权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Computational Scientific Study on Mechanism of Multiphase Thermal-Hydraulic Phenomena Related to IVR in Core Disruptive Accidents

堆芯破坏性事故中与IVR相关的多相热工水力现象机理的计算科学研究

基本信息

批准号：
21K04944
负责人：
守田幸路
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04944/
关键词：
計算科学炉心損傷事故粒子法多相流伝熱流動高速炉 IVR

项目摘要

本研究では、高速炉の炉心損傷事故時の溶融燃料の原子炉内保持(IVR:In-Vessel Retention)を達成する上で重要な熱流動現象を解明するため、多成分多相流の伝熱・流動・相変化挙動等を精度よく解析できる計算科学的手法(粒子法)を用いた解析的研究を実施する。これまで実施された原子炉安全性試験におけるIVRの達成に関わる重要な支配現象を対象とした解析評価を行い、当該現象に介在する多成分多相流の伝熱流動挙動の機構を解明する。これにより、炉心損傷事故評価の信頼度を向上し、IVRを基本とする高速炉の安全論理の構築に資する。令和4年度は、令和3年度に開発した3次元基本コードを用いて、解析対象として選定したEAGLE ID1試験の3次元解析を実施し、燃料ピン束の崩壊から燃料・スティールが混合したプールの形成によるスティール構造壁の熱伝達までの一連の挙動をシミュレーションした。その結果、構造壁の破損要因と推定される構造壁への高熱流束を生じさせる物理的なメカニズムが、溶融スティールを介した核発熱を伴う燃料からの熱伝達であることを裏付ける結果を得た。さらに、IVR達成のために重要な支配現象として、炉心から流出した高温のジェット状溶融炉心物質が炉内構造物(プレート)に直接衝突するジェット・インピンジメント挙動を対象とした粒子法シミュレーションを実施し、プレートの浸食挙動に影響を与える溶融プール形成やクラスト形成挙動について、既知の実験的知見と比較することで、本解析手法の適用性について検証した。

This study is aimed at understanding the important thermal flow phenomena and analyzing the heat transfer, flow and phase transition of multicomponent multiphase flow with computational science (particle method) in order to achieve the in-furnace retention (IVR) of molten fuel during core damage accident of high speed furnace. The analysis and evaluation of important control phenomena related to the achievement of IVR during the implementation of the safety test of atomic furnace and the explanation of the mechanism of heat transfer and flow of multicomponent multiphase flow when the phenomena are involved. The reliability of furnace core damage assessment is improved, and the safety logic of high speed furnace is constructed according to IVR. In the 4th and 3rd years of Linghe, the 3D basic model was developed, the 3D analysis of the EAGLE ID1 test was implemented to analyze and select the objects, and the continuous movement of the heat transfer of the structural wall from the collapse of the fuel beam to the formation of the fuel and fuel mixture was realized. As a result, the main cause of structural wall damage is estimated, and the high heat flux of structural wall is generated. The physical and melt characteristics of structural wall damage are analyzed. In addition, IVR is an important control phenomenon, such as the furnace core outflow, high temperature and high temperature melting furnace core material, direct conflict between the furnace core material and the furnace structure, the particle method, the immersion process, the influence of the melting process, the formation of the melting process, the comparison of the known knowledge, the analysis of the impact of the particle method, the particle method, the immersion process, the particle method, the immersion process, the particle method, the particle method, the particle method The applicability of this analytical technique is examined.