトリウム試験装置を用いて、これらの現象が集合体内熱流動に与える効果、集合体を冷却する効果を定量的に把握した。集合体間ギャップでの自然対流を介して、炉内冷却器からの低温流体が集合体を冷却する効果が大きく、集合体間ギャップを自然循環時の除熱パスとして考慮する必要があることを明らかにした。

論文

Thermohydraulic Aspects of Porous Blockages in a Fuel Subassembly of Fast Breeder Reactors

大島 宏之; 家田 芳明

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast React, , 

高速炉においては、その稠密な燃料格子構造及び高い出力密度ゆえ、燃料集合体局所異常/事故は安全評価上重要な事象として認識されている。ワイヤースペーサ型バンドル体系では、過去の試験等により起因現象として厚みのあるポーラス状閉塞を想定することが最も現実的であると考えられる。本研究は、このポーラス状閉塞が発生した際の燃料集合体内熱流動現象を解明することを目的として、サブチャンネル解析コードASFRE-IIIへの閉塞モデル組み込み、種々のパラメータ解析を行ったものである。この閉塞物モデルは、ポーラスメディアアプローチの手法を用いて差分誤差わ極力抑えつつ定式化したものであり、閉塞物そのもののエネルギー保存式も同時に解くため広範囲な解析に対応できるものである。事象評価においては、閉塞の形状・大きさ・位置、閉塞物のポロシティ・材質等をパラメータとして、流体や構造物温度への影響、検知性について検討した。

論文

Multiphase,Multicomponent Heat-and Mass-Transfer Modeling in SIMMER-III

守田 幸路; 飛田 吉春; 白川 典幸; 近藤 悟

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast React, , 

動燃では高速増殖炉の仮想的な炉心損傷事故を評価するために、次世代安全解析コードSIMMER-IIIの開発を進めている。本コードでは炉心損傷時の複雑な熱流力挙動を解析するために、多相流、多成分系の熱及び質量移行現象がモデル化されており、本コードの物理モデル及び数値計算技術の中核をなすものである。本発表では、SIMMER-IIIコード用に開発された多相流、多成分系の熱及び質量移行モデルについて、その概要を述べるとともに、各種実験解析を通じて検証された本モデル化の妥当性を議論する。

論文

Experimental Studies on Simulant Melt Interactions with Structure and Coolant

小西 賢介; 磯崎 三喜男; 今堀 真司; 古谷 章; 近藤 悟

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast React, , 

高速炉の仮想的炉心崩壊事故における高温融体と構造材あるいは冷却材の相互作用挙動を解明するために、MELT-II試験装置を用いて模擬物質による一連の試験を実施した。融体ジェットと構造材の相互作用試験は、構造材表面にジェット物質のクラストが形成される場合とされない場合のシリーズについて実施し、各々について溶融浸食速度を予測評価する実験相関式を導入した。これらにより、クラストの熱抵抗による浸食抑制の効果が明らかになった。低融点合金ジェットと水の相互作用試験では、両者の初期温度の組み合わせによって現れる相互作用挙動の代表的モードを4つに分類した。これらのモードは経験的に導いた最小沸騰温度の関係式を用いて解釈できた。さらに、これらの知見の外挿により、高速炉条件では比較的マイルドな相互作用挙動が予測された。以上の知見は、溶融炉心物質の炉内保持のシナリオを支持するものである。

論文

Transient Fuel-Pin Behavior and Failure Condition in the CABRI-II In-Pile Tests

佐藤 一憲; Papin, J.*

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast React, , 

CABRI-2試験計画ではスミア密度の異なる2種の照射済燃料を用い、除熱低下と加熱速度の異なる全12種の過渡試験を実施した。これらの最新データと共に既存の炉内・炉外試験のデータを総合的に分析し、過渡中のFPガス挙動の理解を深めた。この理解に基づきPNC、KfK、CEAでは各解析コードを用いたCABRI-2試験解析評価を実施した。この結果、低スミア密度燃料では燃料溶融領域の圧力上昇による破損となるのに対し、高スミア密度燃料では燃料溶融が低い段階での固相燃料のFPスエリングによる破損となることが示された。また前述の総合分析に基づく解析モデルの改良により、このようなFPスエリング及び被覆管破損の定量評価の見通しが得られた。

論文

COMPUTER CODE DEVELOPMENT FOR SOD-IUM FIRE AND SOURCE TERM EVALUATION OF FBR

清野 裕; 大野 修司; 宮原 信哉; 宮木 和美; 三宅 収

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast Reactor, , 

高速炉の冷却材として使用しているナトリウムは化学的に非常に活性であるために、その安全評価に対して、特に環境影響評価に対して非常に重要な役割を果たす。このため動燃であは、これらのナトリウムに関わる諸現象を体系的に評価できる解析コード群を開発・整備している。 ナトリウム燃焼に関しては、雰囲気の熱流量力挙動を多次元で考慮できるSOLFASコードを、またソースターム評価に関しては、燃料からのFP放出挙動から冷却材中を経てカバーガスへ移行するまで、いわゆる"炉心ソースターム"を解析するTRACERコードを、さらにそれ以降の格納容器内における移行挙動、いわゆる"炉外ソースターム"を解析するツールとしてCONTAINLMRコードを各々開発している。 本論では、以上の解析コードに関するモデルの概要を説明すると共に、それらの検証結果に関しても紹介する。

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