2021 Fiscal Year Research-status Report
Computational Scientific Study on Mechanism of Multiphase Thermal-Hydraulic Phenomena Related to IVR in Core Disruptive Accidents
| Project/Area Number |
21K04944
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
守田 幸路 九州大学, 工学研究院, 教授 (40311849)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 計算科学 / 炉心損傷事故 / 粒子法 / 多相流 / 伝熱流動 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
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3年度は、これまで実施された高速炉安全性試験おけるIVR達成のために重要な支配現象のレビューを実施し、解析対象として日本原子力研究開発機構が実施したEAGLE ID1及びID2試験を選定した。また、摘出された重要支配現象を粒子法によって解析する数値シミュレーション技術として、熱及び物質移行過程に関する要素物理モデル（熱ふく射モデル）を新たに開発し、これを組み込んだ粒子法数値シミュレーションコードを基盤技術として整備した。さらに同コードを用いて、EAGLE ID1及びID2試験における炉心物質の相変化(蒸発/凝縮、溶融/固化)を伴う複雑な多成分多相流の熱流動現象の解析に着手した。 その結果、従前の経験モデルに基づく多流体モデルを用いた解析技術や知見では機構の解明や定量的な評価が困難な「溶融した燃料・スティールが混合したプールからスティール構造壁への熱伝達挙動」を整備した解析コードによって高精度でシミュレーションできる見通しを得た。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
令和3年度は、2次元粒子法数値シミュレーションコードの開発・整備を予定していたが、3次元基本コードの開発まで進めることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3度に整備を進めた３次元粒子法数値シミュレーションコードを用いてIVR重要現象に関わる安全性試験に関する粒子法解析を実施し、支配現象の詳細を評価する。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症(COVID19)の拡大により予定していた学会発表のための旅費が執行できなくなり、次年度使用額が生じた。このため、当該助成金は、次年度、九州大学の研究用スーパーコンピュータシステムの利用料として使用を予定している。
|
