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高田 孝; 山口 彰
JNC TN9400 2000-065, 152 Pages, 2000/06
JNC-TN9400-2000-065.pdf:6.26MBJNC-TN9400-2000-065(errata).pdf:0.12MB
液体ナトリウムを冷却材としている高速増殖炉において、ナトリウム漏えい時のナトリウム燃焼が構造物等へ及ぼす影響を評価することは重要である。しかしながら従来の数値解析では、大きな空間を平均化した一点近似モデル(zoneモデル)が主流であり、燃焼現象に於けるガス温度、ガス成分各種の空間的な分布が及ぼす影響についての評価はなされていない。このため、ナトリウム燃焼現象について多次元効果を考慮して機構論的に解析することを目的とし、多次元ナトリウム燃焼解析コードAQUA-SF(Advanced simulation using Quadratic Upstream differencing Algorithm-Sodium Fire version)を開発した。本コードは完全陰解法であるSIMPLEST-ANL法を用いた単相伝熱流動解析コードAQUAをベースとし、スプレイ燃焼、フレームシート燃焼、ガス輻射、多成分ガス移流・拡散、圧縮性等の燃焼に必要な各モデルを組み込んでいる。なお計算スキームとして、空間項についてはBounded QUICK法を、時間項についてはBounded3点陰解法を組み込んでいる。また開発されたAQUA-SFコードを用い、以下に示すナトリウム燃焼実験の検証解析を実施した。・プール燃焼実験(RUN-D1)・スプレイ燃焼実験(RUN-E1)・漏えい燃焼実験(ナトリウム漏えい燃焼実験-II)・小規模漏えい燃焼実験(RUN-F7-1)いずれの検証解析に於いても、実験をほぼ再現しており、AQUA-SFコードの妥当性が確認された。
白川 典幸*; 堀江 英樹*; 山本 雄一*; 松宮 壽人*
JNC TJ9440 2000-008, 47 Pages, 2000/03
JNC-TJ9440-2000-008.pdf:1.96MB
伝熱流動数値実験によって、化学反応を伴う伝熱流動が高速炉を構成する機器に及ぼす影響を評価するには、反応の発生箇所近傍だけでなく機器全体を解析対象とする必要がある。そのため、計算負荷の観点から微視的な解析手法を直接用いることができない。このため、使用する熱流動解析コードには、化学反応によって生じる多相・多成分の反応性流体の挙動をモデル化し、相関式として組み込まなければならない。反応性流体の化学反応の量は反応する相間の境界面積に依存し、この面積は界面の形状によって大きく変化する。しかし、ナトリウム-水反応のように化学反応を伴う系については、これに関する実験的知見もないのが現状である。そこで本件では、微視的解析手法である粒子法を用いて、多相・多成分・反応性流体の挙動を機構論的に解析し、流動様式や境界面積に関する知見を得ることを最終的な目的とする。本年度は、粒子法を用いて水・ナトリウム反応を扱うための第一段階として、液体ジェットが他の液体プールに噴出する際の流体力学的挙動への粒子法の適用性を検討することを目的とした。このため、文献調査によりジェット流動様式のメカニズムを検討するとともに、ここでの目的に合致する、「ガソリンプールに水を噴出させる実験」を選び、解析した。また、蒸気発生器内部の伝熱管水リーク事故では管群内のジェット流を解析する。このような複雑体系への本手法の適用性を検討するため、蒸気発生器安全性総合試験(SWAT/Run19試験)を例として化学反応を含まない流体力学のみの予備解析を実施した。その結果、伝熱管群を含む複雑体系においても、高速ジェット流とプール流体との相互作用を考慮した流動挙動への適用性が確認できた。さらに、今後扱うべき現象のモデリングについて検討し、相変化と化学反応経路を選定し定式化を行った。水の相変化は伝熱律速モデルに基づき、化学反応は水・水素転換率をパラメタとした一括反応モデルに基づいている。また、コード構成についても概念設計を行った。
石野 栞*; 関村 直人*; 鈴木 雅秀; 浅野 恭一*; 永川 城正*; 柴原 格*
日本原子力学会誌, 36(5), p.396 - 404, 1994/00
被引用回数：1 パーセンタイル：17.86(Nuclear Science & Technology)原子力機器の高信頼性、長寿命化への要求がさらに高まるのに伴い、照射環境における材料挙動を機構論的理解の上に立って評価することに関心が持たれるようになっている。異なった照射条件下の材料挙動を関連づけていく場合のスケーリング則を「照射相関」と呼ぶが、圧力容器鋼の照射脆化予測も機構の理解の上に立ち、照射相関の考えに基づいて行うことが精度の向上につながると考えられる。ここでは、照射脆化機構研究についての現状を解説する。
大島 宏之; 栗原 成計; 山口 彰*; 高田 孝*; 奈良林 直*; 出口 祥啓*
no journal, ,
化学的に活性なナトリウム(Na)を冷却材とする高速炉特有の課題である蒸気発生器(SG)伝熱管破損時のNa-水反応現象は、観察・計測の困難さからこれまでそのメカニズム解明に至っておらず、実規模試験による実証という手段で安全評価に対応してきた。これに対して本研究開発では、合理的な安全防護と財産保護、社会的受容性の向上に資することを目的として、体系的な実験や数値解析によりメカニズム解明を行い、汎用性の高いマルチフィジックス解析評価システムを開発した。本報では、4か年に亘る研究成果を総括する。
小野 綾子
no journal, ,
「原子炉における機構論的限界熱流束評価手法」研究専門委員会では、実機における限界熱流束(Critical Heat Flux:以下、CHF)評価や基礎的な研究として行われている機構論に基づいた理論的なCHF予測モデルについてレビューを行った。実機の評価は、すでに安全評価等によって用いられている解析コードと実験相関式の組合せで行われている。一方で、機構論に基づいたCHF予測モデルが研究されてはいるが、実機の安全評価への適用は課題が多い。本報では、最新の解析技術と機構論的なCHF予測モデルを組み合わせた、汎用性が高いCHF評価手法の提案と、その手法について確立および実機適用のための課題について検討した結果について報告する。これは、今後のCHF研究において注力すべき研究課題を明確にすることを目的としている。
