2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the Innovative Passive Safety System for Next Generation Nuclear Reactors
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19H02638
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
三輪 修一郎 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00705288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂下 弘人 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00142696)
伊藤 大介 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (30630024)
伊藤 啓 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (50421590)
沢 和弘 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80355015)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 気液二相流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究提案では、静的ジェットポンプとして機能する蒸気インジェクタ（SI）を次世代型原子炉において適用する革新的静的安全系開発を目的としている。本研究目的を達成するため、2019年度と2020年度にかけ、最新鋭の熱流体計測手法によりSIの作動メカニズムを解明し、原子炉への適用が可能な注水システムとしての技術確立を目指す。
2019年度においてはSI軸方向の圧力ならびに温度計測が可能な試験装置を新たに構築した。この装置を使用し、SI起動時における内部の昇圧、昇温データを供給蒸気圧力0.3-0.7MPaの範囲で取得することに成功した。本実験結果より、SI内部の昇圧・昇温傾向を捉えることが可能となるとともに、モデルの構築ならびに検証にむけて必要なデータが得られた。このデータベースをもとに、軸方向の圧力分布ならびに吐出圧力の予測が可能な一次元モデルの開発を現在実施中である。また、SIが正常作動および不安定流動により不作動となる条件下におけるデータベースも取得した。これにより、SIをジェットポンプならびに高性能熱交換器として正常作動させるための必要境界条件の知見拡充に成功した。
更に、2020年度に実施予定の二次元ボイド率計測に使用するワイヤーメッシュセンサー計測系の開発も京都大学において実施した。また、SI内部の流動場ならびに温度場を可視化するための粒子画像流束測定法の基礎実験も行い、二次元SI試験体への搭載に向けた予備実験を完了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初目的であった軸方向の詳細データの取得に成功したことで、一次元モデルの構築が可能となった。これにより、SIの正常作動ならびに不作動の検証と、実機搭載へ向けた吐出圧力予測が可能となり、2020年度に取得する流れ場の情報との比較検証が可能となった。新規計測系の開発は順調に進んでおり、2020年度には二次元SI試験体へ搭載後、データ取得を開始予定である。また、数値シミュレーションによるSI内部挙動の解析も実施中である。従って、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度においては、二次元SI試験体を代表者実験室に設置し、2019年度に新規開発した計測系を取り付け、データ取得を開始する予定である。
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