ATR中小型炉の自然循環流動解析

村田 満*; 石井 裕治*

PNC TJ9381 94-001, 84 Pages, 1994/02

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昨年度(平成5年2月)に実施した「ATR中小型炉の自然循環特性解析」では、自然循環の基本的な流動特性を把握し、1000MW-級の自然循環炉の成立性を検討する目的で行われた。本研究では、昨年度の結果に基づき、同炉の設計に資するための感度解析を実施し、以下に示す項目について、明らかにした。(1)上昇管口径の影響 上昇管口径を5Bとしたケースを基本ケースとし、配管の制作コストを低減する目的で、同口径を3Bとしたケースの解析を行った。その結果、上昇管口径5Bでは、チャンネル出力1.8MWでドライアウトしないが、同口径3Bでは、1.8MWでドライアウトに至る。(2)上昇管本数の削減と上昇管口径の変更による影響 基本ケースを基に、2本の圧力管からYピース管を用い、1本の上昇管に接続させ、上昇管本数を1/2とし上昇管口径は5B、及び4Bとしたケースを解析した。上昇管本数を1/2とする事により」自然循環量は低下するが、上昇管口径5Bのケースは、チャンネル出力1.8MWではドライアウトしない。しかし、同4Bのケースは、1.8MWでドライアウトする。(3)中間ヘッダーへの接続と上昇管口径の変更による影響 圧力管からの配管50本を中間ヘッダーへ接続し、中間ヘッダーからは従来の上昇管の流路断面積の50倍とした大口径の上昇管を蒸気ドラムへ接続させ、併せて上昇管口径を24B、並びに32Bとしたケースを解析した。両ケース共に、基本ケースに比べ自然循環量は少なくなるが、共にチャンネル出力1.8MWでは、ドライアウトに至らない。(4)圧力管口径の影響(1)(3)の解析結果より、チャンネル出力を上昇させた場合、圧力管部の圧力損失の影響が大きくなり、流量が低下するため、圧力管を広げた解析を行った。圧力管口径を広げる事により、自然循環量は増加するが、チャンネル出力が高くなるに従い、口径が広いケースの方が、流量振動が激しくなる。しかし、両ケース共にチャンネル出力1.8MWでは、ドライアウトに至らない。本解析結果より、上昇管口径を4Bとし、上昇管本数を1/2としても圧力管口径を122.0MMとする事により、チャンネル1本当り1.8MWの出力が得られる。