Validation of CAMP code for thermo-fluiddynamics of molten debris in lower Plenum

丸山 結; 森山 清史; 中村 秀夫; 橋本 和一郎; 平野 雅司; 中島 研吾*

Proceedings of RASPLAV Seminar 2000 (CD-ROM), 8 Pages, 2000/11

シビアアクシデント時圧力容器下部プレナム内溶融炉心熱流動解析コードCAMPの検証を行った。本コードは、内部発熱流体の自然対流と下部ヘッドへの熱負荷、下部ヘッドと溶融炉心固化物間の隙間形成と隙間への冷却水の浸入をモデル化している。半球容器内でフレオンを電磁加熱したUCLA実験の解析では、流体の温度、容器壁面熱伝達係数等を良く予測した。半球スライス容器内で溶融塩を容器側壁から加熱したRASPLAV-salt実験では、熱伝達特性を定性的に再現した。原研で実施した半球体系の圧力容器内溶融炉心冷却性実験の解析を行い、隙間への冷却水浸入モデルを用いることにより実験で測定された容器壁の温度履歴を再現できることを示した。また、狭隘流路内限界熱流束及び内部発熱流体自然対流熱伝達に関する相関式を用い、隙間への冷却水浸入のみでは、大量の溶融炉心の冷却が困難であることを明らかにした。

Experimental analysis for 3-D flow in lower plenum by flow visualization

国井 克彦

Flow Visualization and Image Processing 1997, Vol.2, p.592 - 597, 1997/02

流れの可視化・画像計測技術を用いた実験により、原研型受動的安全炉JPSRの下部プレナム内三次元流況を調べた。実規模の下部プレナム内流況を模擬するために、設計寸法比1/10の透明な試験容器が使われた。得られた結果は以下のようである。(1)内そう物がない状態での下部プレナム内三次元流況は、三次元渦を伴うとても複雑なもので、かつ時間変動も示した。炉心流入前の流況を平坦化するためには、流れを詳細に調べ平坦化法を検討する必要がある。(2)テストケースであるが、炉心のすぐ下に一枚の多孔板を取付けることにより、炉心流入前の流況はかなり平坦化し、時間変化もほとんど消えた。従って、多孔板を調整することにより、炉心流入前の流況は平坦化できる、との見通しを得た。(3)流れの可視化・画像計測技術は、下部プレナム内流れの解析に有効であることがよくわかった。

Hydrodynamics of ECC water bypass and refill of lower plenum at PWR-LOCA

岡部 一治*; 村尾 良夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 24(10), p.785 - 797, 1987/10

https://doi.org/10.3327/jnst.24.785

PWR LOCA時、ECC水バイパスおよび下部フレナムリフィル挙動の水力解析モデルを作成する為に、原研大型円筒炉心試験装置を使用して、フラッシング試験およびCCFL試験を実施した。フラッシング試験においては下部プレナムよりの二相混合体スウェリングにより、ECC水がバイパスされるのが観察され、このスウェル挙動は岡部らの提案によるボイド率相関式により良く記述された。ダウンカマ部CCFL試験のデータは、米国Battelle研究所で実施された同実験データと良く一致した。これらのスウェリング及びCCFLモデルを解析モデルとしてまとめ実PWRプラントのLOCA解析に適用した。その結果、現在の安全評価解析が、リフィル開始時の下部プレナム残存水量を零と予測しているのに対し、本モデルでは水の存在を予測している。ダウンカマ上部の残存水の効果を考慮しないと、再冠水開始時刻の予測の差は小さい。

Evaluation Report on CCTF Core-II Reflood Test C2-16(Run 76); Effect of Asymmetric Upper Plenum Injection on Reflood Phenomena

井口 正; 杉本 純*; 秋本 肇; 大久保 努; 北條 恒行*; 村尾 良夫

JAERI-M 87-051, 117 Pages, 1987/03

JAERI-M-87-051.pdf:2.37MB

本報告書は、原研で実施中の大型再冠水効果実証試験計画の中の円筒炉心試験装置による上部プレナム注水試験C2-16の評価結果を示す。円筒炉心試験装置は、1100MWe級PWRを約1/21.4で縮小した試験装置で再冠水現象を良く模擬するように設計されている。本試験の目的は、低圧注入系ポンプの単一故障を仮定した上部プレナム注水条件における再冠水現象を調べる事および冷却水を非対称に注水した時の効果を調べる事である。本試験の結果、次の事がわかった。(1)上部プレナム注水条件では、低圧注入系ポンプの単一故障仮定が無故障仮定に比べて保守的な仮定である。(2)非対称注水を行なっても、炉心冷却挙動は水平断面内で比較的一様であり、局所的な炉心冷却の悪化は見られない。

Characteristics of Lower Plenum Injection Reflood Tests in SCTF Core-1

傍島 真; 岩村 公道; 阿部 豊; 大貫 晃; 数土 幸夫; 刑部 真弘; 安達 公道

JAERI-M 84-223, 194 Pages, 1984/12

JAERI-M-84-223.pdf:3.74MB

加圧水型炉における冷却材喪失事故のブローダウン終期からリフィル、再冠水過程について調べる目的で大型再冠水試験計画が日・米・西独の協力のもとに実施されている。平板炉心試験は円筒炉心試験と共に大型再冠水試験計画の一翼をなし、炉心の2次元熱流体挙動と再冠水現象における炉心と上部プレナムとの流体の相互作用を研究の主目的としている。下部プレナム注入の重力冠水試験では、まず強制冠水試験には含まれていないダウンカマの影響を調べた。ダウンカマへの蓄水が炉心部の蓄水を上回るにつれ炉心入口流量が増え、強制冠水より炉心下部の冷却が多少よくなるというわずかな相異はあったが、全体的な冷却挙動は類似していた。次に蓄圧系注入なしの低速冠水の特性とブロッケージ部の冷却への影響を調べた試験では、全体的に冷却が悪く、ブロッケージ上部のクエンチ遅れが観測された。FLECHT-SEASET試験との特性比較の試験では、総観的に類似性が見られたものの、平板炉心の温度分布等には2次元性が存在し、また前面ブロッケージのクエンチ特性とは異る特性を示した。

Effect of Upper Plenum Water Accumulation on Reflooding Phenomena Under Forced-Feed Flooding in SCTF Core-I Tests

数土 幸夫; 傍島 真; 岩村 公道; 刑部 真弘; 大貫 晃; 阿部 豊; 安達 公道

JAERI-M 83-114, 117 Pages, 1983/07

JAERI-M-83-114.pdf:2.77MB

本報告書は、PWR-LOCA時の再冠水過程で炉心から吹上げられて形成する上部プレナム蓄水の、再冠水現象に及ぼす影響を調べたものである。同一条件の強制注水の下に、炉心上部の上部炉心支持板直上にある抽水ラインのバルブを全開にして上部プレナム蓄水を抽出した実験S1-03と抽水しない実験S1-01用とを比較した。BOCREC後約200秒までは、S1-03でもS1-01と同程度の蓄水が見受けられ、炉心内挙動・ホットレグへのキャリーオーバ特性に顕著な差は見受けられなかった。しかしそれ以後では、S1-03の蓄水はS1-01より小さく、炉心中央以下での熱的挙動には差が無いものの、(1)炉心より上方及び炉心内の流体挙動の2次元性が平坦化される、(2)炉心上部でクエンチ時間が長くなる、(3)ホットレグへのキャリーオーバ水量及び炉心内蓄水が減少する、ことがわかった。

Experimental Data of ROSA-III Integral Test RUN 706; Standard Test Without ECCS Actuation

鈴木 光弘; 田坂 完二; 安達 公道; 岡崎 元昭; 早田 邦久; 傍島 真; 小泉 安郎; 安濃田 良成; 村田 秀男; 斯波 正誼

JAERI-M 8737, 78 Pages, 1980/03

JAERI-M-8737.pdf:2.24MB

本報は、BWRの設計基準事故、冷却材喪失事故を模擬したROSA-III計画の1つとして、ECSSを作動させない場合の再循環ポンプ吸込側200%ギロチン破断の実験結果を示したものである。本報で示す実験RUN706は初期条件(蒸気ドーム圧力7.17MPa(飽和)、圧力容器内水位4.61m、炉心出力3.405MW、炉心入口流量36.2kg/s、炉心出口クオリティ2.5%)から放出開始し、破断後約520秒間の実験データを得た。実験はほぼ予想通りに進行し、有用なデータが得られた。主な実験上の現象を列挙すると以下のようになる。(1)時刻Osに破断開始、(2)8.5sにジェットポンプ・吸込側露出、(3)17sに下部プレナムフラッシング開始。これは既に蒸気ふんいき中に露出して温度上昇開始していた燃料棒の中下部を冷却するのに役立ったが、上部を冷却しなかった。(4)ECCSが注入されないため、残存水が減少し、最終的に全燃料棒で温度上昇し、156秒で炉心への電力供給を停止した。

燃料ペレット焼しまりの燃料棒内圧に及ぼす効果

原山 泰雄; 泉 文男; 山田 礼司; 石橋 明弘*

JAERI-M 6631, 18 Pages, 1976/07

JAERI-M-6631.pdf:0.62MB

軽水炉に使用されるUOペレットは照射によって焼しまり「Densifieation」をおこし、密度が上昇する結果、体積の減少がおこる。このペレットの焼しまりによるプレナム体積の増加が燃料棒内圧に及ぼす効果を試算した。その結果、封入ガスのUOペレットへの拡散による吸収を無視しても、PWR加圧型燃料棒では、プレナム体積の増加が照射初期に燃料棒内圧を低下させる可能性があることが分った。