両面加熱条件での垂直環状ギャップ内の伝熱流動特性に関する研究

双面加热条件下垂直环形间隙传热流动特性研究

• 批准号: 03F03261
• 负责人: 杉山 憲一郎
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F03261/
• 关键词: 軽水型原子炉; 苛酷事故; 安全性評価; ポーラス状金属デブリ; ギャップ; 冷却特性; ドライアウト; ホットスポット

本研究テーマは、軽水型原子炉苛酷事故時の安全性評価上重要とされる、溶融炉心の圧力容器内下部ヘッド保持に関する基礎研究である。OECDの国際協力研究であるTMI-2 Vessel Investigation Projectによれば、炉心溶融は、制御棒、格子板および燃料被覆材の共晶反応から始まり、これらの合金が粒子状に下部ヘッドに堆積し、その後に大量の溶融炉心酸化物が下部ヘッドに移動し、厚いハードデブリ層が形成されたことが報告されている。この調査・試験研究に基づけば、従来推定されていた下部ヘッドの加熱膨張に伴うギャップ形成による冷却機構とは別に、粒子状形態のデブリベッド形成に伴う毛細管力の発生による冷却機構を検討することが、溶融炉心の圧力容器内保持特性を理解する上で重要である。代表的な炉心構成金属デブリとして、制御棒の主要成分である銀と、制御棒案内管および燃料棒被覆管材であるジルカロイの2成分から成る粒子状Ag-50wt%Zircaloyデブリベッドの系で実験を行った。水・蒸気が存在する環境下では、TMI-2のホットスポット温度より十分低い温度でデブリ粒子の酸化・破砕現象が発生し、毛細管力が向上するため、冷却性も向上することを見出した。本実験結果は、日本原子力学会欧文誌への投稿準備を終えた。また、制御棒案内管および燃料被覆材であるジルカロイのみの粒子状デブリベッドの系では、蒸気が存在し酸化発熱反応によりTMI-2のホットスポット温度に到達する環境下において、デブリ粒子の酸化・破砕現象が発生し、毛細管力が大幅に向上するため、冷却性も向上することを見出した。本実験結果は、第13回国際原子力工学会議において発表される。

This study is aimed at evaluating the safety of a water-cooled atomic furnace during severe accidents. Basic research on the maintenance of the inner and lower parts of the pressure vessel of the melting furnace core is also carried out. The OECD international collaborative study, the TMI-2 Vessel Investigation Project, reports the initiation of eutectic reactions in core melt, control rods, lattice plates and fuel coatings, the accumulation of these alloys in particulate form at the lower end, and the formation of a large number of melt core acids at the lower end, and the formation of a thick layer at the lower end. This investigation and trial study was conducted on the basis of a preliminary study to estimate the importance of the cooling mechanism, the particle morphology, the capillary force generation, the cooling mechanism and the understanding of the pressure vessel retention characteristics of the melting furnace core. The main component of the core is Ag-50wt% Zircaloy, which is the main component of the rod. The main component of the rod is Ag-50wt% Zircaloy. The main component of the rod is Ag-50wt% Zircaloy. The main component of the rod is Ag-50wt% Zircaloy. In the presence of water vapor, the temperature of TMI-2 is very low, the acidification of particles occurs, the capillary force rises, and the cooling force rises. The Japanese Atomic Energy Society (JAFS) is preparing for the final submission of this paper. In addition, the particle size of the fuel coating material in the inner tube of the control rod case and the fuel coating material are reduced, and the phenomenon of acidification and breakdown of the particles occurs under the environment where the temperature of the TMI-2 reaches, and the capillary force is greatly increased, and the cooling property is increased. The results of this study were presented at the 13th International Atomic Engineering Conference.