報告書番号

T91013

タイトル（和文）

金属燃料ＦＢＲ炉心の設計検討－過渡時の燃料健全性確保を考慮した炉心出口温度制限の検討－

タイトル（英文）

A DESIGN STUDY ON METAL FUEL FBR CORES -A CONSIDERATION ON TRANSIENT FUEL INTEGRITY AND ITS EFFECT ON THE CORE OUTLET TEMPARATURE LIMIT-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

金属燃料の挙動に関する現状の知見をもとに，通常時はもとより異常な過渡変化時の共融／液相形成を制限して燃料健全性を確保する設計の考え方をまとめた。これを，当所のこれまでの金属燃料ＦＢＲ炉心設計例に適用し，冷却材温度設計への影響を評価した。ここで燃料挙動解析には当所開発のＳＥＳＡＭＥ／ＳＡＬＴコードを用い，流量配分設計には熱流力コードシステムＳＥ２－ＦＡを作成して用いた。評価の結果，最も保守的と考えられる共融／液相形成を防止を条件とする場合には，これによって炉心の高温化が大きく制限され得ることがわかった。しかし，最近の実験データに基づいて微小な共融／液相形成は許容できるものとした場合にはかなりの高温化が可能となることが示された。したがって，今後の燃料研究開発の進捗で共融／液相形成の温度下限確認と反応進展速度の設計式整備が達成されるならば，金属燃料ＦＢＲはかなりの高温化の可能性を持つと言える。

概要 （英文）

TWO DESIGN METHODS FOR METAL FUEL FBR CORE TO SECURE FUEL INTEGRITY DURING TRANSIENT EVENTS BY LIMITING EUTECTIC-LIQUID PHASE FORMATION WERE PROPOSED BASED ON THE CURRENT STATUS OF METALLIC FUEL DEVELOPMENT. THESE WERE APPLIED TO CORE DESIGNS BY CRIEPI TO CLARIFY THEIR EFFECT ON THE COOLANT TEMPERATURE SETTING OF THE METAL FUEL CORE DESIGN. IN THE STUDY,SESAME/SALT DEVELOPED BY CRIEPI WAS USED TOANALYZE FUEL BEHAVIOR. A NEWLY DEVELOPED THERMAL-HYDRAULICS CODE SE2-FA WAS USED FOR THE CORE FLOW DISTRIBUTION DESIGN. AS THE RESULT,IT WAS FOUND THAT CORE DESIGN APPROACHES TO ACHIEVE HIGHER TEMPERATURE WOULD BE LIMITED IF A DESIGN LIMITATION ISSET TO PREVENT EUTECTIC-LIQUID PHASEFORMATION DURING TRANSIENT EVENTS. ON THE OTHER HAND,A DESIGN METHOD TO ALLOW SMALL EUTECTIC-LIQUID PHASE FORMATION BASED ON RECENT EXPERIMENTAL DATA WAS FOUND TO ENABLE HIGHER TEMPERATURE DESIGN. METAL FUEL FBR WILL ACHIEVE HIGH TEMPERATURE IF THE EXISTENCE AND VALUE OF THRESHOLD TEMPERATURE IS PROVEN AND THE DESIGN BASIS FOR LIQUID PHASE PENETRATION RATE IS DEVELOPED IN THE COURSE OF FUTURE R&D EFFORTS.

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