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論文

RELAP5 modeling of the HTTR-GT/H$$_{2}$$ secondary system and turbomachinery

Humrickhouse, P. W.*; 佐藤 博之; 今井 良行; 角田 淳弥; Yan, X.

Proceedings of 9th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2018) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2018/10

本検討では、HTTR-GT/H$$_{2}$$プラントの熱交換器やヘリウムガスタービンを含む2次ヘリウム冷却設備の評価モデルを構築した。定常解析を行い、解析結果と設計値を比較した結果、単独発電運転時及び熱電併給運転時のいずれにおいても、タービンモデルを除き、評価モデルは設計値を再現できることが示された。

論文

高速炉自然循環崩壊熱除去時炉心内熱流動現象に対するプラント動特性解析コードの適用性に関する研究

浜瀬 枝里菜; 堂田 哲広; 鍋島 邦彦; 小野 綾子; 大島 宏之

日本機械学会論文集(インターネット), 83(848), p.16-00431_1 - 16-00431_11, 2017/04

日本原子力研究開発機構では、ナトリウム冷却高速炉の設計及び安全評価用の解析手法の1つとしてプラント動特性解析コードSuper-COPDを開発している。本研究では、自然循環時の炉心内ナトリウム温度分布の予測精度を向上させるため、燃料集合体内摩擦損失係数導出方法の見直しを行った。本解析コードの妥当性確認の一環として、ナトリウム試験装置PLANDTLを用いた自然循環崩壊熱除去運転模擬試験の解析を実施したところ、炉心内ナトリウム温度分布の解析結果は試験結果とよく一致した。これにより、本解析コードが自然循環時の主要な炉心内熱流動現象である燃料集合体内/間の流量再配分、集合体間熱移行を適切に再現できることを示した。

報告書

オンサイトプラントアナライザの開発(1)-モデル構築GUI・プラントデータ取り込み機能の開発-

not registered

JNC-TN4400 2000-002, 33 Pages, 2000/06

JNC-TN4400-2000-002.pdf:5.22MB

オンサイトプラントアナライザは、原子力プラントの非定常運用や事故発生時に、生起する事象の詳細解析を支援する計算機応用システムとして提案されている。同アナライザは、動特性解析コードを内在し、プラントの事象解析を短時間で効率よく実施できる解析支援システムである。このようなオンサイトプラントアナライザにおける開発要素は、解析モデル構築機能およびプラントデータ取得機能である。また、現在の解析コードにこれらの機能を付加することは、もんじゅのプラント動特性解析作業全般の効率化にもつながる。そこで、主として、「もんじゅ」性能試験時のプラント動特性解析作業を支援することに目的を絞り、これらのプラントアナライザの基本機能を開発した。システムでは、もんじゅの安全評価などに使用されたFBR動特性解析コードCOPDを発展させたSUPER-COPDを動特性解析実行部分に採用した。モデル構築においては、GUI(グラフィカルユーザインタフェース)画面上で機器に対応したアイコンを操作し、解析モデルをそのまま構築できるようにするなど、操作を全てGUIにより行えるようにした。また、「もんじゅ」プラントデータ収録システムからプラントデータをオンラインでリアルタイムに直接取り込む機能を設けた。取り込んだプラントデータは、解析時に境界条件としてプロセス量を格納する

報告書

重金属冷却炉の崩壊熱除去特性解析 - 鉛、鉛-ビスマス、ナトリウム冷却炉の比較評価 -

堺 公明; 岩崎 隆*; 大島 宏之; 山口 彰

JNC-TN9400 2000-033, 94 Pages, 2000/04

JNC-TN9400-2000-033.pdf:4.36MB

サイクル機構では、高速増殖炉の実用化戦略調査研究として、多様な冷却材を対象とした幅広い実用化像に関する設計研究を進めている。その一環として、本研究では、鉛及び鉛-ビスマス合金を冷却材とする重金属冷却炉を対象として、重要な熱流動評価項目である崩壊熱除去特性について、ナトリウム冷却炉と比較し、冷却材の相違に基づく崩壊熱除去特性を比較整理することを目的としている。鉛及び鉛-ビスマスの重金属冷却材は、空気及び水と化学的に不活性であることから、経済性に優れた2次系削除のプラント概念が多く提案されている。本解析では、2次系削除プラントを等価的な比較対象プラントとして設定し、ナトリウム、鉛及び鉛-ビスマス冷却材についてSuper-COPDコードによる崩壊熱除去特性解析を実施し、それらのプラント動特性の相違について比較した。また、鉛冷却大型ループ型炉として最適化された設計概念を対象として、崩壊熱除去特性解析を実施した。その結果、一般的な特性として、重金属冷却材は伝熱面の酸化膜形成及び腐食等による伝熱への影響について今後確認が必要であるものの、崩壊熱除去特性に関しては、重金属冷却材は冷却性に優れたナトリウムと同等な除熱能力を有し、特に、受動的崩壊熱除去特性である自然循環特性に優れた能力を有することが明らかになった。

報告書

多様な冷却系システムの熱流動評価

大島 宏之; 堺 公明; 永田 武光; 山口 彰; 西 義久*; 植田 伸幸*; 木下 泉*

JNC-TN9400 2000-077, 223 Pages, 1999/05

JNC-TN9400-2000-077.pdf:6.24MB

実用化戦略調査研究PhaseIの一環として、各種炉型における崩壊熱除去性能評価、炉心・燃料体熱流動評価、および伝熱流動相関式の調査を実施している。本報告書はこれらについて平成11年度の成果をまとめたものである。崩壊熱除去性能評価については電力中央研究所との共同研究として実施し、プラント動特性解析によりナトリウム冷却炉炉壁冷却系(RVACS)の除熱性能に対する各種設計パラメータの影響を把握するとともに、除熱限界の予備評価によりその適用上限を電気出力50万$$sim$$60万kW程度と推定した。また、ガス冷却炉および重金属冷却炉(鉛、鉛-ビスマス)用の動特性解析手法の整備を行うとともに、仮想プラントを対象として予備解析を実施し、定性的な過渡特性を把握した。さらに各プラントの自然循環力比較のための無次元数を導出した。炉心・燃料体熱流動評価においては、重金属冷却炉やガス冷却炉のピン型燃料集合体、ヘリウムガス冷却炉の被覆粒子燃料体、ダクトレス炉心に対応する熱流動解析手法の整備を行った。また、予備解析として、鉛冷却炉とナトリウム冷却炉の燃料集合体内熱流力特性の比較、炭酸ガス・ヘリウムガス冷却炉の燃料体内熱流力特性の把握、およびナトリウム冷却炉における内部ダクト付燃料集合体内熱流力特性の把握を行った。伝熱流動相関式の調査では、ガス冷却炉、重金属冷却炉に対して、主に炉心・燃料体の熱流動評価の際に必要となる圧力損失相関式や熱伝達相関式を、文献をベースに調査、比較検討を実施し、信頼性と利用しやすさの観点から層流領域から乱流領域までをカバーできる相関式群を推奨した。また、同時に詳細設計への適用には信頼性が不十分と思われるものを、今後データを充足すべき課題として摘出した。

報告書

Development of THYDE-HTGR; Computer code for transient thermal-hydraulics of high-temperature gas-cooled reactor

平野 雅司; 羽田 一彦

JAERI-M 90-071, 68 Pages, 1990/04

JAERI-M-90-071.pdf:1.55MB

軽水炉のプラント動特性解析コードTHYDE-Wを改造して、高温ガス炉用過渡熱流力解析コードTHYDE-HTGRを開発した。THYDE-HTGRは、圧縮性気体または二相流状態を含む水に対する質量、運動量及びエネルギー方程式を解いて、それらの状態量の過渡変化を追跡する。THYDE-Wに対する主な修正は、水のループのみならずヘリウムのループも同時に取扱える機能を追加したこと、さらには、核動特性解析モデルをヘリウム冷却黒鉛減速の原子炉にも適用できるようにしたこと、高温ガス炉で用いる種々の熱交換器に適用できる熱伝達係数の相関式パッケージを追加したこと等である。本報告書では、こうした修正点を中心にTHYDE-HTGRの解析モデルを記述すると共に検証計算の結果を報告する。

口頭

高速炉の除熱機能喪失防止に関する検討,2; 自然循環冷却の有効性

山田 文昭; 森 健郎

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の設計基準事故を超える除熱機能喪失の一つである主冷却系の強制循環機能喪失時に想定される多様な冷却材循環流路形態について、プラント動特性解析から自然循環による炉心冷却が有効である見通しを得た。

口頭

ナトリウム冷却高速炉におけるマルチレベル・シナリオシミュレーション技術開発,2; マルチレベルシミュレーションシステムの概念設計と構築計画

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。

口頭

ナトリウム冷却高速炉におけるマルチレベル・シナリオシミュレーション技術開発,5; マルチレベルシミュレーションシステムの基本モジュール構築

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。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する高効率なプラント挙動解析と高精度な局所現象解析を統合して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基本モジュールの構築結果を報告する。

口頭

高速炉における複数解析コードの連成による設計最適化統合プラットフォームの開発

堂田 哲広; 浜瀬 枝里菜; 菊地 紀宏; 田中 正暁

no journal, , 

高速炉プラント設計における従来の解析評価では、評価対象である物理現象を個別に評価しており、保守的な境界条件で現象間の相互作用を考慮することから、プラント全体では保守的な評価となる可能性がある。そこで、本研究では、プラント全体で最適化を達成することを目的に、これまで個別に開発してきた高速炉の詳細解析コードをプラント動特性解析コードと連成させる統合プラットフォームの開発を行い、プラント各部で生じる現象間の相互作用を考慮可能な評価手法を整備している。本報では、統合プラットフォームの開発目的と解析コードの連成手法の概要及び今後の展開について概説する。

口頭

ナトリウム冷却高速炉におけるマルチレベル・シナリオシミュレーション技術開発, 10; マルチレベルシミュレーションシステムにおける基本モジュールの連成手法の整備

堂田 哲広; 横山 賢治; 田中 正暁; 高田 孝; 大島 宏之

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉(SFR)の安全基盤技術として、SFR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つのシステムで実現するマルチレベルシミュレーションシステム(MLPS)の開発を進めている。燃料集合体解析コードと核特性解析コードをプラント動特性コードと連成させる手法を整備し、燃料集合体-炉心全体熱流動の連成問題及び制御棒不作動時の核‐熱連成問題の解析を実施した。1Dコードのみで解析した結果との比較により、各連成手法の妥当性を確認した。

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