報告書番号

U95013

タイトル（和文）

外部加熱を受ける容器内部でのＵＦ６の伝熱特性（その１）－相変化・体積膨張を考慮した熱流動解析手法の構築－

タイトル（英文）

HEAT-TRANSTER CHARACTERISTICS OF UF6 IN CONTAINER HEATED FROM OUTER SURFACE (PART 1) -THERMAL HYDRAULIC ANALYSIS MEHTOD TAKING ACCOUNT PHASE CHARGE AND VOLUME EXPANSION.

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

天然六フッ化ウラン輸送容器が火災事故に遭遇した場合、容器は８００℃の炎から熱せられ、破裂する可能性がある。破裂は、六フッ化ウラン（以下ＵＦ６）の蒸気圧あるいは液体ＵＦ６の体積膨張が原因で生じる。容器の安全性を評価するためには、容器内部でのＵＦ６の伝熱現象を解析できる手法を構築することが必要である。本研究では、容器内部での伝熱現象に影響を与えるＵＦ６の相変化や体積膨張に着目し、解析手法を構築した。解析は、汎用流体解析コードを用い、ふく射、熱伝導、対流を考慮した。相変化については、融解潜熱のみを解析に組み込み、ＵＦ６の温度上昇に伴う体積膨張は、各メッシュの体積膨張の和が５％増加する毎に、メッシュサイズを変更するという手法を用いた。解析は容器の半径方向２次元断面で行い、本手法により相変化や体積膨張が解析により評価できた。

概要 （英文）

NATURAL UF6 IS TRANSPORTED IN STEEL CONTAINERS FROM OVERSEAS COUNTRIES TO THE ENRICHMENT PLANT IN JAPAN. IF THE CONTAINER MEETS AN ACCIDENT IN WHICH IT IS HEATED TO 800 DEGREE, RUPTURE MAY OCCUR. FOR SAFETY, IT IS NECESSARY TO DETERMINE WHETHER RUPTURE WILLOCCUR. BECAUSE UF6 HAS RADIOLOGICAL AND CHEMICAL HAZARDS, IT IS DIFFICULT TO PERFORM A DEMONSTRATION TEST USING UF6, SO A THERMAL CALCULATIONMETHOD MUST BE DEVELOPED. THE RUPTURE IS CAUSED BY UF6 GASEOUS PRESSURE OR VOLUME EXPANSION OF LIQUID UF6. TO DETERMINE THE TIME HISTRORY OF THE INTERNAL PRESSURE AND TEMPERATURE DISTRIBUTION IN THE CONTAINER, ITIS IMPORTANT TO EVALUATE THE THERMAL CHARACTERISTICS OF UF6. WHEN UF6 IS HEATED, IT CHANGES FROM SOLID TO LIQUID OR GAS AT LOW TEMPERATURE (64 DEGREE) ANDTHEN THE VOLUME EXPANDS LITTLE-BY-LITTLE. THIS THERMAL CALCULATION METHOD TAKES THE PHASE CHANGE AND THERMAL EXPANSION OF UF6 INTO ACCOUNT. IN THE CALUCULATION, A TWO-DIMENSIONAL MODEL IS USED AND THENATURAL CONVECTION OF LIQUID UF6 IS ANALYZED. AS A RESULT, NUMERICAL SOLUTIONS HAVE BEEN OBTAINED THAT TAKE PHASE CHANGE AND VOLUME EXPANSIONINTO ACCOUNT.

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