[1B01-07] Thermal-hydraulics of Fast Reactor

[1B01] Validation of three-dimensional finite volume particle method for simulations of two-liquid mixture flow behavior

*Masatsugu Kato¹, Ryusei Ogawa¹, Kanji Funakoshi¹, Xiaoxing Liu¹, Tatsuya Matsumoto¹, Wei Liu¹, Koji Morita¹, Kenji Kamiyama² (1. Kyushu Univ., 2. Japan Atomic Energy Agency)

Keywords:Fast Reactor, Core Disruptive Accident, Particle-based Method, Mixed Molten Pool, liquid-liquid two phase flow

高速炉の炉心安全設計では、炉心損傷事故に全炉心規模での溶融炉心プールの揺動に伴う再臨界を回避するため、溶融燃料を早期に炉心外へ排出するための内部ダクト付き燃料集合体（FAIDUS）が提案されている。この燃料集合体の有効性を確認するためにJAEAによってEAGLE ID1炉内試験が実施された。著者らは、これまでに有限体積粒子法（FVP法）を用いたID1試験の2次元解析を実施し、溶融プールからダクト壁への熱伝達がプール内での溶融燃料と溶融ステンレス鋼の混合・分離挙動に大きく影響を受けることを明らかにした。本研究では、密度の異なる2液相の混合・分離挙動に対するFVP法の適用性を向上するため、不規則な粒子配置によって生じる計算誤差を仮想粒子によって低減する計算手法を導入するとともに、模擬物質を用いた基礎実験と比較することで、3次元解析の妥当性について検証を試みた。