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報告書

Steady-state and transient DNB analyses for JAERI passive safety reactor (JPSR) using COBRA-IV-I and RETRAN-02/Mod3 codes

大久保 努; X.Jiang*; 新谷 文将; 落合 政昭

JAERI-Research 98-042, 49 Pages, 1998/08

JAERI-Research-98-042.pdf:1.58MB

原研型受動安全炉(JPSR)の定常時及びポンプトリップ事象時の熱的な裕度を評価するため、COBRA-IV-I及びRETRAN-02/Mod3コードを用いた解析を実施した。定常時において、流体混合係数等のパラメータに関する感度解析を実施した。過渡解析に対しては、主冷却水ポンプの慣性等のパラメータに関する感度解析を実施した。計算結果によれば、定常時には大きな熱的裕度が有るが、ポンプトリップ時に対しては、炉心入口での流量低下が速いことにより、最小DNBRが非常に小さな値になる。この熱的裕度を増加させるためには、主冷却水ポンプの慣性を増加させる設計とすることが最も効果的であることを明らかにするとともに、本過渡変化における最小DNBRを増加させる方策に関する提案を行っている。

論文

Transient analysis for design of primary coolant pump adopted to JAERI passive safety reactor JPSR

新谷 文将; 村尾 良夫; 岩村 公道

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(10), p.1039 - 1046, 1995/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:49.7(Nuclear Science & Technology)

受動的安全炉JPSRの設計研究の一環として、同炉に設置するキャンドポンプの慣性モーメントを決定するために、DNB発生の観点から最も厳しい冷却材流量喪失事故をRETRANコードを用いて解析した。解析の結果、DNB発生限界を密度反応度係数とポンプ慣性モーメントにより関係づけることができ、これより、現在の設計のJPSRでは、慣性モーメントを既存PWRの8%に相当する250kg・m$$^{2}$$に設定することにより原子炉スクラムなしでもDNBの発生を回避できることがわかった。また、この条件は内蔵型フライホイールにより実現可能であること、及びJPSRの特徴のひとつである炉心の固有の性質によりスクラム不作動時にはDNBを回避できることがわかった。

報告書

加圧条件下における板状燃料のDNB熱流束に関する実験的研究

小森 芳廣; 大島 邦男; 神永 雅紀; 石塚 悦男; 桜井 文雄; 数土 幸夫; 斎藤 実; 二村 嘉明

JAERI-M 92-097, 61 Pages, 1992/07

JAERI-M-92-097.pdf:2.42MB

JMTR燃料の濃縮度低減化に伴う安全解析に使用するDNB相関式について、検討を行った。安全解析に使用するDNB相関式の検討においては、想定される熱水力条件への適用性を確認すると共に、考慮すべき安全余裕を適切に評価することが重要である。このため、JMTR燃料要素の矩形冷却水流路を模擬した実験装置を製作し、圧力1~13kg/cm$$^{2}$$abs,流速0~4.4m/sの範囲でDNB熱流束を測定した。実験データと既存のDNB相関式とを比較した結果、JMTR安全解析で使用するDNB相関式としてはSudoの式が最適であることが明らかとなった。なお、同相関式のうちの高流量に対する式については、圧力の効果を考慮して一部補正した。その相関式と実験データとの誤差を検討した結果、最小DNBRの許容限界値としては、1.5が適当であるとの結論を得た。

論文

Evaluation of DNBR under operational and accident conditions for double-flat-core type HCLWR

岩村 公道; 大久保 努; 村尾 良夫; 末村 高幸*; 平賀 富士夫*

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(1), p.45 - 58, 1991/01

原研では、燃料の有効利用を目的として、平二重炉心型高転換軽水炉(HCLWR)を開発中である。本炉の運転時及び事故時DNBR特性を調べるため、実験的及び解析研究を実施した。原研及びBettis原子力研究所で実施した三角配列、密格子体系でのCHF実験データにより相関式を評価した結果、KfK相関式がデータとの一致が最も良好であった。Bettisの実験データとKfK相関式による予測値を比較した結果、最小DNBR(MDNBR)として、1.28を得た。一次冷却材ポンプトリップ事故及びポンプ軸固着事故を対象としたシステム解析には、J-TRACコードを使用し、局所流動条件及び表面熱流束の計算には、サブチャンネル解析コードCOBRA-IV-1を用いた。解析の結果、定常運転条件下では十分な安全余裕が確保され、事故条件下においても最小DNBRの評価値はMDNBR基準値を上回ることが分かった。すなわち、HCLWRの現状設計は、MDNBR基準の観点からは実現可能である。

論文

Thermal hydraulic feasibility study of a double-flat-core type High Conversion Light Water Reactor

岩村 公道; 大久保 努; 村尾 良夫; 末村 高幸*

Thermal Hydraulics of Advanced Nuclear Reactors, p.31 - 38, 1990/00

原研では、燃料の有効利用を目的として、扁平二重炉心型高転換軽水炉(HCLWR)を開発中である。本炉は、P/Dが1.23で高さ60cmの扁平炉心を中間ブランケットを介して二段に重ねたもので、上部及び下部にもブランケットを有す。本炉の熱水力学的成立性を調べるため実験的及び解析的研究を実施した。まず、限界熱流束、圧力損失、及び再冠水炉心冷却の実験を実施し、本炉の熱水力特性評価手法を検証した。次に運転時の熱水力特性を評価した結果、本炉は現行軽水炉の最小DNBR基準を満足し、集合体圧力損失も現行軽水炉以下であることがわかった。また、最適評価コードJ-TRAC、KfKのCHF相関式と組合わせたサブチャンネル解析コードCOBRA-IV-1等を用いて、大破断LOCA、一次冷却水ポンプ軸固着事故、及び外電喪失ATWSの解析を実施した。解析結果より、いずれの事故の場合も、本炉は現行軽水炉の安全基準を満足することが分かった。

論文

Analytical study on thermal-hydraulic behavior of transient from forced circulation to natural circulation in JRR-3

平野 雅司; 数土 幸夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 23(4), p.352 - 368, 1986/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:83.86(Nuclear Science & Technology)

THYDE-P1コードを用いて、オープンプール型研究炉JRR-3の過渡熱水力挙動を調べた。焦点は強制循環時下向流より自然循環時上昇流への移行時に起こる炉心流量反転時の過渡熱水力挙動である。冷却材喪失事故(LOCA)時には、漏れの生じた1時冷却ループから原子炉プールが隔離された直後、炉心流量の反転が起こる。LOCA以外の過渡変化及び事故に於いても、炉心流量の反転は必ず起こる。炉心流量の反転は、燃料温度の急上昇及びDNBRの急降下をもたらすので、特に重要な現象である。本研究の主目的は、その過渡変化中の物理現象を明らかにすると同時に、燃料最高温度及び最小DNBRに影響を及ぼすパラメータを明らかにすることである。商用電源喪失及びLOCAの事象シーケンスを仮定したTHYDE-P1の解析結果は、安全設計及び評価の観点から、定性的、定量的現象の理解に役だった。

口頭

Thermal-hydraulic conceptual design of the new multipurpose research reactor succeeding to JRR-3

新居 昌至; 津村 貴史

no journal, , 

研究炉技術課で検討している次期試験研究炉は、熱出力30MWのプール型研究炉で、JRR-3の後継炉として大強度のビームと利便性の高い中性子束を安定かつ定常的に利用者に提供でき、かつ、RI製造や材料照射など他分野にも利用可能な汎用性の高い多目的研究炉を目指している。本発表は、次期試験研究炉の強制循環冷却における熱水力概念設計について述べるものである。設計では、炉心のいかなる場所においても沸騰しない、DNBに対して十分な余裕を持つこと、を基本方針に設定した。熱水力解析の結果、最適な冷却材流速および炉心入口圧力を導き出した。

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