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上澤 伸一郎; 山下 晋; 柴田 光彦; 吉田 啓之
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福島第一原子力発電所の格納容器内の燃料デブリの熱挙動をより精緻に推定するため、注水が停止した空冷時を含む燃料デブリ熱挙動の解析手法を開発している。ここでは、格納容器内に分布していると考えられる燃料デブリの位置,発熱量、及びデブリ内での存在が想定される多孔質体(ポーラス体)などの影響を考慮しつつ、崩壊熱により格納容器内に生じる自然対流を数値シミュレーション手法により評価する。本発表では、開発する手法の妥当性検証データ取得のために実施した、空冷自然対流熱伝達試験及び、水冷自然対流熱伝達試験について報告する。また、前方で報告するポーラスモデルを追加したJUPITERの妥当性検証結果についても述べる。
上澤 伸一郎; 山下 晋; 柴田 光彦; 吉田 啓之
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福島第一原子力発電所の格納容器内の燃料デブリの熱挙動を推定するため、JUPITERを用いた空冷時における燃料デブリ熱挙動の解析手法の開発を進めている。格納容器内に分布していると考えられる燃料デブリの位置,発熱量、及びデブリ内での存在が想定される多孔体の影響を考慮しつつ、格納容器内に生じる流動ならびに伝熱を数値シミュレーションにより評価する。前報では、ポーラスモデルを導入したJUPITERと多孔体自然対流熱伝達試験との比較から、JUPITERが多孔体の熱伝達を過小評価していることを報告した。本報では、過小評価の原因を明らかにするため、矩形配管内に多孔体を設置した体系にて強制対流試験を実施し、流動に限定した妥当性検証を実施した。その結果、多孔体前後の差圧が試験と解析で定量的に合致したとともに、流速分布についても試験と同様な分布が本解析より得られた。このことから、本解析は流動について妥当と考えられる。
上澤 伸一郎; 山下 晋; 柴田 光彦; 吉田 啓之
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福島第一原子力発電所の格納容器内の燃料デブリの熱挙動を推定するため、JUPITERを用いた空冷時における燃料デブリ熱挙動の解析手法の開発を進めている。格納容器内に分布していると考えられる燃料デブリの位置,発熱量、及びデブリ内での存在が想定される多孔体の影響を考慮しつつ、格納容器内に生じる流動ならびに伝熱を数値シミュレーションにより評価する。前報では、ポーラスモデルを導入したJUPITERと多孔体強制対流流動試験との比較から、流動場の解析においてJUPITERのポーラスモデルが妥当であることを報告した。本報では、JUPITERの多孔体の有効熱伝導率モデルの妥当性を評価するために実施した、多孔体を含む系における自然対流伝熱流動試験とその解析結果について報告する。比較の結果、多孔体を含む系における自然対流伝熱流動解析においては、多孔体の熱伝導率モデルとして、直列モデルや並列モデルではなく幾何平均モデルを用いることが妥当であることがわかった。
伊藤 光生*; 佐野 吉彦*; 桑原 不二朗*; 上澤 伸一郎; 吉田 啓之
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福島第一原子力発電所の格納容器内の燃料デブリの熱挙動を推定するため、空冷時における燃料デブリ熱挙動の解析手法の開発を進めている。燃料デブリが多孔質体と想定されることから、本研究では、多孔質体モデルを用いて、閉鎖容器内の一部分に多孔質体が存在する系の自然対流場を模擬する数値シミュレーションを実施した。本シミュレーションの妥当性については、原子力機構にて別途実施している実験との比較を行うことにより検証した。
上澤 伸一郎; 小野 綾子; 山下 晋; 吉田 啓之
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東京電力福島第一原子力発電所のPCV内の燃料デブリの熱挙動を推定するため、多相多成分詳細熱流動解析コードJUPITERを用いた空冷時における燃料デブリ熱挙動の解析手法の開発を進めている。PCV内での燃料デブリについて、位置、発熱量、形状等について公開情報に基づいた仮定を行い、PCV内に生じる伝熱流動を数値シミュレーションにより明らかにする。前報までは、ポーラスモデルを追加したJUPITERの妥当性確認について報告した。本報では、実機体系への適用可能性を確認するために実施した、東京電力福島第一原子力発電所2号機PCV内の熱挙動予備解析結果について報告する。解析結果から、RPV下部とペデスタル内で発熱する燃料デブリから上昇流が生じることを確認した。また、その発熱する燃料デブリによって空気が加熱され、RPV内やペデスタル内での大規模な自然対流が発生することを確認した。このように、本解析手法により空冷時のPCV内の熱挙動を評価できる見込みを得た。