Improvement of material motion model in SAS4A FBR safety analysis code; Improvement of the hydrodynamics and jamming model of the fuel flow with solid fuel chunks
| Autor: | Niwa, Hajime |
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| Jazyk: | japonština |
| Rok vydání: | 1993 |
| Zdroj: | PNC TN9410 93-231. |
| Popis: | FBR安全解析コードSAS4Aの燃料破損後物質移動挙動モデルLEVITATEは三流体モデルであり、その第三の速度場に固体片(チャンク)燃料が割り当てられている。SAS4Aが解析対象とするFBRにおけるATWS事象の初期過程では、燃料ピンの崩壊型破損時にその中に含まれているこの固体片が溶融燃料の流動、固化、閉塞の生成に重要な役割を果たしており、特に後続の遷移過程へ移行する際の物質配位に関する境界条件を支配する。従ってここではまずこのチャンクモデルの改良を実施した。改良されたモデルは、流動関係では、チャンクと構造材壁との摩擦モデル、流動様式を考慮したチャンクと気相成分とのドラッグモデル、閉塞関係では、チャンク体積率の増大による閉塞生成モデル、流路サイズ減少箇所におけるチャンク径に依存した単純閉塞モデル及びアーチ形成による閉塞生成モデル、そして圧力差による閉塞破壊モデルである。以上のモデル改良の後、CABRIE13試験解析による検証を実施した。さらに実機への適用解析を行い、同モデルの妥当性を確認した。本モデルの開発は、不確かさの比較的大きい後続の遷移過程への接続条件を明確化できるとの点でSAS4Aの実機適応性を格段に向上させるものである。また、将来炉として想定できる低ボイド反応度炉心における炉心崩壊事故時の低過出力での事象推移の解析へ向けても、本研究は道を開いている。なお、本研究での開発されたモデルは、SAS4Aの日独仏統一版SAS4A.REF94に採用されることに決定している。 The SAS4A, an FBR safety analysis code, has a material motion model for analysis of post fuel failure accident progression. This model, named LEVITATE, is a three-velocity field model, and the third velocity field is assigned for solid chunk fuel component. In the initiating phase of the ATWS accident of FBR's, which is the subject of the SAS4A, solid fuel chunks generated at the disruption-type fuel pin failure play an important role in the flow, freezing and jamming of the molten fuel. Therefore, the chunk model has been improved in this study. Models improved are as follows: hydraulics related models; (1)friction model between chunks and structure wall, (2)drag term between chunks and gas mixture dependent on flow regime, jamming related models; (3)jamming due to increased volume fraction of chunks, (4)jamming of large chunks at contraction point, (5)jamming due to arch formation at contraction point, and (6)break up of jamming due to pressure gradient. These models have been validated through experimental analyses of CABRI E13. These models have also been applied to reactor cases, and their validity has been confirmed, then problems to be solved in the future have been pointed out. This model decreases the uncertainty of the boundary conditions to the succeeding transition phase, thus adoptability of SAS4A to the reactor cases has been very much improved. Furthermore, the improved SAS4A allows us to investigate the early termination scenario of the accident which could be highly expected in future FBRs with decreased boid reactivity. It was agreed upon among PNC, KfK, and CEA to include this model into their next unified version of SAS4A, which will be called as "SAS4A.REF94". |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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