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相馬 秀; 石垣 将宏*; 安部 諭; 柴本 泰照
Nuclear Engineering and Technology, 10 Pages, 2024/00
When analyzing containment thermal-hydraulics, computational fluid dynamics (CFD) is a powerful tool because multi-dimensional and local analysis is required for some accident scenarios. According to the previous study, neglecting steam bulk condensation in the CFD analysis leads to a significant error in boundary layer profiles. Validating the condensation model requires the experimental data near the condensing surface, however, available boundary layer data is quite limited. It is also important to confirm whether the heat and mass transfer analogy (HMTA) is still valid in the presence of bulk condensation. In this study, the boundary layer measurements on the vertical condensing surface in the presence of air were performed with the rectangular channel facility WINCS, which was designed to measure the velocity, temperature, and concentration boundary layers. We set the laminar flow condition and varied the Richardson number (1.0-23) and the steam volume fraction (0.35-0.57). The experimental results were used to validate CFD analysis and HMTA models. For the former, we implemented a bulk condensation model assuming local thermal equilibrium into the CFD code and confirmed its validity. For the latter, we validated the HMTA-based correlations, confirming that the mixed convection correlation reasonably predicted the sum of wall and bulk condensation rates.
堂田 哲広; 荒関 英夫; 鍋島 邦彦; 高田 孝; 田中 正暁; 大島 宏之
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の安全基盤技術としてマルチレベル・シナリオシミュレーションシステムの開発を進めている。本報では、ナトリウム冷却高速炉の設計オプションに柔軟に対応し、設計で想定される運転状態に対して高効率解析から高精度な現象予測解析までを1つのシステムで実行できるマルチレベルシミュレーションシステムの概念設計及び今後の開発計画について報告する。
朝日 良光; 嶋村 圭介; 小林 秀和; 小高 亮; 守川 洋
no journal, ,
TVF次期溶融炉(3号炉)の基本構造である円錐45度炉底形状に適合するように、溶融炉の底部に設置しているストレーナ(流下ノズル閉塞防止のための部位)の形状に係る各パラメータ(角部の曲率等)を選定した。選定にあたっては、2号炉及び3号炉の炉底形状を模擬した実規模アクリル模型と溶融ガラスを模擬したシリコーンオイルを用いた流下試験を行うとともに、炉底付近に滞留する比較的高い粘性を持つ流体の流下時における流動場についてCFD解析を行うことにより、ストレーナの形状がガラス流動の特徴や抜出し率へ与える影響を評価した。
吉村 一夫; 堂田 哲広; 大木 裕*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁; Vilim, R. B.*
no journal, ,
米国高速実験炉EBR-IIの自然循環崩壊熱除去試験時における炉上部プレナム内及びZ型配管内の熱流動挙動を調べるため、商用CFDコードを用い、定格運転状態から自然循環へ移行する300秒間を解析した。炉上部プレナム内で測定された軸方向温度分布データと解析結果との比較により、温度成層化現象の発生が予測できた。下流のZ型配管スロープ部には、炉上部プレナム内上部にたまった高温ナトリウムが先行して流入し、温度成層化がプラント全体の自然循環力に影響を与えていることを確認した。
堀口 直樹; 上澤 伸一郎; 吉田 啓之
no journal, ,
粒子追跡法とCFDを組み合わせ、軽水炉事故時における原子炉建屋でのエアロゾル粒子の除染効果(DF)評価手法を開発している。本報では、現実的な計算コストでのDF評価のために必要な狭隘流路における粒子沈着割合予測モデルの構築を目的とし、代表的な狭隘流路要素(直線部, 曲がり部, 急収縮・拡大部)毎の数値シミュレーションを実施した。曲がり部の数値シミュレーションは、定常状態を仮定した空気とCsI粒子の挙動について、粒子径と入口-出口境界間の差圧, 流路幅をパラメータとして解析した。解析結果から沈着割合を求めた結果、差圧の増加と流路幅の減少に伴い沈着割合の増加傾向が変化する様子が得られ、モデル化において必要な知見が得られた。
吉村 一夫; 堂田 哲広; 藤崎 竜也*; 井川 健一*; 田中 正暁
no journal, ,
米国高速実験炉EBR-IIの炉停止失敗と2次主循環ポンプ停止を重畳させたULOHS模擬試験では、中間熱交換器(IHX)から1次主循環ポンプまでのコールドプール内で発生する温度成層化がプラント挙動に影響することが分かっている。コールドプールの1次元モデルを構築するため、まずは温度成層化現象の把握を目的として、コールドプール内の多次元熱流動解析を実施し、測定結果との比較を行った。温度成層化の再現には、IHX出口からの流出挙動、各機器からコールドプールへの漏れ流量、コールドプールから体系外への放熱を考慮する必要があることを確認した。
