2015 Fiscal Year Annual Research Report
全電源喪失時炉心溶融事故回避のための蒸気インジェクタによる静的炉心注水系の研究
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25289345
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
森 治嗣 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任教授 (00611485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂下 弘人 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00142696)
三輪 修一郎 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00705288)
阿部 豊 筑波大学, システム情報工学研究科(系), 教授 (10241720)
奈良林 直 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10419947)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 原子力 / 安全 / 全電源喪失 / 過酷事故 / 蒸気インジェクタ / 静的ポンプ / 原子炉注水 / 炉心溶融事故回避 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全電源喪失時に原子炉から発生する蒸気と水タンクや消防車等の外部水源を利用し、原子炉圧力より高圧の水噴流を原子炉に注水し冷却する蒸気インジェクタ(SI)システムの開発を行った。原子炉圧力が大気圧近傍まで低下した場合は、重力落下水と炉圧蒸気により原子炉注水・冷却が可能なSIシステムの作動を確認した。原子炉圧力が～1.5MPa程度までは新規制で設置が求められた非常用消防車を水源として、同様に原子炉に注水し冷却が可能であることが実験と解析から明らかにした。今後より高圧の蒸気で安定作動するSI開発が必要である。今年度は前年度よりも蒸気及び水の供給条件範囲を拡大して実験を実施し、蒸気供給圧力に対するSI吐出圧力の関係について評価し、SIの作動状態が維持可能な供給条件について蒸気供給圧力と水供給流量において作動不作動を示した作動範囲マップを作成した。前者ではポンプ機能が蒸気供給圧力の上昇とともに低下していく傾向が確認され、より高圧な蒸気供給条件においては、中心水噴流型SIは作動不可能となる可能性があることが示された。後者において作成した作動範囲マップでは作動時と不作動時の間に、状態線図に見られるような作動と不作動の遷移境界が確認された。この遷移境界は流入値をパラメータとした関数として定義できる可能性がある。一方、より詳細な作動特性の調査のため蒸気供給ノズルの内部流れを対象として汎用CFDコードを用いた数値解析を実施した。実験結果により示唆された作動限界の存在について異なる視点から考察するため、ポンプ性能に影響すると考えられる供給ノズル内の蒸気流れについて解析を行った。この解析により、蒸気供給ノズル内での蒸気流速は音速に達した後、ある地点で超音速流れ状態は崩壊して亜音速流となる結果が得られた。また、超音速状態が崩壊する地点は蒸気供給圧力の上昇とともに出口側へ後退していくことを明らかにした。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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