JAERI-M M 8888-224 224

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J A E R I - M 88-224

mm^k^miklMfk^y J-?*)-—^

1 9 8 8 n:-11 H

Japan Atomic Energy Research Institute

JAER卜 M

88・224

高転換経水炉の熱流力特性パラメータサーベイ

1 988年11月

~ 1'1:11:・中川正十3・藤井 1'i J;;..

日本原子力研究所


JAERI MU # - r it. II Wi I'• hfSfUm'^ZWUiifH L t i ' i f f S W i ' i f f t t .

JAERI M reports are issued irregularly.

Inquiries about availability of the reports should be addressed to Information Division Department of Technical Information, Japan Atomic Energy Research Institute, Tokaimura, Naka gun, Ibaraki ken 319-11, Japan.

© Japan Atomic Energy Research Institute, 1988

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JAERI Mレ小一ト 1.1. 11本l説f-J)研究所が4、定期に公約lしている研究鰍白書です。

入 Tの間合わせは. Il本民(r)]研究所役術情縦割lf宵報資料課(〒31911 ~旋繊民1311珂郡東海村)あて.

お申しニしくださも~なお.このはかにP.fl-tJi.t人!京 riJ弘済会資料センター(〒31911 ..rt繊県軍/lJI/郡

東海村 11本1Mr JJ研究所内)で健写による交官鍬骨iをねニなって釘リます。

JAERI M reports are issued irregularly_

Inquiries about availability of the reports should be addressed to Information Division Department

of Technir.al Inrormation， Japan Atomic Energy Research Institutr.， Tokaimura， Naka -gun， Ibaraki

ken 319戸 11，Jap~n_

~ Japan Atomic Energy Research Institute， 1988

編集策発行日本原 f力研究所

印刷日RT業株式会u

JAERI-M 88-224

M MJT.-4'JH i l l# - l»# fl-**

( 1988*1-: 10|J 20 B ' S l ! )

HCLWR 7°7 y Mi. «[ffllOO/3"kW0ffiPWRy7 > h»'Jtp-C.»&0'-€-ffljgaS|50*«-R«ILfc

WiftfliiSlt. l ^ D N B R , M'OliiL'^WiiP'L^tiitJ^mVf-ltZo ttz. t # < 0 * 7 > +

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lAERI-M 88-224

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高転換経水炉の熱流力特性パラメータサーベイ

円本原子力研究所東海研究所原子炉工学部

自正・中川正幸・藤井出足

( 1988年IOJJ20 H受f11!)

森

向転換料水炉(IICLWR )の熱流力特例:の慨要を把握し.炉心成立の可能範聞を明確にする乙

とを(1的として.単位セルモデルl乙縫っく熱流力特性バラメータサーベイを行った。対象とした

HCLWRプラントは.現用 100Jj kW.級 PWRプラントの炉心及びその周辺部のみを慣換した

ものとし.燃料ピン径.ピッチ.1Ji心高さ.線出力.ホットチャンネル因子を広範聞に変化させ.

燃料段高温度.厳小 DNBR.ll日り出し可能な炉心熱出力等を計算した。また.全炉心サプチャ

ンネル解析を行い.単位セルモデルの妥当性を検討し.安全制IJの評価をI-j・えることを確認した。

東海研究所:干319-11茨城県那珂郡東海村白方字白線2-4

* 川崎重工業株式会社

JAERI-M 88-224

Parametric Study on Thermal-Hydraulic Characteristics of High Conversion Light Water Reactor

Takamasa MORI, Masayuki NAKAGAWA and Sadao FUJII

Department of Reactor Engineering Tokai Research Establishment

Japan Atomic Energy Research Institute Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken

(Received October 20, 1988)

To assess the feasibility of high conversion light water reactors (HCLWRs) from the thermal-hydraulic viewpoint, parametric study on thermal-hydraulic characteristics of HCLWR has been carried out by using a unit cell model. It is assumed that a HCLWR core is contained in a current 1000 MWe PWR plant. At the present study, reactor core parameters such as fuel pin diameter, pitch, core height and linear heat rate are widely and parametrically changed to survey the relation between these parameters and the basic thermal-hydraulic characteristics, i.e. maximum fuel temperature, minimum DNBR, reduction of reactor thermal output and so on. The validity of the unit cell model used has been ensured by comparison with the result of a subchannel analysis carried out for a whole core.

Keywords: HCLWR, Thermal-Hydraulic Characteristics, Parametric Study, Reactor Core Parameter, Unit Cell Model, Current PWR Plant, Subchannel Analysis

* Kawasaki Heavy Industries, Co. Ltd.

II

JAERI-M 88-224

Parametric Study on Thermal-Hydraulic Characteristics

of High Conversion Light Water Reactor

Takamasa MORI. Masayuki NAKAGAWA and Sadao FUJII骨

Department of Reactor Engineering

Tokai Research Establishment


Tokai-mura， Naka田 gun，Ibaraki-ken

(Received October 20， 1988)

To assess the feasibility of high conversion light water reactors

(HCLWRs) from the thermal-hydrau1ic viewpoint， parametric study on thermal-hydraulic characteristics of HCLWR has been carried out by using

a unit ce11 model. It is assumed that a HCLWR core is contained in a

current 1000 MWe PWR plant. At the present study， reactor core parameters

such as fue1 pin diameter， pitch， core height and linear heat rate are

widely and parametrically changed to survey the relation between these

par掴 etersand the basic therma1-hydrau1ic characteristics， i.e. maximum

fuel temperature， minimum DNBR. reduction of reactor thermal output and so

on. The validity of the unit cell model used has been ensured by comparison

with the resu1t of a subchannel ana1ysis carried out for a wh01e core.

Keywords: HCLWR. Therma1-Hydraulic Characteristics， Parametric Study，

Reactor Core Parameter， Unit Cell Model. Current PWR Plant， Subchannel Analysis

古 KawasakiHeavy Industries， Co. Ltd.

11

JAERl-M 88-224

i. 2x.a*£ i 2. ^ ' v -X -S ' - t f - 'M © # & 2

2.1 ^£-$*?7j<#3 7°7 v h € f * 2 2.1.1 m a? 2 2. 1.2 'J!)3j6*f^ 2

2.1.3 ipiL*'-*7/-9 tZG)%M 3 2.2 8 W W & 4

2.2. 1 ^tf t-b;i /*-r^ 4 2.2.2 -Jp-lMEEffl. ^JPWSi tmSi^^ i l JMS* 4

2.2.3 DNBR © I t * 8 2.2.4 tt&S&ffWr 10 2.2.5 - f t&of t t t i t c t a&a t f jH ' i ^ i J^ io 2.2.6 ItW-3-K : GAPC0N-THERMAL2-HC 12

2.3 ^ A ^ i J ^ A H : i 7 ° u t A ^ © y i ^ 1 2

3. ^ : ^ D I I W i ^ { i - f e ^ - t r O u © S ^ t t © ^ ; f t — HCLWR-J 1'JSpifrfflHW — 21 3.1 HCLWR-.Jl*Ml> 21 3.2 2 ^ ' y Y^^T ;Mt J; 6+l-- -< 4 a t * 22

3.3 £ * P X » - * :/•?•+• VZ-JI<1&VT 25

3.4 ITffiem 26 4. '•*? / -9^-^-A ffli^S; 40

4.1 X^NM 7^ ' J 7*x^--y-^ '^5^ 4 0 4.2 7V~j YT.^-^W^L- 41

5. ^frfiR£ttffl&t-t 67 6. * i » 89 m » 90 # # £ « 91 # & 1 GAPC0N-THERMAL2-HC3-K©W"SKftWfi* 93 Hm 2 COBRA-HCLWR n - K 9 7

# H 3 G A P C 0 N - T H E R M A L 2 - H C 3 - K f f l A ^ f t 107 #£14 COBRA-HCLWR=>-KfflA^fe 118

iii

JAERI-M 88-224

日次

1. まえがき ...・H ・...

2. パラメータサーベイの方法 ...・ H ・H ・H ・..…...・ H ・..…...・ H ・.....・ H ・..…・ H ・H ・.....・ H ・H ・H ・ 2

2.1 向転換終水炉プラントモデル・H ・H ・....・ H ・...・ H ・H ・H ・.....・ H ・H ・H ・..…...・ H ・.....・ H ・ 2

2. 1. 1 概要…...・ H ・.....・ H ・.....・ H ・..…...・ H ・....・ H ・・ H ・H ・H ・H ・.....・ H ・..…...・ H ・..… 2

2. 1. 2 炉心モデル H ・H ・...… H ・H ・...・ H ・....・ H ・...・ H ・...，・ H ・...・ H ・H ・H ・.....・ H ・.....・ H ・..… 2

2. 1. 3 炉心パラメータとその範囲・・…・・・・……….............・ H ・....・ H ・-…'"・ H ・-… 3

2. 2 解析方法・…....・ H ・...・ H ・...……………....・ H ・....・ H ・....・ H ・...・ H ・・・ H ・H ・.....・ H ・-…… 4

2.2. 1 単位セルモデル・ H ・H ・H ・H ・.....・ H ・....・ H ・...・ H ・.....・ H ・.....・ H ・.....・ H ・H ・H ・..…… 4

2. 2. 2 炉心圧損.冷却材流量及び冷却材温度・H ・H ・H ・H ・-… H ・H ・.......・ H ・.....・ H ・-… 4

2.2.3 DN B Rの計算 …...・ H ・....…・・…....・ H ・H ・H ・.....・ H ・..…...・ H ・..…・…....・ H ・ 8

2.2.4 燃料温度解析 ........・ H ・....・ H ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10

2.2.5 二次系の特性による熱出力減少害Jj合 ...・ H ・.....・ H ・.....・ H ・H ・H ・.....・ H ・H ・H ・..… 10

2. 2. 6 計算コード:GAPCON-THERMAL2-HC ...・ H ・....・ H ・....・ H ・.....・ H ・-… 12

2. 3 封入ヘリウム町とプレナム長の決定・H ・H ・....・ H ・......・ H ・.........・ H ・....・ H ・H ・H ・ 12

3. 全炉心解析と単位セルモデルの妥当性の検討 -HCLWR-Jl炉心の解析一 … 21

3.1 IICLWR-.J 1 カI，心 …・・・・・・…...・ H ・.....・ H ・...........………・….....・ H ・..…...・ H ・..… 21

3. 2 2バンドルモデルによるサーベイ計算 ………...・ H ・.....・ H ・..………・・・…...・ H ・..… 22

3. 3 全炉心サブチャンネル解析 ...・ H ・..…...・ H ・.....・ H ・..…・・...・ H ・..…...・ H ・H ・H ・..…… 25

3.4 評価結果・……・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26

4. パラメータサーベイの結果 ...・ H ・H ・H ・..…...・ H ・.....・ H ・.....・ H ・.....・ H ・..…...・ H ・H ・H ・..… 40

4. 1 スパイラルリブスペーサ型炉心 …...・ H ・.....・ H ・..…・ H ・H ・..…… H ・H ・-…...・ H ・..… 40

4.2 グリッドスベーサ型炉心 …...・ H ・....・ H ・..…...・ H ・..…・……………...・ H ・.....・ H ・..… 41

5. 炉心成立性の検討・...・H ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 67

6. まとめ・ H ・H ・..…・ H ・H ・.....・ H ・..…...・ H ・..………・ H ・H ・H ・H ・..……………...・ H ・.....・ H ・ 89

謝辞 ....・H ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 90

参考文献 …...・ H ・.....・ H ・.....・ H ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 91

付録 GAPCON-THERMAL2-HCコードの燃料温度解析法…… H ・H ・...・ H ・...・ H ・ 93

付録2 COBRA-HCLWRコード・・ H ・H ・......・ H ・..…・・…-….....・ H ・.....・ H ・-…・・ H ・H ・...・ H ・ 97

付録 3 GAPCON -THERMAL 2 -HCコードの入力方法……...・H ・..…...・H ・..……… 107

付録4 COBRA-HCLWRコードの入力方法...・ H ・H ・H ・..………....・ H ・...・ H ・-…い H ・H ・... 118

111

JAERI M 88 224

Contents

1. Introduction 1 2. Method of Parametric Study on Thermal-Hydraulic

Characteristics 2 2.1 HCLWR Plant Model 2 2.1.1 General Feature 2 2.1.2 Reactor Core Model 2 2.1.3 Reactor Core Parameters and their Ranges 3

2.2 Calculation Method 4 2.2.1 Unit Cell Model 4 2.2.2 Core Pressure Loss, Flow Rate and Temperature

of Primary Coolant 4 2.2.3 DNBR Analysis 8 2.2.4 Calculation of Fuel Temperature 10 2.2.5 Reduction Ratio of Thermal Output 10 2.2.6 Computer Code : CAPC0N-THERMAL2-HC 12

2.3 Initial Helium Pressure and Plenum Length 12 3. Whole Core Analysis and Check of Unit Cell Model

— Analysis of HCLWR-J1 Core — 21 3.1 BCLWR-J1 Core 21 3.2 Parametric Study based on Two Bundle Model 22 3.3 Whole Core Analysis 25 3.4 Discussion 26

4. Results of Parametric Study 40 4.1 Reactors with Spiral Rib Spacer 40 4.2 Reactors with Grid Spacer 41

5. Discussion on Feasibility of HCLWR 67 6. Cone lus ion 89 Acknowledgments 90 Reference 91 Appendix 1 Fuel Temperature Calculation by GAPCON-THERMAL2-HC Code. 93 Appendix 2 COBRA-HCLWR Code 97 Appendix 3 Input Instruction for GAPC0N-THERMAL2-HC Code 107 Appendix 4 Input Instruction for COBRA-HCLWR Code 118

IV

JAERI M自8 224

Contents

1. Introduction ..•••••.• ••• ••.•.

2. Method of Parametric Study on Therma1-Hydraulic

Characteristics •..•••..•••...•••.•.•.••••••••.••••••••.••••.•. 2

2.1 HCLWR Plant Model •••••.••••..••••••••••••••••..••••.•.••••• 2

2.1.1 General Feature ........................................ 1.

2.1.2 Reactor Core Mode1 ..................................... 2

2.1.3 Reactor Core Parameters and their Ranges . ..•• .. •. •• .. .• 3

2.2 Calculation Method ......................................... 4

2.2.1 UnitCe11Mode1 ........................................4

2.2.2 Core Pressure Loss， F10w Rate and Temperature

of primary Coo1ant ..•••.•.••••.•••••••...•.••..••••.••• 4

2.2.3 DNBR Analysis ••.••.•.••••.••••.•••••..••.•••••••.•••••. 8

2.2.4 Ca1cu1ation of Fuel Temperature ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10

2.2.5 Reduction Ratio of Thermal Ol1tput ...................... 10

2.2.6 Computer Code CAPCON-THERMAL2・・HC ••••••••.•••••••••••• 12

2.3 Initia1 HE'lium Pressure and P1enum Length ••.••••••••••••••• 12

3. Who1e Core Analysis and Check of Unit Ce11 Mode1

四一 Ana1ysis of HCLWR-J1 Core - •••••.••••.••.•••..•••••••••••• 21

3.1 HCLWR-J1 Core • • • • • • • • • • • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • . • • • • • • • • •• 21

3.2 Parametric Study based on Two Bund1e Mode1 ••••••••••••••••• 22

3.3 Who1e Core Ana1ysis ......................................... 25

3.4 Discussion ••••.••••••. •••••..•. •••.•.••.•••••••..•••••••••• 26

4. Resu1ts of Parametr工cStudy •• • • • . . . . • • • •• • • • . . . . • • . • . •• • •• • . •• 40

4.1 Reactors with Spira1 Rib Spacer ••••••••••••••••.•••••••••••• 40

4.2 Reactors with Grid Spacer ••••••••••. •••••••••••.••••••..••• 41

5. Discussion on ~easibility of HCLWR ............................ 67

6. Conc1usion ••.•..•.•.•..•••.•••••••••••...•••..•..••••••••••••• 89

Acknow1edgments • • • • • • • • . . • . . • • . • • • • • • • • • • • • • • . • • • • • • • • • • ，・・・・・・・・・ 90

Reference • • • • • . • • • • . • • • • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • .・・・ 91

Appendix 1 Fuel Temperature Calcu1ation by GAPCON-THERMAL2-HC白 de・93

Appendix 2 COBRA-HCLWR Code • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • • •• 97

Appendix 3 Input Instruction for GAPCON司 THERMAL2-HCCode .........107

Appendix 4 Input Instruction for COBRA-HCLWR Code ................118

IV

JAER1-M 88-224

L i s t of Tab les

Table 2 .1 S p e c i f i c a t i o n of 1100 MWe PWR p l a n t 15

Tab le 2.2 S p e c i f i c a t i o n of s t e a m g e n e r a t o r 15

Table 2 .3 DNB c o r r e l a t i o n 16

Table 3.1 Spec i f i c a t ion of HCLWR-J1 28

Table 3.2 S p e c i f i c a t i o n of fuel p i n and a s s e m b l y ( HCLWR-J1 ) 28

Table 3 .3 E f f ec t of input p a r a m e t e r s in COBRA-HCLWR c a l c u l a t i o n

( two bundle model ) 29

Tab le 3.4 E f f e c t of r a d i a l peaking ( two bundle model ) 30

Tab le 3.5 E f f ec t of r a d i a l peaking

( two bundle model , 5 X bypass f low ) 30

Table 3.6 Compar i son be tween two bundle and u n i t c e l l mode l s 31

Table 3.7 E f f e c t of input p a r a m e t e r s in COBRA-HCLWR c a l c u l a t i o n

( 1/12 c o r e , 33 bundle model ) 32

Tab le A2.1 P a r a m e t e r v a r i a t i o n wi th channel lumping 102

Table A2.2 Compar i son be tween GAPCON-THERMAL2-HC and COBRA-HCLWR

( u n i t c e l l m o d e l , w i t h o u t pump p r o p e r t y ) 103

Tab le A2.3 Compar i son be tween GAPCON-THERMAL2-HC and COBRA-HCLWR

( u n i t c e l l m o d e l , w i t h pump p r o p e r t y ) 104

V

JAERI-M 88-224

List of Tab1es

Table 2.1 Specification of 110(1 MWe PWR plant ..... ...... ....... .... 1S

Table 2.2 Specification or steam g自nerator .......................... 1S

Tab 1 e 2.3 DNB corr・elation ........................................... 16

Table 3.1 Specirication of HCLWR-Jl ................................ 28

Table 3.2 Specification of fu自 pinand ass自mbly( HCLWR-Jl ) ...... 28

Tabl自 3.3 Effect or input p且rameters in COBRA-HCLWR calculation

( two bundle model ) ...................................... 29

Table 3.4 Efrect or radial p日aking( two bundle model ) ... ....... ... 30

Table 3.5 Effect of radial peaking

( two bundle model. 5 ~ bypasG flow ) . ..... ..... ......... 30

Table 3.6 Comparison betw白entwo bundle and unit cell models ....... 31

Table 3.7 Effect of input parameters inつOBRA-HCLWRcal culat ioo

( 1112 core. 33 bundle model ) ............................ 32

Table A2.1 Parameter variation with channel lumpiog .................102

Table A2.2 Comparison b也tweenGAPCON-THERMAL2-HC and COBRA-HCLWR

( unit cell model. without pump property ) ..... ....... ...103

Table A2.3 Comparison between GAPCON-THERMAL2-HC and COBRA-HCLWR

( unit cell model. with purnp property ) ............ ...... 104

V

.IARR1 M 88 224

List of Figures

Fig.2.1 Unit cell with spiral rib spacer 16 Fig.2.2 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

initial helium pressure ( parameter : plenum length ) 17 Fig.2.3 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

plenum length ( parameter : linear heat rate ) 17 Fig.2.4 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

plenum length ( parameter : core height ) 18 Fig.2.5 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

plenum length ( parameter : pin pitch ) 18 Fig.2.6 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

plenum length ( parameter : pin diameter ) 19 Fig.2.7 FJH and minimum DNBR vs. plenum length 19 Fig.2.8 Pressure drop and average velocity vs. plenum length 20 Fig.2.9 Effect of gas release models and gap widths 20 Fig. 3.1 Fuel assembly of HCLWR-J1 33 Fig.3.2 1/6 core geometry and initial fissile Pu distribution in

HCLWR-J1 33 F i g . 3 . 3 Shuff 1 ing p a t t e r n of HCLWR-J1 34

F i g . 3 . 4 Power d i s t r i b u t i o n in HCLWR-J1

{ beg inn ing of the s i x t h cyc l e ) 34

F i g . 3 . 5 Two bundle model 35

F i g . 3 . 6 T r a n s v e r s e momentum c o n t r o l volume for s t a n d a r d subchannel

nod i ng 35

Fig.3.7 Axial distribution of coolant temperature ( B effect in two bundle model ) 36

Fig.3.8 Axial distribution of cross flow ( 0 effect in two bundl e model ) 36

Fig.3.9 MDNBR vs. radial peaking factor ( two bundle model ) 37 Fig.3.10 Reduction ratio of coolant flow in hot bundle

( two bundle model ) 37 Fig. 3.11 COBRA-HCLWR calculation model for HCLWR-J1

( 1/12 core, 33 bundle model ) 38 Fig.3.12 MDNBR vs. radial peaking factor ( comparison

between 1/12 core, two bundle and unit cell model ) 33 Fig.3.13 Reduction ratio of coolant flow in hot bundle

( comparison between 1/12 core and two bundle models ) .... 39

VI

Vト‘JFK61

JAERI M flfl 224

List of Figures

Fig.2.1 Unit c自11 w i t h s p i r a 1 r i b s pa c自r ............................ 16

Fig.2.2 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

ini t ia 1 h自1ium pressure (parameter plenum longth ) ....目.17

Fig.2.3 Maximum fu日1temperature and internal gas pressur日 vs.

plenum length ( param自ter 1 inear h白at ra t自) ............ ..17

Fig.2.4 Maximum fu日1temperature and internal gas pr自ssure vs ・

plenum length (para.meter cor・eheight) ...................18

Fig.2.5 Maximum fuel temperature and internal gas pr自ssurevs.

plenum length (parameter pin pitch ) ............ ..... ....18

Fig.2.6 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

plenum length ( par且meter pin diameter ) ................. 19

Fig. 2. 7 F4~ and minimum DNBR vs. plenum 1 ength ................... 19

Fig.2.8 Pressure drop and average velocity vs. plenum length ........ 20

Fig.2.9 Effect of gas release models and ga.p widths .... ............ .20

Fig. 3.1 Fue 1 assembly of HCLWR-Jl ................................. 33

Fig.3.2 116 core geometry and initial fissile PU distribution in

HCLWR-Jl ..............................目・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 33

Fig.3.3 Shuffling pattern of HCLWR-Jl ......目・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3':'

Fig.3.4 Power distribution in HCLWR-Jl

( beginning of the sixth cycle ) ............................ .34

Fig.3.5 Two bundle model ............................................35

Fig.3.6 Transverse momentum control volume for standard subchannel

noding ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35

Fig.3.7 Axial distribution of coolant temperature

( s effect in two bundle model ) ..... ........... ............36

Fig.3.8 Axial distribution of cross flow

( 8 effect in two bundle model ) ......... ...................36

Fig.3.9 MDNBR vs. radial peaking fa.ctor ( two bundle model ) ......37

Fig.3.10 Reduction ratio of coolant flow in hot bundle

( two bundle model ) ........................................37

Fig.3.11 COBRA-HCLWR calculation model for HCLWR-Jl

( 1/12 core， 33 bundle model ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 38

Fig.3.12 MDNBR vs. radial peaking factor ( comparison

between 1112 core， two bundle and unit cell model ) ........ 38


comparison between 1112 core and two bundle models ) ..... 39

VI

JAER1 M 88 224

Fig.3.14 M D N B R vs. radial peaking factor ( over power factor = 1.12, 1/12 core mode 1 ) 39

Fig.4.1 Axial distribution of fuel temperature ( spiral rib ) 43 Fig.4.2 Maximum fuel temperature vs. hot channel factor

( spiral rib ) 43 F i g . 4 . 3 Ax ia l d i s t r i b u t i o n of DNB hea t f lux ( s p i r a l r i b ) 44

F i g . 4 . 4 Ax ia l d i s t r i b u t i o n of DNBR ( s p i r a l r i b ) 44

F i g . 4 . 5 Minimum DNBR v s . pin d i a m e t e r

( s p i r a l r i b , F<w=l. 5 , Lc=2 . Om, Q,[,= 16kW/m ) 45

F i g . 4 . 6 Min imum DNBR v s . p in d i a m e t e r

( s p i r a l r i b , F j H =l . 5 ,Lc=2.5m, Qz.= 16kW/m ) 45

F i g . 4 . 7 Min imum DNBR v s . p in d i a m e t e r

( s p i r a l r i b , F J f f = l . 5 ,Lc=2 . Om, Q/.= 18kW/m ) 46

F i g . 4 .8 Min imum DNBR v s . p in d i a m e t e r

( s p i r a l r i b , F j H = l . 5 ,Lc=2. 5m, Q L=18kW/m ) 46

F i g . 4. 9 Min imum DNBR v s . pin d i a m e t e r

( s p i r a l r i b , F ^ l . 5 ,Lc=2 .Om, Q t =20kW/m ) 47

F i g . 4 . 1 0 Min imum DNBR v s . pin d i a m e t e r

( s p i r a l r i b , F ^ H = 1 . 5 ,Lc=2. 5m, QL=20kVv7m ) 47

F i g . 4 . 1 1 Min imum DNBR v s . p in p i t c h

( s p i r a l r i b , F ^ H = 1 . 5 ,Lc=2 .Om, Q L=16kW/m ) 48

F i g . 4 . 12 Min imum DNBR v s . p in p i t c h

( s p i r a l r i b , F<«=1. 5 ,Lc=2.5m, Q/,= 16kW/m ) 48

F i g . 4 . 1 3 Min imum DNBR v s . p in p i t c h

( s p i r a l r i b , F ^ = l . 5 ,Lc=2 .Om, Q/.= 18kW/m ) 49

F i g . 4.14 Min imum DNBR v s . p i n p i t c h

( s p i r a l r i b , F J H = 1 . 5 , L c = 2 . 5 m , Qi.= 18kW/m ) 49

F i g . 4 . 1 5 Min imum DNBR v s . l i n e a r hea t r a t e

( KfK c o r r e l a t i o n , s p i r a l r i b , F J H = 1 . 5 ) 50

F i g . 4 . 1 6 Min imum DNBR v s . l i n e a r hea t r a t e

( EPRI c o r r e l a t i o n , s p i r a l r i b , F^ a =1 .5 ) 50

F i g . 4.17 Min imum DNBR v s . core h e i g h t

( KfK c o r r e l a t i o n , s p i r a l r i b , Fjg=1.5) 51

F i g . 4 . 1 8 Min imum DNBR v s . core h e i g h t

( EPRI c o r r e l a t i o n , s p i r a l r i b , F^?=1.5) 51

F i g . 4 . 1 9 Core p r e s s u r e drop v s . p in d i a m e t e r ( s p i r a l r i b ) 52

F i g . 4 . 2 0 Average v e l o c i t y v s . p in d i a m e t e r ( s p i r a l r i b ) 52

F i g . 4 . 2 1 Flow r a t e in p r i m a r y loop v s . p in p i t c h ( s p i r a l r i b ) 53

VII

'幌py--RY

JAERI M RR 224

Fig.3.14 MDNBR vs. radi且 1peaking factor

( over power factor 1.12. 1/12 core mod自i . 39

Fig.4.1 Axial distribution of fuel temperature ( spiral rib ) .......43

Fig.4.2 Maximum fuel temperature vs. hot channel factor

( spiral rib ) ..........................................目目.• • 43 Fig.4.3 Axia.1 distribution of DNB heat flux ( spiral rib ) 44

Fig.4.4 Axial distribution of DNBR ( spiral rib ) ........目.• • • • • • •• 44

Fig.4.5 Minimum DNBR vs. pin diam白ter

(spiral rib. F4H=I.5.Lc=2.0m. QL=16kW/m) ................45

Fig.4.6 Min:mum DNBR vs. pin diameter

( spiral rib. F.m=1.5.Lc=2.5m. QL=16kW/m) . .......... .....45

Fig ・4.7 Minimum DNBR vs. pin ctiameter

(spiral rib. F4H=1.5.Lc=2.0m. QL=18kW/m

Fig.4.8 Minimum DNBR vs. pin diameter

( spiral rib. F4H=I.5.Lc=2.5m. QL=18kW/m) ....... .... .....46

46


( spiral rib. F4H=1.5.Lc=2.0m. QL=20kW/m

Fig.4.10 Mlnimum DNBR vs. pin diameter

( spiral rib. F4H=I.5.Lc=2.5m. QL=20kW/m) . .... ...... .....47

47

Fig. 4 .11 Minimum DNBR vs. pin pi tch

( spiral rib. F4H=1.5.Lc=2.0m. QL=16kW/m) ................ 48

Fig.4.12 Minimum DNBR vs. pin pitch


Fig. 4 .13 Minimum DNBR vs. pin pi tch




Fig.4.15 Minimum DNBR vs. linear heat rate

( KfK correlation. spira.l rib. F4H=1.5) .................... 50

Fig. 4 .16 Minimum DNBR vs. I inear heat rate

(EPRI correlation. spiral rib. F4H=I.5).................... 50

Fig.4.17 Minimum DNBR vs. core height

KfK correlation. spiral rib. F4H=1.5) .................... 51

Fig.4.18 Minimum DNBR vs. core height

( EPRI correlation. spiral rib. F4H=1.5) ..... ....... ....... 51

Fig.4.19 Core pressure drop vs. pin diameter ( spiral rib ) ..... .....52

Fig.4.20 Average velocity vs. pin diam自ter ( spiral rib ) ............52

Fig.4.21 Flow rate in primary loop vs. pin pitch ( spiral rib ) .... ..53

VII

F . :{ 1 >'>. P - ) - - . . - ; . • , • • - • < . ! . ' ' • - . - r n ! • , • : • ; , . i • • • ' A '

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•' g r . d . Fjr,- : ,i i . r - 3 . 5m . Q,-. -If ikW'rn ,

F i g . 1.29 M i n i m u m 0 \ 'BR J =I p i n -!;am(><p?r

g r . d . Fju- : i . L r ^ . O m Q/. - l i k W ' m

F : ? 1.30 M i n i m u m DVBR vs p i n d i a m e ' e r

^ r i d . F J W - i 5 . 1 ^ - 3 0m Q;.-13kW-'m ,8

F i g . 1 5'. Mi " . m u m HN'BR / s p i n l i a m e t e r

g r . d F J r f - ! . : , . L ^ 3 5m, Q t '.HkW-rn. ^

Fig ' 4 . 3 2 M i n i m u m DN'RR <s p i n i i a m o t . i r

: g r i n . Fj,i=\ o . L o - 2 . 0 m . Qt = 2 0 k W / m . . . J 9

F i g 1 . 4 . 3 3 M i n i m u m DN'BR v s . p i n d i a m e t o r

' g r i d . F J t f - L . 5 , L : - 3 . 0 m . Q L - 2 0 k W , m i.9

F : s . 4..34 M i n i m u m DNBR v s . p i n d i a m e t e r

f g r i d , F j « = l . 5 . L c = 3 . 5 m . Q L = 2 0 k W / m , 60

F i g . 4 . 3 5 M i n i m u m DNBR v s . p i n p i t c h

; g r i d . F j /^1 . 5 .Lc=2 .'Om, Qi=16kW/m ,i 60


( g r i d . F j t f = 1 . 5 , Lc=3 . Om, Qx.= 16kW/m ) 61


( g r i d . F J H = i . 5 , L c = 3 . 5 m , Q i = 1 6 k W / m ) oi

F i g . 4 . 3 S M i n i m u m DN'BR v s . p i n p i t c h

( g r i d . F J f f = l . 5 , L c = 2 . 0 m , Q t = 1 8 k W / m ) 62


( g r i d . F j / f = 1 . 5 , L c = 2 . 0 m , Q L =20kW/m ) 62

F i g . 4 . 4 0 M i n i m u m DNBR v s . l i n e a r h e a t r a t e

( KfK c o r r e l a t i o n , g r i d . Ljff=1.5) 63

F i g . 4 . 4 1 M i n i m u m DNBR v s . l i n e a r h e a t r a t e

( EPRI c o r r e l a t i o n , g r i d . F J , « = 1 . 5 ) 63

VIII

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QLコ20kW/m

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F i IZ.'~ 1.1 ¥-1 i:1 i :T'.um O:'-iBR

i2 ';finlmum D¥'RR F'i?

コin.iiametor ，ョ

，9 QL二 20kW，mFJ[{ニ..} • L-:ニ。l.Om.I ar:d.

~ 1 n '11 ame r. e r ず、F:".....3-; 'v[i:J.:mum O:-:BR

60 QL=20kW 1m う.Lc=3. 3m. Fo'm= ( gr:'i

?in pitch Fig.<1 35 'vliロimum O~BR V5

らOQL=16kW/m (喜ri::io' FJHニ .). Lc=2 : Om.

らl

Fig.-t.36 'vlinimu:n O¥'BR '/5. pin pitch

gr i::i. FJH<o' 5. Lζ=3o'0m. QL=16kW/m

Fig.4o'37 'vli:ti:num O¥'BR vs pin pitch

。lFo'JH=1.5.Lc=3.5m. QL=16kWlm ( gr:::io'

pin pitch Figo'o'L33 'vli:t:mum O:'-iBR VS.

62 F，JH=1.5.Lc=2o'0m. QL=18kW/m gr:::i.

ら之

F i g . .. . 3 9 'vl iロ:rr:umD:¥BR vSo' pin pi tch

grld， FJH=1.5.Lc=2..0m. QL=20kW/m

Fig. <1.40 'vlinirr:um O:¥BR vs. 1 inear heat rate

63 L4H=lo' 5) KiK corre:aeion. grid.

63

1 inear heat rate

F4H=lo' 5)

VII'

EPRI correlat;on. grid.

F i g . <1 . .. ~ 'vl i n i mu.rn 0ぉ;sR '/5.

IAKK1 M HH 22-1

Fig.4.42 Minimum DNBR vs. core height ( KfK correlation, grid, FJH~\ .5) 64

Fig.4.43 Minimum DNBR vs. core height ( EPR! correlation, grid, FjW=-1 .5) 64

Fig.4.44 Core pressure drop vs. pin pitch ( grid ) b'j

Fig.4.45 Average velocity vs. pin pitch ( grid ) 65 Fig.4.46 Flow rate in primary loop vs. pin pitch ( grid ) 66 Fip.5.1 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation )

( spiral rib, D=8.5mm, Q t*16kW/m. Lc=2,2.5m) 70 Fig.5.2 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation )

( spiral rib, D=8.5mm. Q/.= 18kVv7m. Lc=2, 2.5m) 70 Fig.5.3 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation )

( spiral rib, D=9.5mm, Q t=16kW/m, Lc=2m) 71 Fig.5.4 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation )

( spiral rib. D=9,5mm, QL=l6kW/m. Lc=2.5m) 71 Fig.5.5 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation )

( spiral rib, D=9.5mm. Qz.= 18kW/rr., Lc=2,2.5m) 72 F i g . 5 . 6 Des ign l i m i t for hot channel f a c t o r ( EPRI c o r r e l a t i o n )

( s p i r a l r i b , D=9.5mm, Qr.= 16kW/m, Lc=2,2 .5m) 72

F i g . 5 . 7 Design l i m i t for hot channel f a c t o r ( KfK c o r r e l a t i o n )

( g r i d . D=8.5mm, Qz.= 16kW/m, Lc=2m) 73

F i g . 5 . 8 Des ign l i m i t for hot channel f a c t o r ( KfK c o r r e l a t i o n )

( g r i d , D=8.5mm, Qi=18kW/m, Lc=2m) 73

F i g . 5 . 9 Des ign l i m i t for hot channel f a c t o r ( KfK c o r r e l a t i o n )

( g r i d , D=8.5mm, Q L =20kW/m, Lc=2m) 74

F i g . 5 . 1 0 Des ign l i m i t for hot channel f a c t o r ( KfK c o r r e l a t i o n )





( g r i d , D=8.5mm, Qz.=20kW/m, Lc=3m) 75

Fig.5.13 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid. D=8.5mm, Qi.= 16kW/m, Lc=3.5m) 76

Fig.5.14 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=8.5mm, Q t=18kW/m, Lc=3.5m) 76

Fig.5.15 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=8.5mm, Qz.=20kW/m, Lc=3.5m) 77

IX

22，1 .¥1 ~K 1 ，\卜‘ I~ I

RIll-Ji

cor日 hei胃htFig.4.42 Minimum ONBR vs

ot. F 41/"-1 .5) ( KfK corre 1且 tlon. 耳rid.

core hoi耳htFig.4.43 Minimum ONBR vs.

() 1，らう

F4H~ 1.5)

pin pitch (応rid

( EPRI cor r白 lation. 耳ri d.

F i g . 4 . 44 Co r白 pressur目 dropvs.

Fig.4.45 Aver且ge velocity vs. 白うpi n pi t口h (ぽri d

. 6o in prlmary 100;> vs. pin pitch (耳ri c! ) Fig.4.46 Flow rRt白

KfK 口orrolation ) 「且ct.or ( Des i百n limit for hot channel F i p，. 5. 1

70 [T.8目 5mm. QL~16kW/m. Lc=2.2.5m) ( spiral rib.

KfK correlation) factor ( Design limit for hot channel Fig.5.2

70 Lc=2.2.5m) D=8.5mm. QL=18kW/m. ( spiral rib.

KfK correlation ) factor ( Design limit ('or hot channpl Fig.5.3

71 Lc=2m) D=9.5mm. QL=16kW/m. ( spiral rib.

KfK correlation ) factor ( Des ign 1 imi t for hot channe 1 F(g.5.4

71 D=9.5mm. QL=16kW/m. Lc=2.5m) ( spiral rib.

KfK corr自1a t i on ) factor ( Design limit for hot chann自lFig.5.5

72 Lc~2. 2. 5m) D=9.5mm. QL=18kW/r:-.. ( spiral rib.

factor ( EPRI correlation ) Design limit for hot channel Fig.5.6

. . . . .. 72 Lc=2. 2. 5m) D=9.5mm. QL=16kW/m. ( spiral ri!:..

factor (KfK correlation) Des ign 1 imi t for hot channe 1 Fig.5.7

. 73 Lc=2m) D=8.5mm. QL=16kW/m. ( grid.

KfK corre lat :ion ) factor ( Design I imi t for hot channel Fig.5.8

.73 Lc=2m) D=8.5m.m. QL=18kW/m. ( grid.

factor ( KfK correlat.ion ) Design limit for hot channel Fig.5.9

. 74 Lc=2m) D=8.5mm. QL=20kW/m. ( grid.

factor ( KfK correlation ) Fig.5.10 Design limit for hot channel

74 Lc=3m) D=8. 5mm. QL=16kW 1m. ( grid.

factor ( KfK corrr!lation )

( grid. D=8.5mm. Qe18kW/m. Lc=3m) ........................75

Fig.5.12 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation )

Fig.5.1l Design limit for hot channel

. 75

Fig.5.13 Design limit for hot channel factor (KfK correlation)

( grid. D=8.5mm. QL=16kW/m. Lc=3.Sm) ......................76

Fig.5.14 Design limit for hot channel factor (KfK correla:ion)

D=8.5mm. QL=20kW/m. Lc=3m) ( grid.

Lc=3.5m) ......................76 D=8. Smm. QL=18kW/m. ( grid.

factor ( KfK correlation )

0=8.5mm. QL=20kW/m. Lc=3. 5m) ...................... 77

IX

Fig.5.15 Design limit for hot channel

( grid.

JAERI M 88-224


( g r i d , D=9.5mm. Qz,= 16kW/m, Lc=2m) 7 7


( g r i d , D=9.5mm, Qt=18kW/m, Lc=2m) 78




( g r i d , D=9.5mm, Q^lbfc'.V/m, Lc=3m) 79

Fig.5.20 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=9.5mm, Qj.= 18kW/m, Lc=3m) 79

Fig.5.21 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=9.5mm. Qi=20kW/m, Lc=3m) 80

Fig.5.22 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=9.5mm, Qj.= 16kW/m. Lc=3.5m) 80

Fig.5.23 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=9.5mm, Qf.= 18kW/m, Lc=3.5m) 81.

Fig.5.24 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=9.5mm, Q£.=20kW/m, Lc=3.5m) 81

Fig.5.25 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=10.5mm, Qz.= 16kW/m. Lc=2m) 82

Fig.5.26 Design limit for hot channel factor ( KfK correlation ) ( grid, D=10.5mm, Q^lSkW/m. Lc=2m) 82



F i g . 5 . 2 8 Des ign l i m i t for hot channel f ac to r ( KfK c o r r e l a t i o n )



( g r i d , D=10.5mm, Q t =18kW/m, Lc=3m) 84




( g r i d , D=10.5mm, Qj.= 16kW/m, Lc=3.5m) 85


( g r i d , D=10.5mm, Q L =18kW/m, Lc=3.5m) 85


( g r i d , D=10.5mm, Q L =20kW/m, Lc=3.5m) 86

F i g . 5 . 3 4 Des ign l i m i t for hot channel f a c t o r ( EPRI c o r r e l a t i o n )

( g r i d , D=9.5mm, Q t =16kW/m, Lc=3.5m) 86

X

-a'「i

l

'

b

d

ト

M 88-224 JAERI


77 Lc=2m)


( grid， D=9.5mm， QL=16kW/m，

Fig.5.17 Design Jimit for hot channel factor ( KfK correlation )

( grid， D=9.5mm， QL=18kW/m， Lc=2m) ........................ 78

Fig.5.18 Design limit for hot channel factor (KfK corrolation)

Lc=2m) ............目.. . . • . . . . .. 78

KfK correlation )

79

D=9.5mm， QL=20kW/m，

Fig.5.19 Design limit for hot channol factor (

( grid， D=9.5mm， QL=l白ic:¥'!/m，

Fig.5.20 Design limit for hot chann自l

Lc=3m)

( grid，

fac tor ( KfK corre lat ion )

( grid， D=9.5mm， QL=18kW/m， Lc=3m) ........................ 79

Fig.5.21 Design limit for hot cho.nnel factor ( KfK corr自 lation)

D=9.5mm. QL=20kW/m， Lc=3m) ........................80 ( grid，


80 Lc=3.5m) D=9.5mm. QL=16kW/m. ( grid，


81 D-=9.5mm. QL=18kW/m. Lc=3.5m) ( gr.id，

KeK corrolation factor ( Fig.5.24 Desil!l'n limit for hot channel

B1 Lc=3.5m) n=9.5mm. QL=20kW/m， ( grid.

fa.ctor ( KfK corre lat ion ) Fig.5.25 Desi，;n limit for hot channel

. . . 82 Lc=2m) D=10.5mm. QL=16kW/m.


( grid.


82 D=10.5mm. QJ..=18kW/m. 1♂ =2m) ( grid.

factor ( KfK corr自 !at i on ) Fig.5.27 Design limit for hot channel

. 83 Lc=2m) D=10.5mm， QL=20kW/m. ( grid，

KfK corre 1且tion

. 83

factDr (

( grid. D=10.5mm. Q.L=16kW/m， Lc=3m)

Fig.5.29 Design limit for hot channel factor (KfK correlation)

Fig.5.28 Oesign limit for hot channel

Lc=3m) ....................... 84 grid， 0=10.5mm， QL=18kW/m，


D=10.5mm. QL=20kW/m. Lc=3m) ....................... 84 ( grid.

factor ( KfK correlation ) F i g . 5 . 3 1 Oe s i gn 1 i m i t f 0 r ho t c hann e 1

D=10.5mm， QL=16kW/m. Lc=3.5m) .....................85 ( grid.


........ 85 0=10.5mm. QL=18kW/m. Lc=3.5m) ( grid，

factor ( KfK corro lat ion ) Fig.5.33 Design limit for hot channel

D=10.5mm， QL=20kW/m， Lc=3.5m) ..................... 86 ( grid.

Fig.5.34 Oosign limit for hot channel factor ( EPRI correlation )

D=9.5mm. QL=16kW/m. Lc=3.5m) ...................... 86

x

( grid，

JAERI- M 88- 224

F i g . 5 . 3 5 Design l i m i t for core h e i g h t and l i n e a r hea t r a t e

( s p i r a l r i b , KfK c o r r e l a t i o n ) 87

F i g . 5 . 3 6 Des ign l i m i t for l i n e a r heat r a t e ( g r i d , KfK c o r r e l a t i o n ) 87

F i g . 5 . 3 7 Des ign l i m i t for core he igh t ( g r i d , KfK c o r r e l a t i o n ) 88

F i g . A l . l Compar i son of fuel p e l l e t t h e r m a l c o n d u c t i v i t y 96

F i g . A l . 2 Compar ison of FP gas r e l e a s e mode Is 96

F i g . A 2 . 1 S tandard subchanne ls 105

F i g . A 2 . 2 Lumped subchanne l s 105

F i g . A 2 . 3 Layout of lumped subchannels 106

F i g . A3 . 1 Sample JCL and d a t a of GAPC0N-THERMAL2-HC code 117

F i g . A 4 . 1 Sample JCL and d a t a of COBRA-HCLWR code 147

Xj

JAEI~I-r\188 → 224

Fig.5.35 Design limit for cor白 heightand linear h白at ra t e

( spiral rib， KfK correlation ) ..........‘・・・・・・・目.• • • • • • •• 87

Fig.5.36 Design limit for linear heat rate ( grid， KfK correlation) 87

Fig.5.37 D自signlimit for core height ( grid， KfK correlation ) ..... 88

Fig.Al.l Comparison of fuel pell日tthermal conductivity ............. 96

Fig.A1.2 Comν且risonof FP gas reiease mod自1s ........................ 96

Fig.A2.1 Standard subchann白Is .. ......................ー・・・・・・・・・・・・目.• 105

Fi g. A2 . 2 Lumped subchanne 1 s ..........................................105

Fig.A2.3 Layout of lumped subchannels ............................... .106

Fig.A3.1 Sample JCL and data of GAPCON-THERMAL2-HC code ..........117

Fig.A4.1 Sample JCL且ndda ta of COBRA-HCLWR code .................. 147

XI

JAERI-M 88 224

l. ( i i; #> jc

«ISfl<]l^:il^:i6^)nTlô'>"", iftiteftWMMi. MOXtt**'H-{sliJII I . JftWWit8ft«(*«|lt*

ffiftmtffi&ai&'PZbtzZ-tcttfs.t). cnii«4:Wic*i-il«^£|JfiâHH;Kl-.©i*L. « L

M. Dalle Donne 3?li. ffi K >f 'VCD ffl PW R 7° 7 V h £%IC LA:$"*K*«!I**P7"7 V HC^t LT, ^mtllk^^yy t*t$tt®tB&a>&t£< *-^4^TS£ij-i>Ji)c&W:.cDtfcIM,£if-?T(.> . . 8 )7 )

& * ©Af^lTe t>. ttjftWfti** ii©&iH9F!fcjMtt«> i n . tttMt&CWMt-âsieM LTJiBElc

T * 5 O * f ^ t L^r§ifcjftts**iy7 > Mi. w&nmm ioo;jkwt. *&PWR r ? > h©*p<c.>&

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wm*'tt->tzo

«^fy!H.#*?l»T3-K GAPC0N-THERMAL2-HC. &tf-*7*-f + v * yu$#f 3 - K COBRA-HCLWR*ffl^fc 0 C t l ^ O a - KltM LTI i . ^ f U g ^ © ^ " ! * <h8f=feic*ffl «sîa«E$nTJo»3. s*ffl&tffiefflffi{±«-ii»ae^$nTi^„

- 1 -

JAERl-M /18 224

1.はじめに

高速炉の本格的導入が大樹lζ遅れることがほぼ確実となり.料水.J;ri時代の長則化か子製されて

いる。この状況において.向転換料水炉(!-lCLWR)は.被何事;↓の平iJ111 効 ;.L~'líIJ 1.させてウラン

資源及び再処HIlプルトニウムの有効利IHを|刈り料水炉へのt;f欠な備自立しi伎を県すものとしてitlj

を集めている。近年，作l詞.係機聞において.それぞれの¥'[.助から，，:Md喚糾水炉の附略研究か

積極的ll:ill!められているf・g) rf:j _I~検事M，.tJ i'i ， MO X燃料を仙川し冷却材とt燃料の{本椴比を

小さくしてIfJt1t子スベクトルを制化させることにより111j帯広検*を定刻しようとするものであり.

このために.燃料怖栴子内e91Jを覇市街化することが療求されている。

熱流力特性の観点からは，，白j転熊本をめざすこと.すfi，わちが心の倒俗化をIY{Jることは.炉心

の冷却]材傾戚の減少をもたらす乙ととなり.これは1正本的にか心冷却l能力の低下を窓昧し.厳し

い条件となる。従って.高転換事事水炉のb父Yr.性の検討には.熱流力的側Ihiも倫めて露要となる。

各設計例をみても.核特性と同時に熱流力特性にも検討を加えているものが多LJ}柿的叫一方.

M. Dalle Donne等は.西ドイツの現月!PWRプラン卜を主主にしたお転換務水炉プラントに対

して.熱流力及びフ。ラン卜特性の観点から広くサーベイ計慌をii'~、成虫性の検，i.t を行ってい

る:)7)

我々の研究室でも.核熱両ilfliからの設計研'先が進められ.被投d1'&ひ1没』十手法11:閲しては既に

いくつかの成果が公表されている:川・川本報告は.向転検事軽水炉の熱流力特例:の慨震を肥似し.

炉心の成立範1mを明般にするためにfi った熱int力特例:パラメータサーベイの紡~をまとめたもの

である。対象とした白i転換事事水炉プラン卜'i.il本の現則 100万kWc級PWRプラントの炉心及

びその周辺部のみを間換したものとした。パラメータサーベイでは閉位セルモデルを用い.炉心

パラメータとして.燃料ピン径.ピッチ.炉心高さ.線出力.ホットチャンネル同子を広範囲か

っ独立に変化させ.燃料最高温度.最小 DNBR.取り出し司能な炉心熱出力等を計算した。そ

の結果iζ基づき，熱流力的に成立可能な炉心パラメータの範開存求めた。また.使用した単位セ

ルモテ‘ルの妥当性を検討するために綱密な HCLWR-jl炉心討を対象に全炉心サブチャンネル

解析を行った。

本研究は，高転換斡水炉解析用lζ新しく整備開発した，単位セルモデルによる熱流カ特性及び

燃料ピンネ性解析コード GAPCON-THERMAL2-HC. 及びサプチャンネル解析コード

COBRA-HCLWRを用いた。乙れらのコードに関しては.本報告舎の第二章と第三章にその

概要が記述されており，詳細及び使用法は付録lζ記述されている。

-}-

JAERI-M 88-224

2. ' * 7 * - * • * - ' * 4 ©2 f j£

2. 1.1 ff £ mm tooTjkwttPWR y? > t-tDfc&iktfzoitimm&mo^&nmtzctitjiio, mm

f S PWR -fyv h©£'i!j,iff;;c£ Table 2.1 IC//<•*"„

(1) Hi/Jt?8

», iiffcH*© f&-(i, fc>b<Di%£0A$.icit^T&t>z>b<D£tZ><, ttz, -£©-*M x'tiliiT©

rt g : 4,400 ram "k M • 12,900mm * 'y H / / f l g : 773mm 3 - ^ K l / ^ r t l : 700mm

(2) -artMsuMEff &cx-»/ftaJw* > ? ^M©m*T(i#&*tti»©T?M<iftw+So fcfc'L. * >-7'©Q- Httfl-lifcrtT"**.*

HT = AQ + B

CCT, HT : * -y-T^n. ( m ) Q : f*ttiffitt( nf/s ) A.B •' flifflPWR7p7>'hTffiffl$nri'4*>'n$tt*»i»SSn*ffittT

A= - 23,163 s/irf, B= 192.69 m

l*U<0®Gkg/d-e, * © • ? ^ C ^ l t & t f 5tffflli!|&30$B!?*So (3) i « a * * S

l a ^ t ^ O i f - ' ^ .< - ? £ Table 2.2 «c*-f0

2.1.2 tfS'fr* f^ (1) «*4t"^

«mmia&mt9&96-z&z>ifi*<

ffl1"Sli^-{irt)P0.4«i©SUS 304 i-TSo tt*>\ 'J 7*©(Ui0.4«<t Liza

- 2 -

JAERI-M 88--224

パラメータサーベイの方法2.

高転換軽水炉プラントモデル2.1

要

現用 100万kw級 PWRプラントの炉心及びその周辺構造物のみを例検する乙とにより，向転険

料水炉をil生討する。したがって炉心以外の大部分は現mの仕織と変わらないものとする。総本と

する PWRプラン卜の主要治元を Table 2.1 1C.，i~す。

概2. 1. 1

JE力谷器

4 ループ PWR のJf力容総を考・えるo か.内の構造物の内 H~ií. ド部炉心板間隔やコアパレ

ル，越前主体の寸法は.炉心の高さ l丙{芋~Ir. ~t; じて変わるものとする。また，

-4EE--

(

そのサイス'は以下の

通りである。

4.400田血径

高内

12.900凹全

773 mm ホットレグ内{亭

700回目

--i欠冷却材配行及び 4 次冷却l材ポンプ

今l口!の.1H予.では必波ないので消;車/11は行附する。ただ.し.

コールドレグ内筏

(2)

ポンプのQ-H特例;はJ欠式で'j.えら

れるものとする。

HT = AQ + B

ポンプ錫科(m ) こ乙で. HT

Q :体積流f式(ni'/s )

:現iIlPWRプラン卜で使用されているポンプ特性から決定される定数で

A=-23.163 s/ni'. B= 192.69m

例し.上式の係数A及びBは文献28のl刈より読み取った値であるo また.一次系の全圧損は間

関より約6kg/cnlで.そのうち炉心部における圧損は約30%である。

A.B

蒸気発生器

蒸気発生器の主安・パラメータを Table2.2 Ir.示す。

(3)

炉心モデル2. 1. 2

燃料ピン

然料は PU02-U02で.PuのM化度 7-8 w/oとする。その理論管度は95%であるがペ

レットのディッシュ等を考えて93悠とする。被視管は，スペーサーとしてスパイラルリプを使

用する場合は内厚0.4_のSUS 304とする。なお.リプの幅は 0.4・とした。

グリッドを使用する場合は肉厚 0.57闘のジルカロイを使用する。ベレットと被覆管とのギ

-2一

(1)

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331 271 313 259

12 12 6 0

• •y7ffll i*IH«ll#IC0.17«o(Kg$*)<!:*So ifxf^-f A l i ± » i e R t t S . (2) «*4*&tt

91 £ <* t° y ft tt ft tr y » «i n w * n.

(3) *P iC»* A *

#5'0* -r ?:(ia*<t i t s ) «"f 7 > - 91 ti&wmm P WR ffi*«SrtK«* set £*# i t « . ffiU »^ lc J :o r J i i eS t t*#< t toTfe f i i ^* )Oi - r*o *Pi»liAft*^**»f-

(4) mJ5fot'y*t<ri) -J K» z.'*4 7*') ?*'<-•>)•-<£)*§&, tt^lSjfv^ffllSSlCioT^ll^l, DNBR ic^ t t

9'<) v K * - < - • * — © « & £ « , *pj|l»Ofliaf{t*#«KAftT/ ,J -y KflflflMrfflffl PWR 0 fc© =fc *91 < ^%M'>$ -If 30 cm*^ 40 cmOiRPlfclKS 5 J; -j KJi(T©J: 9 lc&5£ Lfc„

*fMl>,"£5£ L c ( m ) f) -j K J» ?" 'J •> KIBJPH ( cm ) 2.0 9 33.3 3.0 12 3.5 13 34.6

2. 1. 3 fafc'-ty /-9 t -eofijIS

f y j l g , D ( mm ) t° .y f-, P ( mm ) P / D fpi\L>M£, L c ( m ) x ^ — -y- —

8. 5 ~ 10.5 9 - 1 4 1.1 — 1.4 2.0 ~ 3.5 X^M 7 ^ ' J 7 7 ? ' ' J * K

^ W U ^ f f i S ? . q L (kw/m) : 16~20 * - / ^ t ^ # , F J H : 1.5. 1.6. F | H

CCt:Fs

4Hl±*-y hT+>%totonX"i%Wfc<D&&&ffiO&&\Ct£ZJ:oft*y h-f + y*>u H^-riSo *©iffliH'<y*-9itmm 1007?kwemPWRy7yK«-«ICJJIT©*IC@S

*p & «4 m # :

- 3 -

!fill

JAERI-M 88-224

ヤップ幅は未照射時iζ0.17mm (直径表示)とする。ガスプレナムは上部iζ設ける。

(2) 燃料集合体

燃料ピンは三角格子を形成し，一集合体当り 271本または 331本の燃料ピンから構成される

六角集合体となる。ラッパー管はなく必要ならば外周ICバンドをつけるものと考える。

燃料集合体の構成は以下の通りとする。

集合体ピン数

燃料ピン数

制御締本数

その他(支持機)

331 271

313 259

12 12

6 0

(3) 炉心サイズ

炉心サイズ(品.さと蹴径)はパラメータとなるが現用 PWR圧力容器内iζ収まる乙とを条件

とする。但し，場合によっては直径は大きくなっても良いものとする。炉心は六角集合体かF

構成され，可能な限り円筒に近く，かっ 1/6対称を有するものとする。

(4) 紬方向ピッチとグリッド数

スパイラルリブスベーサーの場合，軸方向ピッチの設定によって炉心庄絹， DNBR IC少な

わらず影響が現われる。軸方向ピッチを小さくした場合，限界熱流束は増大し.かっ炉心の圧

損も増加するという傾向を有する。本パラメータサーベイでは各種文献14)及び庄舗を保守的に

評価する乙とを考慮して.，dl方向ピッチは20x燃料ピン直径と設定した。

グリッドスベーサーの場合には，炉心の欄街化を考慮IC入れてグリッド間隔を現用 PWRの

ものよりいくぶん減少させ 30cmから 40cmの範聞に収まるように以下のように投定した。

炉心尚さ Lc( m ) グリッド数グリッド間耐(cm )

2目 O 9 33.3

3.0 12 11

3. 5 13 34.6

2. 1. 3 炉心パラメータとその範聞

変化させたパラメータとその範囲は以下の通りである。

ピン直径. D ( mm ) 8. 5 - 1 O. 5

ピッチ. P(mm) 9-14

P/D 1.1 - 1.4

炉心高さ， Lc ( m ) 2.0 -3. 5

スベーサースJo/iイラルリブ/グリッド

平均線出力密度. qL (kw/m) : 16-20

ホットチャネル因子， FJH 1.5， 1.6， F~H

ζ 乙で F~H はホットチャンネル出口で冷却水の温度が飽和温度になるようなホットチャンネル

因子である。その他の主要パラメータは現悶 100万kwe級 PWRプラントを基に以下の値に固定

しTこ。

炉心熱出力

-3ー

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•Jp JC» 3 fi H:

ttl # |S] Hi # # ffi

325 "C

596

158k9/crtlG

1.12

t°-9tfi/ Wl= 1.55 « cos ine M y

2. 2 JMf £j&

2.2.1 fiMi'/.-fe^*T^

£•*?!*. i T . * ^ A f t * S f f l P W R © i f t l t i l ^ « K ± a s * f f i * M c : * t L T * * o A : f l £ * ( # l ^ ! ( £ « )

2.2.2 #toJE«. &JiPtt«fflt&tf««|]#fiK •jp fEffl, /ftipwatftso'-?-©igS{iJiiTo«t -picitm^n^c (1) -»:&«**»

H T = - 23.163 Q + 192.69

M 1 Q = 4fl, 3600

H r = H c + H R , „ ( - J U 3 "•>"•• '"• '

£ .£"? . H T

H c

H R

Q M

*FM>!E?1 ( m )

^ 9 H c = ^ P c ( P a ) . / > = 1 0 0 0 k 9 / n f

jpiCsULHcDEm ( m )

#>-:n&S»)CM*«flE«( nf/s ) &£P#£«t«(k9/h ) Jft*P*tBS(k9/rf)

T- + T <T> — 1 in ' 1 o u l a v 2

PWR 7*7

niafir-fJ11hR

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325 "c 原子炉容器出口温度

バイパス流儀割合

転 FE

5%

158 kg/cnlG

1.12

運

最大プラント過負荷

納方向出力分布

'L、炉

ピーク前/平均=1.55の cosine分作』

解析方法2. 2

時¥1立セルモデル

本パラメータサーベイにおいて.炉心部は一本の燃料ピンとその周りの一次JC的な流れから成

る単位セルで代表されている。従って，本計算における単位セルは Fig.2.111':示すような二つ

のサプチャンネルより成る系である。 DNBRや燃料最高温度等のホットチャンネルに対する計

算では，正味流入館を現用 PWRの設計と同様に上記単位セルに対して求まった流量(平均流量)

の 5~彰減と仮定している。

2.2. 1

炉心月:損，冷却材流量及び冷却材温度

炉心圧損，冷却材流鼠及びその温度は以下のように計算される。

一次冷却系お悩

一次冷却系流量は以下のQ-H特例:から算出する。

2.2.2

)

l

(

HT = -23.163 Q+ 192.69

X 一一一一一3600

Q= ~ ----4ρIn

2ととと出土ρInρav

HT=Hc+HR，O (~o)~

とこで， HT ポンプ傷程(m )

Rc 炉心圧損(m )

ρ=lOOOkg/II1' ρ9 Hc = J Pc ( P a ) ，

HR 炉心以外のfE損(m )

:ポンプ 1台当りの体積流量(nf!s )

:冷却材全流量(kg/ h )

:冷却材密度(kg/ II1')

但し.添字なしのρは.dP cとHの換算のための一気圧.

Q

M

ρ

40Cの密度である。

であり，各添字 in，av， 0はそれぞれ炉心(圧力容器)入口，一次系平鈎，現用 PWRプラ

ントにおける値を示すものとする。従って以下の式で計算される。

-4-

t... =...!ーでT一一一-av

JAER1-M 8 8 - 2 2 4

<°av = f I ( T a v )

cc-cT 0 U I (iE*«stbPiBs , r**) f, tmmmn%£K)Pim££.io-ikc>i:znz>£t&yi\i

H R ,o = 42 m ( 4 2 k 9 / d )

T i n > 0 = 552.2 °F = 289°C

T a v , „ = 584.6°F = 307 °C

Mo = 60.1 x 10" kn/ h

« g H = J P ( /»= 1000kfl/rrf )

•e%t>&tl?>klTl.^?>C£>S:&mtZ&!gtf&?>o itz, MiW* T^tsii, Sffl PWR 7°

(2) * 5 ^ A n & t ; t b P f i i t E:*j:g2Stbaffl*T o u t It 325Tjcm^^tirisio. ^ k A P & g l i E ^ S g A P i B J S i l S

" i n " o u t w

Q T = Q T , O * Q r

T i B = f i ( H l B )

T - T-"j* ,_ *p i out * in 1 c out ' * in "*" yj

ccr-, Q T , Qr : :(p'i>tH;fl&tfm;ft«'>Si|£ H o u t : o S S U i n x y j A e -H i n : E E M S A n x y ^ ^ f -

M : - * * « £ «

f, : fiawna*

T = ^ c out *• avc o

i -TSo

- 5 -

JAERl-M 88-224

冒E

，tthfkEr

‘L肉、

ρav = f I ( T削)

乙乙でToutは圧力容紫出口温度であり fIは飽和蒸気表より内婦により決定される ζとを示し

ている。本計算では

HR，o = 42 m ( 42 kll/cnl)

Tin，o = 552.20

F= 2890

C

T IY，O = 584.6 oF = 307 oC

M 0 = 60.1 x 10" kll/ h

と同定しアいる。なお上述の Q-H特性のtt.式では.錫将とrHnが

(ρ= 1000 kll/ ni')

で表わされるとしているととを注意する必要がある。また，本計算モテ・ルで-は，現用 PWRプ

ラントを基準lとして，炉心1ft員が二倍になると一次系流量は約10%減少する。

OgH=JP

炉心人口及び出口温度

圧力容器出口温度 Toutは3250

CIζ同定されており.炉心入口温度は圧力容器入口温度と等

しいと仮定できるので，炉心入fJ掘度 Tin及び出口温度 Tcoutは以下の式より計算できる。

(2)

Han=Hout-4f

QT = QT，O・Qr

T in = f I ( H in )

T川崎 . -T;_ Tc叩 t=Tin +山hr・"

乙乙で，QT， Qr 炉心出力及び出力減少割合

Hou，圧力容器出口エンタルビー

Hin 圧力容器入口エンタルビー

M 一次系流量

Wr 炉心流量割合

f，飽和蒸気表

乙れより，炉心平均温度は

T.u~ = ..!in + Tcout

avc "

-5-

とする。

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(3) <fr&EM *3'l>Effi(i Fig. 2.1 \CTTS Lfc*tt-feMcfct LT'Jp'k ( -fe^ ) ^ r i S K T ; ) v r IdoVZH

« 8 f i ' ( *{ft-fe ^ ) *g& N T (i

N T - Q T

qL • L c

x* _ M ' w r _ M • Wr • q L • L c

M c c " " N T " Q T

M c e » G - ~ A ~

2 4

2 4

C C f , bl i 'J 7*ffl*re*0 0.4mmfC|£|SLT^£o * £ . ^^J^ f f i i lS D e { i ^ t l ^ ' n

4 A D e = - ~ ( / ' J - / F )

fM£LTV-5o x ^ M 7 A- "J 7'^r^ff l - tS* 5 '^

"- ( ' . • i r ) " T , AT, : A D E S M S t t ^ t H r c a A T j = 1.2 )

L : ipjC«g$Lc +7°u-7-Ag

- 6 -

JAERI-M 88-224

(3) 炉心圧飼

炉心庄損は Fig.2.1 ，と示した単位セル11:対して炉心(セル)平均温度 T'lVrにおける物性値

を用いて計算する。炉心冷却材流量は一次系流量からバイパス流量を除いたM.Wrであり，

燃料ピン(単位セル)総数 NTは

N" =-.2:!: qL ・Lc

ζ乙で qL 平路]線tll力

Lc 炉心，f:iさ

従って単位セルを流れる流mMl'ellと盈飽流速Gは.それぞれ

M，oll M • W r = M' Wr・qL・Lccell一一τ了一ー一一一一一一一

I~T

G=与ι

乙乙で. Aは単位セル流路IflI積であり，スパイラルリプスベーサー及びグリッドに対して次の

ように計算する。

、/:~πaA=二二-P"-一一 D"-3 ( P-D ) b

2 - 4 (スパイラルリプ)

、/ヨー πA=ーす pg-7DZ (グリッド)

こ乙で. bはリブの隔であり 0.4mmlC同定している。また.水力等価直径 Deはそれぞれ

Dn = 4A =-------eπD+6(P-D)

D..=~ ----e πD

で定義される。

(スパイラルリブ)

(グリッド)

炉心圧損としては，入口形状損失，グリッドによる損失及び壁摩擦による損失を考慮してい

るが，それは以下のように計算される。その他の加速損失及び重力による領失も比較のために

計算している。

スパイラルリブを使用する炉心

1" f L ¥ P."， u2

d Pe =ik，+E7)」ラL

乙ζで.Kj 入口圧損係数(本計算では Kj= 1. 2 )

L 炉心高さ Lc+プレナム長

-6-

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f It Rehme ®j£.s)'M £fflliT&'©«fc r> icf tWt So

f = F f

( P / D ) s 1,, , / P \ „ , f 7 f i ( P / D ) a -li

r C x 0.1317 x (Re')" 1 " 7 Re' ?> 1.9 x 104

f' = l-Cx { 0.1317 x ( R e ' ) - a l 7 + - | ^ 7 - 3 . 2 x I0"a }

20<:Re' < 1.9 x 10<

R e ' = R e v / ' F (Re : i / - f y ^ ^ S [ )

r l P /D>1 .03

C = l l 6 - e X p M ^ ) KP/D<1.03

7j<©^ttfiSi LTi i T , v r KtettZ@i£H\^Zo

' P c = ( * i + - £ + n c C ¥ « ' ) - ^

tf?''J y KIC^sa- i fM^^LT^So n G ( i ^ ' J ~J K^T?* «3, A", = 1.2 l£[A1 Sg L T ^ 3o

fit Prandt l -Nikuradse ©Hg#l£g-3VTii(T© <fc 9 ICimir^

f = ^ T S • C s

^ = 1 T S C 2 log ( R e v ^ s ) - 0 . 8 ] a

^-[^""(-T^ir)] • O 3 6 + 0-054 H r - 0 ] ?"'J -y KKJ^JTffl&gai R e h m e ' V i S C v tM^mm^- £ <C«fc -oZ^m^tl, ZtlZ'tl, Jtffi3 St>15i§?.ffl PWR ©nffHcfc. lylT-ffiL^KiTCiC^ffi^T^So

Cv= 12 e = 0.6957 -95.39 ( P - D )

o-e*s0

- 7 -

JAER 1 -M 88 -2 2 4

.，RけP広nrIL』司

ipi'eti--

:スパイラルリブの摩擦係数

f は Rehme の式的.l~) を用いて次のように計算する。

f = F f'

。‘、iltlj

)-)

D一D

F

F

J

J

P一H』，，、、

(-co

nt

rit--

、+

ou 巾一一F

Re';>1.9XlQ・

-3.2 X 10"8 }

20ζRe'<1.9xlO・

(C X 0目 1317 x (R e ' ) -Q17

f' = ~ 1 _ (_ • _ •• -(117 60 l C X ~ O. 1 317 x (R e ' )一 +でアー7

~ Ke

P/D二三 1.03

( Re レイノルズ数)

、、1E

，r

tz

一句。一一司リ

D一円以

，J一ハU

P一O

〆'f

‘、p

x

e

au

rstEB屯if--、

一一FU

Re' = Re''/下

1 s~P/D< 1.03

水の物性値としては Ta刊における {，白をIfl~、る。

グリッドを使Jfjするが心

I " f L • ¥ /J" ，，" U 2 .1 Pc = ( Kj +τ 一+nG C

v g2 )ニιr U

¥ D，. 2

l二式でヰi辺第一Jti.第二項，第三項はそれぞれ，人口形状損失，スムーズパートの摩傑鍋失及

びグリッドによるIT樹を示している。 nGはグリッド数であり .Kj = 1.2 IC凶定している。

fは Prandtl-Nikuradseの関係lζ基'ついて以下のように計算する。叫

f = ATS ・Cs

( 2 log ( Re JI;.s )一 0.8J2 ATS =

Cs = [ 1 -exp (-~告示)J・[1附+0.054 (去一 1)J

それぞれ，グリッドによる圧損係数は Rehmel5)による Cvと流路閉塞1f.lεによって表現され.

文献3及び15と現用 PWRの応損より評価した以下の式を用いている。

Cv = 12

g = 0.6957 -95.39 (P-D)

但し，上式のPおよびDはm単位で=与えられる。本式は文献 3と比較し数倍の圧損を与えるも

-7一

のである。

JAERI-M 88-224

flPii«*4 p a r r £ M # f c J ; 4 f f i * J P e, l i P i T f f l i t U l t m - r S o

<"oout ' i n

•4 Pel = "avc « L

CtlbZfi;tr>t:ti~»bH\ffiAPn It

J P,.t = A P,. + J P a r r + A p e l

2.2.3 D N B R O i m DN B R ©fWrlCii COB R A - III C ""fflgtW&£^ 7 ^ - H - ^ M MtfT-ffi fc fffi B& {t L T ,

GAPCON-THERMAL2 3 - Kit&l^iA^, Fig. 2.1 iCn\t^-l\!^ ; n r T'^T'I¥ffi L tza

£om&, *-y h* + v*^©i : . i* ' i» ! i , #J8 PWR©t£!t£I^K¥teJ&*£5%js£'i>£-fcb 6fc©£ LtZo

(1) *¥A'|S]Hi*»A-*-v l>^ + v*Mnj-( F J H ) £ L T , ^{t$-a-S^°7 ^ — i? fc^-A,-et,^^,0 *©fiS£L--r

(i, F j H = 1 . 5 , 1.6. F%(»-:.>!x&m/vtfa CCr\ FIH i ( i , +-y H** x * Mi in^S"

Thot = T | n + FJH ( T o u , — T i n ) = T s (P)

c t t , T i n : A n & f T o u t : ttnsjf T h o t : -t-y b f - t ^ ^ t h n S S

T S ( P ) : fSftliSSC 159 kg/cnf-eti^ 345.2 °C)

(2) fcWiaitb^ft

ftWfitti^tfm, « ^ i ¥ f e ] © t t * i 1.55® chopped cosine #*i£4S£-f.5o (3) DNBfflH9it

14) l >

DNBffiHgitiLTii, £ltKfK*BBfit; £{£fflL/c0 £/=, tttSfflfctofcEPR I fillflS: l a S P I f c i f o f c o tn£®ffiKI^©i®ffl*GP£ Table 2 . 3 f c * t o

KfKfflM^M >

*CHF ( 106 Btu/ hr • f t 2 ) = ^ / ^

0.25 • G • D • X • Fi • Qi 1 + 0 2 • F 2 • G • D

B = 0.25 • G • D

- 8 -

etilt-

jAERI-M 88-224

加速損失と重力による損失

加速f員失 jPaccと重力による損失 jPelは以下の式で計算する。

。/ ¥j p， =G" (一一一一一一 l

ρ仁 outρin I

j P"l =ρ‘11'" q L

ζれらをA-めたが心JH日.::fp川は

j P l' t = j P (' + j P ，，1''' + j P el

2.2.3 DN BRの計算

DNBRの解析には C0 B R A -m C 16)の計算法をパラメータサーベイ計算問に簡略化して，

GAPCON -THERMAL2コード Ir.組み込み， Fig・2.1Iζ示す単位セルモテルで評価した。

乙の場合，ホットチャンネルの正味流量は. fJ.1用 PWRの設計と同様に平均流量を 5%i減少させ

るものとした。

(1) 水平方向出力分列

ホットチャンネノレ閃子(F JIl )として，変化させるパラメータにf青んでいる。その備として

は， F JIl = 1. 5， 1. 6. F~ 1lの一:.J.'. i. を選んだ。ここで， F~1lとは.ホットチャンネル出口樹度

が系の飽和掘度となるという条件から決定される{めであり，炉容器人n・出1]温度から，次式

で知山される。

T1川 =Tjn+F]1l (T"ut -Tjn) =Ts(P)

乙乙で， Tm :入口温度

Tout 出口湿度

Thot ホットチャネル出口温度

TsCP) :飽和温度 C159 kg /cn¥では約 345.20

C)

(2) 納方向出力分布

軸方向出力分布は，最大と平均の比が1.55の choppedcos i ne分布を仮定する。

(3) DNB相関式

DNB相関式としては，主，r.K f K相関式14)~使用した。また，比較のために日RI 相関長による評価も行った。乙れらの相関式の適用車E開を Tal;le2目 3Ir.示す。

K fK相関式14)

6~. r.2 ， A+BJHj OCIlF ( 106 Btul hr・ft 2 ) =一一一一一一一ー

C+ZY

A = 0.25・G・D・1・FI・01

一一1 + O2 ・F2 ・G.D

B = 0.25・G・D

-8-

JAERI-M 8G-224

C = C ' V [ l >,-— 5 - 1 1 + G J

Q, • F a ( G - D ) ' / s

CCT, D = D(. • Fp ( D, tiykimUi&m )

P r = 10"3 p ( pti&CDH^jC psia ) )

F, = p r

M 8 2 exp( 1.17 ( 1 - P r ) )

F 2 = P r

M " exp ( 1.424 ( 1 - P r ) )

F s = p / 8 M exp ( 1.241 ( 1 - P r ) )

G X

Z

iMtfti§( io 6 ib/it2h ) m%ffi®( B tu / Jb ) AP-y-7*?- 'J > ? ' ( B t u / i b ) An*^tOtfNMI( in )

l rz -r Y = -=- / " « ( ! ) d z / * ( z )

v : 7'!J7 F x ^ - t - ' ^ ^ - ? O, = 1.748 Q 2 = 7.540 Q, =8.783

V= 1 -2.6695 ( F M 1 6 - 1 ) x C 0.336 + 0.09 G - 0.697 exp ( -2.68G ) ]

V = - 0.252 - 2.789 exp ( - 3.874 G ) + 1.915 exp ( - 0.234 G ) ( ? 'J y K )

B & W - V P I & S U C E P R I )fflHfl^ " V) -J K& t f x^M 7^ 'J 7*«^ lc^LTJi lTO^^- f f l ^ -5 0

- 9 -

!roil--;

]AERI-M 88-224

(. Y-l 'i c = C' V I 1 1-一一一一 i l' 1 +G )

C' = ~・ F s ( G ・D) 1/2 -

D"

乙ζで. D = D，. . F" (D，.は水力等価償保)

F" =φp/φ=熱流山の係方JrJ]ピーキン夕、閃 f

Pr = 10・3 P (pは系のIUJ( psia ) )

F 1 = P r O.P82 e x p ( 1. 1 7 ( 1 -P r ) )

F2 = PrG刷1 exp( 1.424 (l-Pr))

Fs = p/851 exp ( 1.241 ( l-Pr ) )

LI Hj

質量流速 (106 lb/ft2h)

蒸発潜熱 (Btu/lb)

人口サブクーリング (Btu/lb)

人口からの距離 in

G

I

Z

Y=÷175(Z)dz/Z(Z)

V グリッドスベーサーバ'ラメータ

。1= 1. 748

Q2 = 7.540

Q. = 8.783

グリッドスペーサーパラメータ Vは.スパイラルリブ及びグリッドに対して以下0)式で算出さ

れる。

V = 1 -2.6695 ( F0915ー1)x ( 0.336 + 0.09 G -0.697 exp (-2.68G) J

F = ( ~ ) Q5 + ( 7.6告2子)引@ (スパイラルリブ)

V=一0.252-2.789 exp ( -3.874 G ) + 1.915 exp (一 0.234G )

(グリッド)

B &W-VPI&SU(EPRI)相関式1l

グリッド及びスパイラルリブ双方に対して以下の式を用いる。

-9-

JAER1-M 88-224

« W ( 10 6 Btu/h • f t 2 )

. / D-G d h \A 2 , A / D«G 3 h \A, r , .,, d h, , „„„„ ^ h 2 - h, a z I v h z — h | » z ' ^ «,0

t T , D : heated perimeter l c $ ' i < ^J^HiIlilftft ( in ) G : u - ii ^ f U M * - ( 10" / b / h • f t 2 ) h , , h i : tfWx ''9 ^ f - i A l lx y f i i / f - ( Btu/ 9 /i>t°- 9*y T •< xy h ( B t u / ( b • in )

JH, : A! I - * - / * - 'J y ^ = h f - h, h f : g&fti ;K*i '?" ' t"-( Btu/Zb ) p : l&ffllii/K psia ) d h f " IT- = 0.123 a p

A, = 2.8591 A 2 = 0.51796 A a = 0.023018 A, = 0.63960 K = 1.2614

2. 2.4 «Kttfflf?ft«rr ^ M l f W f t W f t t i , i f ^ r j i © » 4 t ' yv>mM&W)Z&WirZ>C£ti<-e%& GAPCON - T H

ERMAL2 3 - K , r > £fll^fc( 3?PgfCf±, DNBRIt®£ii<?»-iA/UfGAPCON-THERMAL2 - H C 3 - K£Hl^fc )„ * 3 - KI<li ;5stW-T(i iaFrogj^^#ItLT^?)o

• ** + -j y° > 9'9 9 y T. cogit • 8E»S4ia *" ©*.fifc i t e m • -ii] -

L. jp-ktonsffs-siffl PWR iiHiuic-rsfcj&ic^ÂPiaitîsrs-a-So ^ A D z m © ffirti, ^m^^.s^t.o-^ffl'joaiDfigfoisT^stt-rso *©*£*. -<*r^©^ms®& O'ff^ffiTL, Haffilff^S'J^îo I f f l P W R / ^ l - t l B l r j y - f y ^ f f l L t t ^ f c t o I t ? - t 'y th^/A^TL. CfflfSTti, ^-"F^Sidi^CiSTtcôTffiy^^y-nii '^^^ô *itWT?fi. 9-eytiil}Oi&T&. -*lMSmE;ft©<6TltJ£0il-f S£<S5£-f S " t i f c j ;* ) .

1 0 -

lite--;:

JAERI-M BBι224

φCIlF (106 Btu/h' ft2)

( D ・G a h¥A2 D ・G θh¥A. ( θh， _ '1 1一一一一一一一)-+ A8卜一一一一一一一)'I As J H; +ーーよ (2000-ρ)I ， ¥ hz-h，θz/ 'r18 ¥h

z-h;θz I l r1s ... ，. i '-~rp-¥ ':;VVU - f' I )

heated perimeter IC犠づく水力等{illill~i係( i n )

:ローカ Jレ質fihnt¥決・( IOs lb/h・ft 2 )

ここで. D

G

h l ，h; :令.tIH~ エンタルヒーと人 11 エンヲルビー (Btu/lb)

ah

dz ローカルエンタルビーグラディエン卜 (Btu/lb・in )

:人!1サブヴーリング=hr -h，

:飽和水エンタルビー (Btu/lb)

JH，

f

-hH

:系のIF力 psia

θh川

ーコーよ = 0.123 0ρ

p

A， = 2.8591

A2 = 0.517%

A. = 0.023018

A. = 0.63960

A， = 1. 2614

燃料温度解析

燃料湖度の解析には.寿命rl'の燃料ビンの照射挙動を追跡することができる GAPCON-TH

ERMAL2コード mを月lいた(実際には. DNBR計算を総み込んだGAPCON-THERMAL2

2.2.4

-HCコードを用いた)。本コートーによる計算では以下の現象をJJ贈している。

-ギャップコンダクタンスの変化

-核分裂生成ガスの生成と股出

・ベレットの熱膨張，弾性変形等

・燃料の再組織化

径方向及び'111方向出力分布は DNBRの解析と同様とした。本計算IC用いた物性伯及びモデル

の概要は付録 1，乙示した。

二次系の特性による熱出力減少割合

高転換軽水炉では格子カ覗密化されているために炉心圧t員が増加する。その結果.冷却材流量が減少

し.炉心出口温度を現用 PWRと同じiとするために炉心入口温度を低下させる。炉心人口温度の

低下は，蒸気発生器からの一次側の出口温度の低下を意味する。その結果.二次系の蒸気温度及

び圧力が低下し.蒸気密度が減少する。現用 PWRプラントと同じタービンを使用しているため

にタービン出力が低下し.乙の低下は，原子炉熱出力の低下ICよって補なわなければならない。

タービン出力の低下が.二次系蒸気圧力の低下に比例すると仮定する"ととにより.

2. 2. 5

-10-

本計算では，

JAERI-M 88-224

Ps =A'P S ,„

C C r . &=?= 0 (iSlffl PWR TO«**<3 LTlr^ So *P'MfUti# QT li >.$©&'£IC«fc -.Tifc©

QT = A Q T i 0

Q N = U A J »

C C T ,

J 0 =

Q N

U

JO

A

T„ T c

T s

• T c

T h - T s /n T c - T s

-3S»?6*J8§!i9©ISi-T-*r5iRtb2j = • ttf&RSzffiffitt ( W/nf°C) wa-^^iaiff (°c) 8Si£*8&fc*iifii« (irf) -ftftiDWiSiBfflfiffl - T„ul (°C ) -•(kmrnmum-m=Tin c t ) iB^flar (°c)

QT ( W )

bc^uo,

T s = T c

T h - T c

/ U A ( T h - T c ) \ _ j Q N

exp

Ps = Ps ( T s )

U = U„ 1

{a2X(A)- + ft6 + aix(^-)-+a.}

i ^ S o ftffi##QT®^©-ft'S^PW*#fi. ^2.2.2ffi5©^l(@Tit»^n-5o JJl±©i££

*ltgCKffl^fc Q T i 0 , M„, U„ , P s,o S t> 'A©i i«Table 2 . 2 I C g j n t t ^ „

- 1 1 -

JAERI-M 88-224

熱出力減少割合を以ドの手/1慣によって評価する。

二次系蒸気n:力を P~. その低卜容をK とすると，

Ps =Kps.o

乙とで.添字 0は羽!日 PWRで、の舶をj<.わしている。炉心熱IH力 QTはJ-.述の似定によって次の

ようになる。

QT = A' QT.O

蒸気発生25伝熱特例:は次ょにで・おわされる。

QN = U A j 0

.;10= Th - Tc Th - Ts

ln T~-Ts

乙乙で， QN 一蒸気発生器当りの原子炉熱出力=? ( W )

U 総指熱貫流係数 (W/nrc)

.10 対数、'lZ均J目度 (Oc)

A 蒸気発生gfH心身母¥i!Jj積(nf )

Th 一次冷却材I〔:i温側混度=T"ut (Oc)

Tc 一次冷却材低調側温度=Tin ( oc )

Ts 蒸気温度 (oc )

上ェtより.

Ts = Tc一Th - Tc

/UA (Th-Tc ) ¥ exp ¥ I -1 、IaiN

Jいなり，二次系蒸気IFは

Ps = Ps ( Ts )

一方.総括熱貫流係数Uは.炉心を PWRから高転換静水炉心l乙変更することによって起乙る一

次系冷却材条件の変化の結果，

U=Uo

{ 0.2 x (主lM+06+OlxfiL)仙+0.1 守

ーーー，、

『円 .0，

となる。熱出力が QTの時の一次系冷却材条件は.第 2.2. 2節の手順で計算される。以上の式を

同時に満足するKを求めるととにより，炉心熱出力減少割合が決定される。

本計算K用いた QT.O. Mo. UO• ps.o及びAの植は Table 2.2 IC:示されている。

-11一

JAERI-M 88-224

2.2.6 i i t f t a - K : GAPC0N-THERMAL2-HC * » ' 7 ^ -W-^-HfUlctt, GAPC0N-THERMAL2 =J- K£Mlc, D N B R #?• {/? ffl

KCOBRA-'a\C^mWtltz^-^y'&mîAt!tt^lc, k$©tSfiN ^y/mi-, %'xift ^mm. JHfH^ffi^ ^ iij/jU L /; =" - K GAPC0N-THERMAL2-HC £MWc„ * = -\-'V>mWlUiim3lc,]<ltZo

2.3 &A v i J ' j A S t ' / l / t A a c a S

m&Man.^ =? / - ? • * - * M £**!>sicfotz->x, *;j)ffj£tA~- 'J *AH-: £7-1/7-^Li&k'xi t&&')U1>&Z>o &W%X{i, 2. 2 ffiiTii^: GAPCON-THERMAL2-HC 3-K^-ffl^

® «*«.«&£( T, , n a x ) i)mmu&zmx.u^0

BM-mmumtt. M«mm2550°c, 50 GWd/t$«239o°cT*>-5o i « * 7 > t AWM:©$IJ

PMiMi. ^Wit^^Hfi lkAl^ 'SUS 304ffliP#jy KT-#>.S£i,^*ft-J:*J, WT-'»«toi£: UHiLfco

2 ff t P„»x = — 5 — x 100

CCTf. P, r a x : WKfiH:' ( ks/crti )

0 : nÂ-|Sllt>^(ka/id) t : mfS'Smm ( mm ) D : Wmftft. ( mm )

SUS 304cDSufi&"(i325°C-C"*)40kfl/mi(f2'i,-(:**îi, 0 = 13.3 ka/nnff. tfz, t=0.4mm, D=10.5mmi ' r -5i P m a x (;*#? 102 kp/crtf ( #J100 atm ) £ & £ „

H ^ I » * * * ( ¥ i 9 W * f f i * > i O t t 3 5 G W d / t £ L £ o *•*-"MStWTW;. *•? h f t v * tomtit, JftW&ttJziQtil'feZtlZF^H (£*£'£ I tzo i * o T , *§ tgT»i*-y h ^ + y ^ ^ H -f (i*p*l>-°7 ^ - ? l t # c # L T 1.5~ 1.6ffliEPfl©tf (htt^-Cl 'So GAPCON-THERMAL 2 - H C 3 - K T ( i . / l ^ t i W , *KJ&fiJj^£+* h ^ + y ^ M c f t L T l t g L T ^ S i i *»£. ft*IK«3thL«*ttltlJ35x 1.5 — 1.6GWd/t i « i T l ' « , Cft l i , gSWii^HSHfF 7K'Jplcfc^5^1i)Ki9(ii L « » l t i « A K ( 9 Hi l«*Sf i?©Jt*^ 1. 2 " 7 J * £ C ££-•%«•*-* £ , § ^¥^ f f iO ft L « $ S 43 ~ 47 GWd/1 fcttlS L t l ' S o

• r - ' M ItP:©*Sm£Fij?.2.2~2.8 l c^ - r o Fig. 2.2 {i7°U7-A&( L P ) £ ' * 7 ^ - 9 i L T , MA^'JOAff^JftflriiizglgC T f m a x ) , f y f f i ( p r e s ) © K l ^ ^ ^ L T l > S o Tfn.axiiSA^'Âffis^vu-T-Aîcti^nii^sjp^n-r. i^-rn©ii^t)i9oor.JiiT

- 1 2 -

，qf島if--AAlk--一，

ι

F

T

JAERI -M 88 -224

計.~:コード :GAPCON-THERMAL2-HC

本パラメータサーベイ計算IL:は. GAPCON-THERMAL2コードを誌に. DNBR解析周

lζCOBRA-llI Cを附略化したルーチンを組み込むとともに. 1:述の機能(ポンプ特'1'1:.蒸気発

生器特性. )f:m評価等)を追加したコード GAPCON-THERMAL2-HCを月H、た。本コー

ドの使用法は付録 31Cぶした。

2.2.6

封入、リウム圧とプレナム長の決定2. 3

mlj氏}J特例:パラメータサーベイを始めるにあたって.初mJN人ヘリウムIFとブレナムH:を決定

する必裂がある。本研究では. 2.2町Jで述べた GAPCON-THERMAL2-HCコードを周し、

予備的サーベイ計算をねい.その結果iζ足ついて.炉心パラメータ(ビン係，炉心高さ.線出力

密度等 )IL依らず.一意的iζ封入ヘリウムIf及びプレナム長を決定した。

燃料の設計制限としては次の二つを巧-えた。

燃料最高漏度(T f rnax )が熔融温度を越えない。

最終プレナム内IF( P ，，'s )が制限債を越えない。

燃料溶融i鼠度は.--K照射時 25500C. 50 GWd/ t燃焼時 2390

0Cである。舷終プレナム内IEの市IJ

¥ノ1

( (2)

11則前は.被樋n'にかかるrm長Lr.;})がsus304の耐力以ドであるという条例1より.以下のように

2σt Pmax = -=-0 x 100

算出した。

Pn"" 街IW~内 I{ ( kg/cni )

円!司1i向応力(kQ/耐 )

被穏管肉厚(mm )

σ

こ乙で.

被m管外径(四回)

SUS 304のSu舶は 3250Cで約 40kg/mIÌf~)であるから， σ= 13.3kg/mni，また，

0=10.5聞とすると Pmaxは約 102k!l/cnf (約 100atm)となる。

目標到達燃焼度(平均的単位セル)は 35GWd/tとした。本サーベイ計算では.ホットチャン

ネル因子は，沸勝条件より決定される F~H Iζ設定した。従って，本計算ではホットチャンネル因

子は炉心パラメータに依存して1.5-1.6の範聞の値となっている。 GAPCON-THERMAL

2-HCコードでは.プレナム内町，燃焼温度等をホットチャンネルに対して計算している乙と

から.最大取り出し燃焼度は 35x1.5-1.6GWd/tとなっている。乙れは，標準的な高転換野

水炉における平鈎取り出し燃焼度と最大取り出し燃焼度の比が約1.2剖である乙とを考慮すると，

目標平問取り出し燃焼度 43-47 G W cf / t IC:対応している。

t = 0.4田田，

D

サーベイ計算の結果を Fig・2.2-2.8 Iζ示す。 Fig・2.2はプレナム長(Lp )をパラメータ

として.封入ヘリウム圧と燃料最高温度(Tf max ) ，ピン内圧(P res )の関係を示している。

Tf maxは封入ヘリウム圧及びプレナム長にはそれほど影響されず，いずれの場合も 1900"C以下

であり， 112務過負荷時を考慮しでも溶融点以下と考えられる。一方.ピン内圧は，相方に大き

。4

JAERI-M 88-224

mm?]%ii*(ffl4ilC%->}< ) f ' l i , M A ' N ' J OAJI' lOatm T 7 ' U *• Al*fa 68 cm, 20atmT'fa81

cm^..£'Jl*T*So ttfc. * l « l 0 ^ t ^ ' C - F j i , © '£{ t ( i 1 M K T * 0 , faFj„- 1 . 5 3 i « o t

t - ^ S o

® l t i # £ ' * 5 > - ? i L t>f<L/ : f f l^ F ig . 2.3 -Cft&o CWSJfr. WlUj/j^kw/m ffl/jll-f S C

i i c j ; 0 . F J H t i f a l 3>iWi'>lT^Srt<, T f 1 I l i l x (4 fa l50 o C k . W t S , ,

F i g . 2. 4 ( i ^ D i ' . ' ; i ^ ; l ' ^ ° 7 ^ - ^ i L / ' : ^ A T * > § o t©*«fY, . t t S M i t W i i ' t ^tfiVMII

# * < ' M < ttO'fcbJJFP fi t fc 'M < ttSffl-et-xfiHItifJH teS0 iSlc T f „,;IX I d a L T ( i , +

• y F ^ - t x ? ^©l i i jffiiSWWSl] ( iVW&ftJ: fj F J H ft A § < T' £ 5 ) -r 5 ©-?, *H-C> ,;•;, $ A<

i&^VttftmKteZo htefrlt, F j„ (i'JtPiki&'S 2 m S O ; ' 3 raT^Mtll. 58 i 1.49 T * 3

( 7°u-^- A M f e S t t l i ' J ^ l O o 2 mfo!>3 m ttZC£lc£<Q. t'sfalf. (ifa 15 atm tJMllL,

T f m a x ( i ^ l 0 0 ° C f g F ^ 6 o

F i g . 2. 5 l i b - y f 7 f ^ ' 7 > - ? i L / ; ! # & - ? * S 0 e :/?$#!.;]—4" £>(}', t" . y * # * £

l ^ ^ i P ' D f - H J l ^ / h * < «<9*fc7.-b^Ôfflîn*gKffl;^lKfll]-t'5©T- F J H £ A £ 

<il2mmf<:i|'fl[]-f S £ i K J ; - o ' C F J H i i f a 1.53 ;)»£ 1.61 ICiM/JllLT^So

F i g . 2. 6 l i t y j ^ / s - 7 y - ? £ LJt«Jf>-C!*>-50 CC^j i t i l i F J H ICI58 L T t".y -f i i t f ic te

o T l ^ S o L ^ L ^ A ^ « ^ f > ' © H l - / j f t ' i a , ( gjJII iVj^lS'TIi^^ ) a<|.i)H$|c&«*)S;ttf>lc,

T f m a x S t> ' fy |A]H- ' s©«J^{ i f . y ft® *.&%>•& £<0 fcA#ô F J H l i D = 8.5mm, 9.5mm(C

WLT, -e-ft-en. fa 1.59 i 1.53 t ' ^ t i > 5 ,

7°u±AM ;£-^x.fc^F©^BWî*/. ,WW :.^©SJ»«- Fie.2.7 £ 2.8ic^-f 0 Fig.2.7 *»£,

*IH : fI( 4 P T ) i ' ^ ' l l ^ J i J ^ i i ( U m ) I C o ^ T J i . 7" U •)- A & £ 5 0 c t n ^ 100 cm K LfctB&fa

5*©s?p^*.^n-5o W k © ^ 0 ? ^ - ^ ^ - ^ ^ © ^ * c S - ^ T , ifA^'J '>AH-:S0Vu^-AM«-JilT©<J:-5»c

nX»E L fco (i) M A ^ ' J 9 A R : ( J 10 atm i + So

F i g . 2 . 4 ^ , ^ Â/7 :^'f |3;î3i"<il4t">'rtlf^{fi:< tt * m 4 F , f « | S ] ; ^ £ > f t S l*>

LUftt,, 10 a t m J i ( T K L f c l § £ . T, m a x ©iiflD, P C M I © i ; £ P , t S S f O ^ ' J - r i ©

B?P**«f ST- i < £ < t i « C i *<?.« 3 ft So

@ y'Ui-^lHtl m i l , ±SSieiJf<o

i) 7 ° i x ^ - A r t E ( i 7 ° i ^ ± A i i © l 5 J : S ! A ^ T i i / j : < - 7 - u ^ A ^ f i S ^ ^ i * f So fi£~>T. J; D

ii) fi|iI$H&!f ( ^ p J ^ * f i [ - b ^ ) * 3 5 G W d / t * M i 4 5 G W d / t lct6i%&, f^&uik\

m-etefa 18 kw/m £tT-giai:fr£it2in-e£ So

- 1 3 -

JAERI-M 88-224

く依存し，封人ヘリウムIE及びブレナムH:の決定には.こちらが支配的附子となっている。この

熱流力条件(凶q1lC.表示)では，封入ヘリウム11'10 atm でブレナム iてが~68 cm， 20 a t mで約81

cmが必安である。なお.本!文lの計算で FJIIの密化は 1%以ドアあり，がJF' J 11てト 53となって

いる。

線111JJをパラメータとして示したのが Fi，g・ 2.3である。この持.l{';，紛tl1JJが2kw/m li"IIJ1l寸るこ

とにより， F' JUは約 l勉減少しているが. Tf 111"> ，よ約 1500C1:川する。

Fi.lZ. 2.4 は炉心t!?i さをパラメータとした糊《である。この比~fì ， If.'; さが I!~ ~、ほどヒン的~?/Il

}Jが小さくなり!L:.t&F P f.t も小さくなるのでピン内Ifは fl.~ <なる。泌に Tr川 "ζ|刻しては，ホ

ットチャンネルのtM1i和宣がTroJIJ(が1:峨条件より FJUが大きくできる)するので，力i心1fJ1さが

低い時が厳しくなる。ちなみに， FJII はが心fi7iさ2m及び3mでそれぞれ1.58と1.49である

(プレナム長依存性は小さ L、)0 2 mから 3mとすることにより.ビン内町は約 15atm 榊加]し，

Tr ma>は約 1000

C低下する。

Fig. 2.5はビンピッチをパラメータとした場合である。ビン係がIliJーならば，ピッチが大き

い方が炉心Ff摘が小さくなり単位セル当りの冷却水流鼠が地り11するので FJHを大きくとる乙と

が可能である。従って，ホットチャンネルの Tr"，，，X及びビン内11'は別加する。ピッチが11聞か

ら12mml乙増加することによって FjHは約1.53から1.61 にWIIJIJしている。

Fi，g ・2.6はビン符をパラメータとした糊代である。この剣'J*は F.lIIIC閲してピッチと逆にな

っている。しかしながら燃料ヒンのtl¥1)¥判定(紛/IJ11術Ill'ではない)がIdJ時に変わるために.

Tr "'叫及びピン内Ifへの影響時はピッチを変える場合よりも人・きい。 FJUは0=8. 5 mm. 9.5 m聞に

対して，それぞれ，約1.59と1.53となっている。

プレナム長を変えた時の冷却材熱流力特例:への影轡を Fill.2.7と2.8Iζボす。 Fig.2.7から.

最小 DNBRと沸騰条例・lζより決まる F，11~ はプレナム長にほとんと ljE宇野されない乙とがわかる。

全月:損(J PT )と炉心平均流速(U'" )については.プレナムiてを50cmから 100crnにした場合約

5勉の影符がみられる。

以上のパラメータサーベイの結巣こ滋づいて.封入ヘリウム1-1:及びフ。レナム長を以下のように

設定した。

(わ封入ヘリウム11:は 10atmとする。

Fi，g・ 2.4から，ヘリウム汗が低いほど燃料ピン内!干が低くなり良好な傾向がみられるしか

しながら， 10 atm以下にした場合. Tr maxの増加. PCM 1の影響，被覆管のクリープ歪の

彩響が無視できなくなる乙とが予想される。

(わプレナム長は 1mとし，上部iι荷〈。

上記の値i乙設定した珂由は以下の通りである。

1)プレナム内圧はプレナムnの設定からではなくプレナム体積から決まる。従って.より

細筏ピン，より高い炉心長の場合にそなえて余絡分が必要である。

ii)到達燃焼度(平簡単位セル)を 35GWdハから 45GWdハにする場合，プレナム長 1

mでは約 18kw/mまで線出力を増加できる。

13-

F

JAERI- M 88-224

q L = 1 6 k w / m , Bu = 3 5 G W d / t . L P = 1 m — %•) 68 atm

Bu = 4 5 G W d / t - #J 85 atm

Bu = 4 5 G W d / t -» *•> 105 atm

MW-r-(i, mn^lsv h i l S » f f 0 4 - > •v7'[iSffl PWR i[n]L; 0.085 mni L T . F P ifx

S f r m s U i t t H l l o S L f c i ^ f f l ^ - O ^ o FiR.2.9 ic, * > - y 7°*Bi FPSftHiKcofcl;«?•>]•< L

^o #K±ff la*FPtff t i£0Jt«-c ' . — •—***w*f*ff i f f lLfc»r t iJ :®«^r . - v - «

F i x ) = 30.1 + 1.880 X - 0.01804 X2 + 7.828 x 10"" Xa i. X \ 70 )

F(x) = 100.0 ( X.,-70 )

F(X): mmi%) x : mn'm^mmtg (MWd/1)

£ffl I, >£*#£•-£•* So *KlT'gfi(i, 4=-'+ y y * § £ 0 . 1 ma ( - - x - - )*> t , ;£gU IC&£,f t5

0.003 i n ( 0.076 mm) t Lfclf & 0 S f b £ < n L T I ^ So fcfc. 0.085 nun © ) # & £ • T ^ Ltza

- 1 4 -

JAERI-M 88-224

QI.=16kw/m， Bu=35GWd/t， Lp=lm →約 68atm

Bu = 45 GWd/t →約 85atm

Bu = 45 GWd/t → 約 105atm

本計算では.燃料ベレットと被樹符のギャッフ。は現用 PWRと|五lじ0.085聞として， F Pガス

股出式は付録 1，乙示した式手用いていた。 Fig・2.9'L，ギャップ耐と FP放出式のI;!;併をぶし

た。本図 t汚jiが FP欣ttJi¥の比較で，一・ーが本解析を使則した制t1の場合で.…¥/...は

高速炉の設計にmし、られた式20)

F( x) = 30.1 + 1.880 X -0.01804 XU + 7.828 X lO-ft xM l X¥70 )

F ( x) = 10 0.0 ( Xピ 70)

F (x) :放出率(勉)

X 燃料要素平均燃焼度(MWdハ )

を悶いた場合である。本図下部は，ギャップ幅を O.1 mm (ー -x一一)から文献 lにみられる

0.003 i n ( 0.076 mm )とした場合の変化を示している。なお， 0.085皿の場合を・で示した。

本閃からわかるように，ギャップ幅， FP 放出式ともに， Tf max及びビン内圧に大きな影響を与

える乙とから，詳細設計では両者に十分注意を払う必要がある。

14-

JAER1-M 88-224

Table 2 .1 S p e c i f i c a t i o n of 1100 MWe PWR p l a n t

Ou t pu t Thermal ou tput 3,423 MWt E l e c t r i c output 1 ,183 MWo

Thermal e f f i c i e n c y 34.6 % Coolant

Sys torn p r e s s u r e 157 k g / c m J

I n l e t t e m p e r a t u r e 289 J C O u t l e t t e m p e r a t u r e 325 °C T o t a l f low in p r i m a r y loop 60.1 Gg/h

Core A c t i v e core l eng th 3.66 m Equ iva l en t core d i a m e t e r 3.37 m Average l i n e a r hea t r a t e 183 W/cm

Table 2.2 S p e c i f i c a t i o n of s t e a m g e n e r a t o r

R e a c t o r t h e r m a l ou tput 3423 MWt Hea t t r a n s f e r a r e a 4780 m 2

O v e r a l l hea t t r a n s f e r c o e f f i c i e n t 5 .9X10 3 kca l / 'm 'h /C P r i m a r y loop f low r a t e 6 0 . 1 X 1 0 8 kg /h Secondary loop s t e a m p r e s s u r e 62.5 k g / c m 1

Secondary loop s t e a m t e m p e r a t u r e 277 '"C

- 1 5 -

JAERI-M 88-224

Table 2.1 Specification of 1100 MWe PWR plant

Output Thermaloutput Electric output

Thermal efficioncy Coolant

Sys tom pr白ssurelnlet temperature Outlet temperature Total flow in primary loop

Core

3，423 1，18:1 34.6

157 289 325 60.1

MWt MWo %

kg/cm2

.C Oc Gg/h

AClivecor白 Ieng th 3.66 m Equivalent core diameler 3.37 m Av白ragelinoar heat rate 183 W/cm

Tab1自 2.2 Specification of steam g自nerator

Reactor thermal output 3423 MWt Heat transfer area 4780 m2

Overall heat transfer co自rficient 5.9XI03 kcal/m2hcC Primary loop f low rat白 60.1XIO& kg/h Secondary loop steampressure 62.5 kg/cm2

Secondary loop steam temperature 277 ‘C

-15一

Table 2.3 DNB correlation

Correlation Ref. Range of application ( data base ) De P G X or JTsub Geometry

(clearance) ( Spacer ) (mm) (kg/cm2) (Gg/h/m2)

KfK 1 2.28-6.6 84.4-140.6 0.24-20.0 -0.45-0.96 Triangular lattice (0.38-2.29) Spiral, grid, ferrule

B&W-VP1&SU 2 3 . 6 1 - 2 1 . 6 8 4 . 4 - 1 7 0 . 5 4 .9 - 2 0 . 5 17-244 C T r i a n g u l a r and square l a t t i c e (EPR1) ( 1 .5 -2 .3 ) (4Tsub) Gr id

F i g . 2 . 1 U n i t c e l l w i t h s p i r a l r ib spacer

ー一一-~"一一一

DNB correlation

Correlation Ref. Range of application ( data bas自}

De P G X or .4Tsub (clear且nce)

(mm) (kg/cm2) (Gg/h/m勺

KfK 2.28-6.6 84.4-140.6 0.24-20.0 -0.45-0.96 Triangular lattice (0.38-2.29) Spiral. grid. ferrule

B&W-VPI&SU 2 3.61-21.6 84.4-170.5 4.9 -20.5 17-244 C Triangular and square lattice (EPRI) ( 1.5-2.3 ) (.4Tsub) Grid

Geometry ( Spacer )

Table 2.3

」〉伺勾】

174

∞∞l

N

N品

... e、

Unit cell witb spiral rib spacer Fig.2.1

JAERI-M 88-224

10 20 30

I n i t i a l he l ium pressure ( a t m )

150 „

Q.r = 3 4 I 1MW( I0n« )

P » l l u

D - t s u

V/I) - I . I S 1

l , c - 2 5m

q, - 1 6 kl/in

Fig.2.2 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs. initial helium pressure ( parameter : plenum length )

75 100

Plenum length (cm)

150 _ E

u a.

 ! •

rna P / D - 1.1 5 8

L c - 2.5 »

P„ e - 20 >tm

Fig.2.3 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs. plenum length ( parameter : linear heat rate )

- 1 7 -

JAERI-M 1l8-224

-s‘，Fぃド

ZVもrTれιlei-Lta'rLPt

回 HIIMW(lon.)

回 2.5鯛

圃 16附/欄

P/D- 1.158

回 11副

ー官s・・

Q.r

p

I.C

ql.

D

150 ~

E ・4

'" }

ω 』

ヨm CIl ω .. a ω

'" bO

-'" ロ』ω ・4ロ

Lp~50血 /“一一

¥¥/'"ば/

一ーユ_.-イ

2500

100

"，A

〉"，，""/

ιニーζ二/¥い国 100曲

2000

(Ur}

MR

嶋田」yh

50

30 20 10 1500

Initial helium pressure (atm)

Maximum fuel temperature and internal gas pressure V8.

initial helium pressure (parameter plenum length )

Fig.2.2

回 32~OMW(!' r..)

圃 11圃

- 9.5圃

QT

P

D

(

E -'" } .. 』

コm m ω 』

品

切

'" 100 bO -'" z 』

ω H

E

150

qL (附，...WI)

20 争¥....-- 18

6-.-6

25001-

auv auv

aU

9-

MR

・E-YH

(

'-' .

P/D・ 1.158

LC ・2.5鴨

P... - 20・t同110

SO 100 75 50

'500

Plenum lenglh (cm)

Maximum Cuel temperature and int・rnalgas pr・ssureV8.

plenum length (parameter 1 inear heat rate )

-17-

Fig.2.3

JAER1-M 88-224

ISO

- 1 0 0 bi)

a.

bo P

- 32 4 0MW( OIK )

tern

al

D

P / D

- 9 5 M

~ 1 1 5 8 c 1 | . - 1 6 k l / n

P M . •= 1 5 • tm

50 75

Plenum length (cm)

F i g . 2 . 4 Maximum fuel temperature and internal gas pressure v s .

plenum length ( parameter : core height )

Q T = 3 2 - 1 0 MW( !>!>*)

D - 9.5M

L c - 2.5 m

q L - I 6 hi /m

111 I 5 »tm

75 100

Plenum length (cm)

Fig. 2.5 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs. plenum length ( parameter : pin pitch )

- 1 8 -

JAERI-M 88-224

-EEE'rv脂FNEB-41i6'lbtLal--lιl

同 3240M¥V(Oft幅〉

~ 1 6同/'"

- 11 ・・圃 95..

P/D ~ 1.158

q 1.

P II• 回 1 5・1m

Q'r

日

F・150〔

E 回

目6-ω 』

ヨ

"' m ω 』

Q.

"' <Il -f 1 00 凶

-<Il z 」ω M

g

L C

3 M 告ー・・也

a5欄

2 鯛

、¥ ¥

2500

Il-ー・噌

-・司.円

ド

2000 ・ー

MR輔副桐

'H

50

100 75 50

1500

Plenum lenglh (cm)

Maximum fuel temperature and internal ga8 pre88ure V8.

length (parameter core height ) plenum

Fig.2.4

QT 回 32~OMW(!I r.~)

D ・9.5・・LC ・2.5..

qL 園 16同/同

P 11. -= I 5 • tm

2500

2000

'J

MR

・EM'H

50

100 75 50

1500

Plenum lenglh (cm)

Maximum Cuel temperature and internal gas pressure va.

plenum length (parameter pin pitch )

-18-

Fig.2.5

JAERI-M 88-224

_L

Q.r » 3 2 4<IMW( n >*) P - 1 1 1 !

l . ( , " - 2 5 m

q , " 1 0 k l / "

P|l. = ' 5 I tn.

75 100

P l e n u m l e n g t h ( c m )

Fig.2.6 Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs. plenum length ( parameter : pin diameter )

E P R I

--

P / D . 1 1 /9 .5

v « 1 2 / 9 5

A &• 1 1 / 8 5

i i

i

-

P / D . 1 1 /9 .5

v « 1 2 / 9 5

A &• 1 1 / 8 5

i i

i

1.0 -a s

SO 75 100

Plenum length (cm)

F i g . 2 . 7 Fj§ and minimum DNBR v s . plenum length

19-

JAERI-M 88-224

--hIドtL

，、it

a

l

-

ilili--!??'pik--

、

Q'I'出 32 ~ UMW( "白，.，)

F 同 JJ ••

1.(' 幽 25欄

q 1. 副 16日/'"

P.._ .c:::: 15 11m 11.

-EMg】

ω』

3m刷的

ω』且

ω伺国

『

伺

ロ

』

ωM巴

A

U

A

U

民

-

M

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》一一¥¥-.

Lハ¥

2~OO ・

，、u

MZE」waF

1 w_・ーー一一一2000卜 | ー

司--，

l・

50

]00 75 50

1500

Plenum length (cm)

Maximum fuel temperature and internal gas pressure vs.

length parameter pin diamet自r) plenum

Fig.2.6

円

凶

ROAM

同〉同由民白冨

1.7 1ー

QT = 3240MVI(95.) ].0

LC園2.S帽

q L回]6 kl/" 0.8 wー一一一一一一-~-ー一一--四国開司・・・・--句"] 6 ・ーZ4』

1.5 "ーー-.12/9.5

tr-.-I!. 11/8.5

100 75 so

Plenum Icngth (cm)

Fsj and minimum DNBR V8. plenum length

一 19-

Fig.2.7

JAER1-M 88-224

P / D

-» 1 1 / 9 5

-» 1 2 / 9 5

-A 1 1 / 8 . 5

70 <J T = 32< 0MW( 95% )

E 1 | .

--»-! I 75 100

P l e n u m l e n g t h ( c m )

F i g . 2 . 8 Pressure drop and average v e l o c i t y v s . plenum length

U 2400 P = 1 1 «•

D - 9.5 • •

P / D - 1.1 5 8

F ^ H - 1-6

F a •= 2.4 1

35000MWD/J (1000R) 100

10 20 30 Initial helium pressure (atm)

F i g . 2 . 9 Ef fec t of gas r e l e a s e models and gap widths

- 2 0

JAERI-M 88-224

，t1tpktft

白

L

r

lP/百

--11/9.5

8.0

"。

おー一一蜘 12/9.5

/!r-.ー吋!l. 11/8.5

Q，.回 3240MW(95世〉7.0

LC回:t5桐

q 1.品 16kl/問

(働¥匝)，e口

ーー~-一一一ーと~t:.一一一-t:.-ーー・「

10 ・一

(只)

L

F

仏

4

ー-ーでト_w-ー戸ーーーーM

6.0

，ーーー-ー一ー-t:.一一一一一一一ー~~日一一ーー巴・ーーーーーー'-6

60 ・一

一一-.-:-=::三=二了一ー15 100

Plenum lcngth (cm)

50

Pr自ssuredrop and average velocity vs. plenum length

国 11 圃

ー虫s圃

P/D- 1.1 58

F"¥l・ 1.6

Fq = 2.41

Op ・1.0

P

D

("EU6』

}E22包

Z凶

-EL25

200

ー・ 150

35000 MWD/t (1000日}

100

QI.圃 18同/m

p J7乙

コK

G:plw:h !一一ーずーーー--}，.-;/-

L円。ンみ/" "。"" ""・ 0.085圃

/ク/一一一一/-./

R'

Fig.2.8

FP releasc

FsR

B晶、v26001

0.016 mm

2~ 00 ・ー

2200

2000 ・一

(υ

・)KEU』ト

1800 ・一

30

Effect of gas release models and gap widths

-20一

Fig.2.9

JAKRI M 88 2 24

3. ^ 'Jp -i> 8? #f t ¥• iff. -fe ^ * f ^ <z> S *'i fk <?) tfc ri'-j-- HCLWR J 1 «^<7>#ffr

^ ^ W ^ ^ j ^ ^ f e ^ t p . L ' H C L W R - J 1 ^"-H/'^-ERO^ffTCOBRA-HCI-WR i -- K>f-lll

ffiL, - v / - ?^-'<< llt-1S(CfflÂ;fPf.y+^^-e-r^(7rS' l'it't'^»*^-tô ' ;&, COBRA-

HCLWRa- K(i, rj;< ffli^nti'S + ^ i - > * >\,wwx->~ K C O B R A - I H C •> - K"°^>£

•i, i£^»ttft£*-tj-x.SffilStW X fr.Crt.mftM

f t + 7 ' f t >Z'H?'i'*:?%ffi L t l ' ^ o * 3 - K <£>[&& • %<X:£kfkTJ-y x r f t + T ' f t >- * ^

3.1 HCLWR-J 1 $F/0

HCLWR- J 1 #<".6£>£@i£/u£ Table 3.1 i 3 . 2 K / / ; t , / 5 > ^ i L T f i ^ - ' t T l d i B L / - . i i P W R 7 7 x h * ^ 5 , a y , f s i i g i c s m t y , «*47-fe>7u8:of*p£.ico^Ti!E

«*4(i P u 0 2 - U 0 2 T' Pu omitSU 6. 5 ~ 9 &"T<fc30 £O&lfc&mtt 9596r&Z&'* is? t-iDr < -j >3-3f*:%?LZ§396ttZ>o MWt' yScO'$J*47-fe y 7"'J ©tt}f£ Table 3. 2K*-f 0 * / ; , Fig.3.1 ic«$7-fe y 7"'J £ ; F ? - 0

^.D(i301{*O^^T-fe V7'U £JxtWftJ;Oit/jSc£ftSa ZOfiWlfklt 223 cmTiSc *p '60SJJ!8«l£&tf«#©i'-t ' 7 7 ' J > ' ^ ^ - v ^ F i K . 3 . 2 i 3.3 IC-ett-E-'.ft^-f,, Fig. 3. 4 i£ltip-\L>fi<¥-ft-*4 ? i\'\c&Ltz'&<b%t.k>W5ft¥-*'s-7<0*.& < te-S'PSj-'M 9>\sW& OtiJ737>*5-^LTI.>So ttfc. i&7jfa&M:}tiiti£--?W 1.55 © & & # * K ( £ - 5 k C f f

(3) € o fft 7 U 7 - A l ( i lOOcmi IT^L-.tSBlCif <„ *py(l"i$teH:/Jfi 159k 8/cii (HDSffifi 325 °C

gillcfifFflSL^ô UU&T-* y*;tsWcommicttfr'b<Dftmc'%l}-Lt£^mtik,'-iy Vfrffi. »icfln>LT^5 (Vmm?* y%>^^'<y b'^mZ&&\W£)]a?iZ> )o *^»c , J»#|pjflt*i©U

- 2 1 -

224 r-，I i¥R JAERI

-聞nrトlU330吋4stf

戸‘}Ehp'lfE

全炉心解析と単1¥;:セノレモデ、ルの妥吋'門!の崎北

HCLWR. J I炉心の解析

3.

j 、|、ふ III標 J学的な関?幹β;事I‘撤 .ti:î • し、 HCLWR-.I 1 . .tJ i心情)~取りあげて CORRA-HC LWR

いてか心狐流力特件解析をffう、とこでは. トJと...f.:ヲートJ の摘んli'li1Iiれ什 1'1の7・めのへ)J'・}

メータのJトJ):結果lと':%，ます膨織を評価する主と LIC 櫛Ji IÎ'lïntれの鍬流 }j 中'it'I:Y: 岐 a'J:;f~ 暢キ，ì)~

f而しラメ . -'}サーベイ J十慌に昨1し、た巾(ケセルモデ jレの安吋fll・4号検討する什 t;.お，

HCLWRコード'1.rJ: < mし、られているサブチャンネ Jレ解析つートC:OBRA . mCI .

iと，以 flζ ぷす.rMI の公良・修 lド ~f l'し、尚

CORRA-

ドi的キJ占

臨界，i!¥流lおそうえる将i関式

炉心fH員評価Z J

水の物件fu古'3，

一次系ポンプ特性〆二、

ーノ

本章の計算においては，燃料アセンブ 1)ーを一つのサブチャ J ネルとして取り倣うラ J プまた，

イヒサプチャンネ Jレモテソレを係mしてレる。本コードの改良・修正灯、及びラ Jプ化サプチャン不/レ

モテツレの詳細，必びlと使用法はそれぞれ付録 2及び4，乙ぶした。

プラントとしては第二号室で記述

HCLWR-J 1炉心

HCUVR-]l炉心の主要諸止を Table 3.1と3.2 Iζポす。

した標準 PWRプラントを，考える。以下，鮪単lζ燃料ヒン，燃料アセンブリ及び炉心について述

3.1

べる。

燃料ビン及び燃料アセンブリー

燃料は PU02-U02で Puの富化度は 6.5-9 ~杉である。そのE評論密度は 95~杉であるがベ

レy 卜のディッシュ等を考えて93%とする。燃料ピン及び燃料アセンブリの仕様を Table

11¥

3.

2 1:示す。また， Fi疋.:-1.1，と燃料アセンブリを示す。

炉心情成及び出力分布(2¥

炉心は 301体の燃料アセンブリと反射体により機成される。その有効長は 223cmである。炉

心の初期借成及び燃料のシャ y フリングパターンを Fi${・3.2と3.3にそれぞれ示す。 Fi${・3.

4には炉心が平衡サイクノレに透した後の愚も径方向ピーキングの大きくなる平衡サイクル初期

の出力分布を示している。なお，的方向出力分布はピーク傾1.55の余弦分布l乙従うものとす

る。

その他

プレナム長は 100c由として炉心 t都に置く。炉心運転JF力は 159kgl cnl.出口温度は 3250C

とする。バンドル外周の側板による圧力損失は，形状圧倒係数}ζ含まれているものと考えて特

別には評価しなL、。制御俸チャンネル等の直接には炉心の冷却に得与しない流れもバンドル流

量iζ加えている(制御俸チャンネルもバンドル流路面積に加える)0 さらに.横方向流れの影

-21一

(3)

JAERI-M 88-224

mtmnW!^^^\c^4^^mki\2%tLtz0 Ctllt, GAPC0N-THERMAL2-HCIC &&<*7 t-9+y-Â gtîcfctf Sfe'ffi 5 « i O M * ) * # < ft -, Tfc <3 , ,#)5(t^WlClifi!i

3.2 2/<VK^ :E7 rÛ|C«fcS-y—^-ffHp:

(1) ?Hffi^&im£!MRj&

r^&mmitzmsitti, ^0^®^"^-?ico^Tii^-rL&iKfis^fflr^^Sf-^51it ^ t ' b ^ ^ o (S-oT, ££6 ft { * & £ # * £ L T A ^ ' 7 ^ -?0ff l&ffftW£ffoT:fc< C t It S-f :T-* §0 * JttfWfaMft©SJPK[ig IT<b, £*p^0$#[S] e - * y ^ 7 > - ? £ L T $ ^ L M W . 0 « £ ^ J 1 I T f c < C i ( i l g - - e * 5 0 WJ-.©iy?>t>, Fig.3.5 ft 7j"< t «fc

IT -J fco M/rft It, 7 > 7Mt^ v'f- + y # ^ -rVi/£$ffl L, - # £ • * •> h f + y ^ ;i>W:f F J H ® * ' v H^'v K ^ £ L, fr//©!ii^ffl6(i2 - F j H £ Lfco ,^ffli^ Z mUMtfttAttK® & © T * 3 0

• DNBR

7 J < 0 » t t £ L T l i ^ / g • H:VjK<fcfr:Lfcff£ffiffl Uz0

Fig.3.5 io7<iKT.o©^s|4m£&FBlT, ^ . ^ [ S i a i ^ t " - + y ^ ^ g ( t ^ - ^ W J C | i 5 E ( F 4 H = 1.5) L, MT®'<7 * - 9&mtz&tzm®mfcjmfe<Dmit&&za

ff^ffitt^^ £51 fa CD fc © T * 3 o '<v * - 9mWit L T i i 0.0 < K j J < 1.0 T * S o ii) &ijft&sba'*7j-9 s/i

Fig.3.6 t S i ^ n ^ a y h a-j],#<) i - A © $ g S £ t t & f © t f cT*5 0 I K o l ^ T

##xî6©^°7>-^-9---<^trnffitemm-emizitzant, COBRA-HCLWR T( i , * v ° - > 3 y £ L T , ^B^-S-^f 1 * y*A>§icS£ J £ A # - f .S<:£ic«fc0, ^ + vxjuffl&ica- KrtT-gHjWlcgai-rSCifcnJfi lT** )o iii) S I J l E i l i ! * ' * ? * - * fT

£©'•?? * - ? & , ^t>^ZttM.-f7 > V /\s&.t&U<o><7 * - 9 t-%x.y3n%o '&-? T fT = 0 .0©i f^ ! iSL» i t ( c c J ;5S^( i iy5 ' ^ t ° -©^(cBl l^L , ilf&MKiiBg&Ltt <-\, f T = 1 . 0 © l # £ f ; i i y ? n , t ° - £ i I i S f t l c | I ] f i « f f l A # £ T ^ - r £ o

- 2 2 -

1AERI-M 88-224

響が現れ易いようにバイパス流掻を12%とした。これは， GAPCON-THERMAL2 -HCに

よるパラメータサーベイ計算におけるf!Ji定 5儲よりかなり大きくなっており，熱流力的i乙は極

piIttZ

IP-tJ6

めて厳しくなっている。

2バンドルモデルによるサーベイ計算

評価する諸鼠と評価方法

横方向流れの計算に影響をリえるパラメータは，一般には，椴縦:U重から決定されるが，側

密格子系lζ対しては利)jJできる実験データはほとんど無い。特IC，ランプ化サブチャンネルモ

デ1ルをtUiした場合lとは，幾つかのパラメータについては必ずしも IF.憾な伯を決定で・きるとは

かぎらない。従って，単純な体系を対象として人力パラメータの感度解析を行っておく乙とは

3. 2

(1)

重要である。また横方向流れの影響iζ闘しでも，全炉心の径方向ビーキングをパラメータとし

て熱流}J特↑斗の概E告をf1.':躍しておくことは重安である。以上の観点、から， Fig ・ 3.5'CïJ~ すよ

うなこつの燃料集合体バンドルから成る体系を考えて，以下の二通りのパラメータ感度解析を

行った。解析には，ランプ化サブチャンネルモテツレを採用し，一方をホットチャンネル附子

F JHのホットバンドルとし，他方のIfj力割合は 2-FJHとした。評価する熱流力特性は次の

ものである。

.DNBR

. {令却l材温度分升1

• i令去[J材流鼠及び速度分.fli

水の物性fi古としては温度・ IUJIζ依存した値を使則した。

名橋パラメータの効巣

Fig ・3.5Iζ示す三つの燃料集合体間で，径方向出力ピーキング係数を一定値に回定(F4H

= 1. 5 )し，以下のパラメータを変化させた時の熱流力特性の変化をみる。

j) 横方向流れ抵抗係数 Kjj

横方向運動島方程式IL現われるパラメータで，隣り合うチャンネル閣の流路ギャップの

形状抵抗係数と類似のものである。パラメータ範聞としては 0.0<Kjjく 1.0である。

jj)横方向運動量パラメータ Sfl

①

Fig.3.6で定義されるコントロールボリュームの傾Sと長さ 1の比である。 lICついて

は正確な値を決定する乙とができない。特IC，ランプ化ザブチャンネルモデルでは，物理

的にその定義が困難であり，通常は近似的Iζチャンネル中心開距離で代表する。 ζζでは，

参考文献16のパラメータサーベイと同様な範聞で設定した(但し， COBRA-HCLWR

では.オプションとして，各隣り合うチャンネル毎ICSとIを入力する乙とにより，チャ

ンネル間毎にコード内で自動的に算出することも可能である)。

jjj)乱流運動量パラメータ fT

乙のパラメータは，いわゆる乱流プラントル数と類似のパラメータと考えられる。従っ

て fT= 0.0の場合は乱流による混合はエンタルビーのみに関係し，運動量には関係しな

fT = 1. 0の場合はエンタルビーと運動量lζ同程度の大きさで寄与する。

-22-

L 、。

JAERI-M 88-224

IV) ffl3$\m&m'<7 J - 9 GK

V) SL'flt ; + •> v '®tHMjS; W COBRA-HCLWRICli, t35flr*'fsm> ^Mi^ttTI,'SI'HWSficD fflIK] iU< MS S ft

SK • G £tfi^3„ (iifih'iVO.Ol ~ 0.02 IM"?* *)!><. ^ r f t t ^ t ^ ' V t f * T-(io. i f f l o X ^ i « l t i i ^ < : H * 5 o ia±*^j, »-7>-?©«u[ffl wK©ct-5ic&seLfco

K i , : 0.25 0 ^ , 1.0

S/l • 0.25 0 5 , 1.0

IT • 0.0 M G K : 0.0 M ft • 0.01 , 0.02, 0.1

T^ffltt^fciflil'FWi L £*>©-?*§„

2'<y K^*x^TftLVl"]t'-* v?'{MSt£ 1.0 A j 1.5 t TtSjx. £ C t K J; <9 . •tA'N

C ©H£, £«"? 7 / - 9 ita Tfflfi £ L fco

KrtTf@»»£«**lfctt ) Kii 0.5

S/ i 0.08 ( fflL, ^

fr 0.0

G K 0.0

^ 0.02

(2) *SJg£#g ® &9.'-*7 / -9 <*>&]%:

Table 3.3 IC&H^ih, * * . »£fi±f2(l)©®TTil£*teL*:^7 / - ?©*1*

ttIC a £/,£«**£;?.«<. \, »S|S|iiftl"f7>-* S/i £0.5 £»*ICLT 1.0 £0.25

icggx-jtift -. &ifc^#.(i&£^ v£ftb4-v^\ s/i = 1.0 ^ i * * ^ * * 815-?©»;£

2 3 -

jAERI-M 88-224

IV)径方向熱伝導パラメータ Gx

熱伝導による熱量輸送lζ関するパラメータである。このパラメータも~i実な決定法はな

く.通常はチャンネル中心間距離の逆数で近似される。

V) 乱流ミキシングの相関式 W'

rrtlfill-f

COBRA-HCLWR には，機擬実験等から挺Pf¥されている問符1矧の将1関式がlIi怒され

ているが，向転換がのような欄積三角ピッチの体系に対しては.どの相|間式が適切である

かは明確・でなく今後の実験lζ依るところが大きい。従勺て.乙 ζ で(j.li~ も rl\純な W' ~~〆

Sx・G をl司いるo ftはi必'm'0.0 1 -0.02料瓜・であるが. ランプイtサプチャンネルモデル

では 0.1限度の大きい他を刈いることもある。

以上から，パラメータの純[射を以ドのように設定した。

1.0 0.5 Kj) 0.25

S/1・ 0.25 1.0 0.5

0.8 0.0

0.5

0.01. 0.02.

0.0

fT

Gx

β -nU

下線の付いた伯ーは評準11自としたものである。

出力ピーキンクポ係数の影響

2バンドルモデ、Jレで係万向ビーキンクu係数を1.0から1.5まで変えることにより，術JifIij

流れを考慮した時の熱流力特例:のビーキンク依存性を将価した。

②

乙の場合，各椅パラメータは以下のl~i と L た。

0.5 Kjj

Sll コード内で自動設定された僻)0.08 ( mし，

0.0 T

K

fGd'

。。0.02

結果と考察

各種パラメータの効果

Table 3.31ζ結果を示す。表中，基準とは上記(1)の①で下線を施したパラメータの組み

合わせを示しており.他のケースについては変化させたパラメータのみ示している。横方向

流れ抵抗係数 Kij.乱流運動量パラメータ fT 及び径方向熱伝導パラメータ GKは熱流力特

性にほとんど影響を与えなし、。横方向運動畳パラメータ S/1を0.5を基準iとして1.0と0.25

11:変えた場合，熱流力特性はほとんど変わらないが.S/l = 1. 0で1ま炉心中央部での繍方

向流れが8銘増加する。

乱流ミキシンク‘パラメータβの変化の結果，熱流力特性11:幾分変化がみられる。 ftを小さ

くした場合iとは，チャンネル聞の乱流混合が抑制される結果，ホットバンドルの流量が減少

し，出口エンタルビーが増大する。最小DNBRは. KfK相関式を用いた場合は低下し.

市品。Z

M

(2)

①

JAER1-M 88-224

E P R i ®mA.-?ii..mt &&£)&& z>nz0 p*x% < LfcttJftii. ** >*;u|ffl©ift&

EPR I TlifftT-rSo /?£ 0.02 A»£ 0.1 Id L *:*§&©* + >• * ^&1iff',} flj £ #//|f,]tf£ft # * £ , * n ^ - n Fig. 3. 7 i 3 . 8 I C / i ^ 0

SE©$W»ffiA^3:ftSo L*>L. CftliUnffrKttStC/>#-*& i^©T. 'Hfec.wMciR & «• [«i, ^ tz •%%&•&$ r- *> h -5 o

Table 3.4 <C &=&*•/]< t o * # i k ift'hDN B R ©flH)®i.t*£ (i, t - * y ?%& 1. 0 © k3ftfflfiSlt*H- S l t - e * So f - + y ^ £ J f l * £ tf fciSftKliîfiitt^MitM Dlt^T-Wflll

{i-f-C^So L ^ L & r t ^ , fti/jfa^ft^fflte-JfiiLT. C©tt^lirSJH ( MDNBR Tfft H ) C i i t J i t l ^ o ( U / j t - + y ?'£M/.hDNBR £©IMI#i£ Fig.3.9 fc,]<-f „ * 3 t 3IUiJ©fiff i lOO&£teoT^S0T-l]2%l$©|T££LT, 1.3 x 1.12 $-112 %m%-t L

^ K M i £ * - 5 £ . \\\)}V-±'s7i)i\.b ( m)jO«> KMiO. 5 )©*4Jft, Fig.3.7

A^W*»5«fc-5fcr.o©'<y K^ l i i lT i i ^Ss r . o i l lU /M '^^ ' l -UT^So F i g. 3.10 ic + .y h 'N' > K ;uTffltftJiiM'>Wlft&/j'<-f o III /0 f - * y 7'tfsijit ( * * h *• +

> * *W f ) a< i. 6J-' FT'(i«'>SWftii 5 * * i i ( t i T i ' 5 . <s*j -» :*«t t» i i»^— x T^J 56.62 x 10" kg/ hr , W ^ J f M t t f t & l i 15.48 x 10eko/nf h T , ZO&itliO. 1 * « F T ' * S „ £©*•£**»£. GAPCON-THERMAL2-HC IC i S l l t - f e ^ f i/»"7 > _ ^ + h - ^ ^ ( c f c ^ T * y h f t y*Mj i t f t £5&M£ Lfcfe'SEîfl^JCjF.Lîli'i'x.

(3) ' M ' ^ f f l f f l B i 'M^x»£f f i£5<fc£ l / : J#£0&! f i£ Table 3.5 IC^to C©igftlC(i, -&£f t t f t

lii^57.79 x l0"k 9 /h k'PL&'PtZtf. ' ^ l l ^ ^ S i i n f t ^ l i 16 33 x 10 6k«/nfh i « J SP-TSo ^®tem, ft'hDNBR«i^5*^#<ttSo £fc. ^~yh'<yb'>umWi<OMi'pm &ti F J H = 1 .5 -e^0 .3« /h^ < « o T l > 5 .

f - * v ?"&#r ( * •* h f- + y * ^m-J-) AM. 5 ©J#&K*i L T, W.-tr *••* f O U d o ' <ftlT-£COBRA-HCLWR £ GAPCON-THEMAL 2-HC 3 - K£ffl l 'Tffl . \ 2 « 'y K ^ * f ^ © f e S £ J t B f L f c o & # = » - K»cJ;*itlSt{i, ><4'*xmm&l29i-l?&>ZC i i x ^ M 7 >nj 7©IIA*0.553ii)in-C:*>SC<!:£l&^T, H ^ T J & ' N : * : ' ^ > - 7 - fr- 'M t l ^ C S S T f f o f c o fe*^ Table 3.6 KîTo COBRA - HC LWR ©*§ 111 It o I, > T * 5 <h, m&-fe ;nrxOu-c-7jc©«3tt<i<!: LTiSfn^m*©^£fl!ffl Lfc Jg£ic>L«f L § © «

- 2 4 -

EPRI相関式では上昇する傾向がみられる。 βを大きくした場合は. チャンネル問の混合

が促進される結巣熱流力特例・はバンドル聞で平同化する。貴金小DNBRは， K fKで 1:~l. し

EPRIでは低下する。 ftを0.02から 0.1jζ した上場合のチャンネル制度分ぬと繍ブi向流れ

分布を，それぞれ Fig.:~. 7と3.8jζぷす。

活L流ミキシンゲ何i関式については.熱流力特性10iえる t!~欝が大きいと行えられるので粉

度の高い情報が'l~まれる。しかし.これは実験 Ir.依るところが人;きいので.今後 ζ のJ.1.U r. IH

点をin~、fこ実験が必怯であろう。

111))ビーキンクー係数の);1;暢

Tab1 e 3.4 ，ζ紡泌をボす。本}.(Ij1， JI位小DNBRの側の比中とは.ビーキング係数1.0の

切合の備に対する比である。ビーキングをJlYI大させた場合には必Ifli熱流iおもILi1じ比中で刑力11

するので.もし他の熱流JJfiriが変化しないならば，乙の比皐はピーキンク'係数iζ等しくなる

はずである。しかしながら，鱗}j fÔl流れ^'!j，の結果として.この比率は I::i!~ ( MDNBRで低

fl )のfu自となっている。 :B力ピーキングと最小 DNBRとの関係を Fi g • 3.9 IC. 'J~ す。本計

算は過負荷 1009ちとなっているので 112%時のI'j安として，1.3x1.l2を 112%llJ~ 界とし

て凶中にポした。本計第ではバイパス流!誌を12勉と多めに取っているので熱流力的にはかな

JAERl-M 88-224

''ptptトphgJSR1ト

?1Lik--

、、

(2i

り厳しくなっている。

損!支分布をみると， Ill}Jヒーキングが1.5 (他}Jのパンドルは O.5 )の場合，

から分かるようにごつのバンドルnlJで‘は約350Cの1I¥l1iMllt 1~::が '1: じている。

Fig・3.10Iζホットパンドルでの流倣減少WIJf;そぷす。 111))ビーキング係数(ホットチャ

ンネルI羽子)がI.H fでは減少割合は 5%未満となっている。なお一次系流附は符ケース

で約 56.62X 106 kg/ hr ，炉心平H:J質litMf!.f!は 15.48x 106ko/m'hで，その変化は 0.1%

以下である。乙の結果から. GAPCON-THERMAL2 -HC による敏悦セルモデルパラ

Fig・3.7

メータサーベイにおいてホットチャンネル流鼠を 5%減とした似定がl直ちにJF.しいとは言え

ない(バンドル内流鼠配分の評価がなされていない)が，ある程度の妥当性を'('jしていると

考えられる。

バイパス流i誌の影響

バイパス流量を5第とした場合の結果を Table3.5 l r. jJ~す。乙の場合Ir.は.一次系流儀

は約57.79xI0・k9/hと少し減少するが，炉心平均質量流東は 16.33x 10・kg/nfhと矯

加する。その結果.最小DNBRは約5勿大きくなる。また，ホットバンドル流量の減少割

合は F4H=1.5で約0.3%小さくなっている。

単位セルモデルとの比較

ピーキング係数(ホットチャンネル悶子)が1.5の樹合Il:対して，単位セバモデルに基づ

(3)

④

く計算を COBRA-HCLWRとGAPCON-THEMAL2-HCコードを用いて行い， 2

バンドルモデルの結果と比較した。後者コードによる計算は，バイパス流量が12勉である乙

ととスパイラルリプの隔が O.553 11D1lであることを除いて.二~~で述べたパラメータサーベイ

と同じ方法で行った。結果を Table3.6 Ic.示す。 COBRA-HCLWRの結果についてみ

ると.単位セルモデルで水の物性値として飽和蒸気表の植を使用した場合に少し厳し自の値

を与えているが，二つのモデルの結果はほぼ一致している。出口エンタルビーが大きく異な

--24-

JAER1-M 88-224

i - ^ T l ' S . COBRA- HCLWR(Omfft-fe^*7'^-C1li^ji(£IS'lfli«[IC(i$IJja«4^f)(7)aeRt

- • * . GAPCON-THERMAL2-HC(Oat)5C*f ^ T l i , (liilJSMU'il <0 © M t n i i ' M '< x « £ i L T J K 0 I S - 9 i l . ^ C t T , ÎftlflifllWCOBRA-HCLWR ICk 5 ilfECfc 0 7 %

^ < « ^ T l ' 5 . d©ijglJ4li. 5*©'M'*xiffi£fc'VjiL*:C0BRA-HCLWR ©*Sfli ( T a b l e 3.5 ) £ (i l i - & L T ^ So Cftli , COBRA-HCLWR © g t # * f ^ T ' l i 7

*tt©fti]an*f- + > * ^ * a n 4 f l l E * J i . ^HWK/<-f / fx«E£ fc o r ^ 5 C i ic J; 4 0

*0f^t?ft-ofcGAPCON-THERMAL2-HC 3 - K Id Jr. i> '* 7 * - 9-+-'<4 ?•&, '<4 '<7.ffi. 5 SfcS-fe'ft L t l ' S i O T , ftHSW-f + > * ^Stfit** 5 fc£flfl£a»lc6S;lS'tfi'C.>K

3.3 £*pn>-y-7>1 > * ;HMff

•J^l>©*tffi*£J5lfIT Fig. 3.11 ic^Lfc l/12*M>£)*W©*t£i L, 4MB*4*&f** 1 *

m^LtZo £'<> K;H&(i33. $ * > •y7°i8[(;i72-?*.5o g-^'v K^CtU^^fliJi Fig. 3.

wc0 ffi^«fiffowa*ffifflLfc»îc{i, *Mte©ftjmra*#«£-f.s*--xt>*o;fco £ # . 2 ^ ' y K ^ * - r ^ T J f T o / : 0 i | n ] ^ © COBRA-HCLWRfflA^J'*? / - ?©(S l f f$

t l T © ^ ^ ^ . Table 3.7 lc^f- 0 S i p i Lfc'"'7 ^ - ^ ( t 2 ' < ^ K ^ * f ^ © I g ^ i l H j l i T * S . '<5 * - * * * £ L f c J # £ © 8 S W i . 2 '<yK*ff l»^<! : IJ t fN«T. a S t t i + ' W / ' * ? / - ^ © g J P A ^ i i t t S o ttfc. *£&&flUtiS/f £ a - Kr tT&'< i ' K^SIC S i I fry, l t * L f c « * f f l ^ T l W L f c e « * * L T ^ * o cotmc-Cl i . J - Jd JWwteK^&ADf i* 287.1°C, ^ J C « A * ¥ 1 ^ H * « E * 1 5 . 2 7 X io*k»/irfhOAP*tt*l9rffiL. ^ ^ ^ ^ t t l c i S

ISIBJi*H-»K J: * « f r * * . Fig. 3.12 l i ^ f t >'*'i'©fc"- + >* r&»<!:*'hDNBR©Klfii£. ^*n<l>*f ' K 33'<v K

^ ) , 2'->'> K^-ef^RtflJMft*;i'-fc7*A'Tltt£Lfct>©T*S ( * ( 4 - b / u * f I'T-li, * •* h ^ + y * n ^ i U i ¥ J ^ « © 5 $ B t t T * S < L < & i ^ L T V - 5 © T . CWM&liiHW-eiK^t tT

tt. Table 3.7 frbtifrZ Ji-iKffiffl Lfc*©tttti(ffl*lMC J;-,T'-fet:Tl*5o #©tott«i ©3H.MCJ:-,T«/hDNBRT*tjl .6*fflî«feL;r^S„ t©*S*a»£ . *friifrffl»j«7j&tt (i 2 ' ^ K ^ f ^ T & l i ' T ^ T t S C £**#*>£„ W(4*^©$S»ti Fj„ = 1.5 T i g i M S ^

- 2 5 -

JAERI-M 88-224

っている開由は， 2バンドルモデルでは横方向流れのためにブレナム部で熱混合がある乙と

と.バンドル内流跨iζ制御旅j局りの流~を含んでいるため熱tfl 力当りの流備が大きいことに

よっている。 COBRA-HCLWRのm位セルモデルでは全mtWt，ui積IC:は制御彬周りのmHれを合んでいるので.質鼠流*は，rlôモデルでほとんど変わらず.その帝ii~ ，他の熱iJli}J fI(i はよ

く一致している。

一'1i，GAPCON-THERMAL2 -HCの計算モデルでは， <<ilJ御怖)，1;1りのiniれはバイパ

ス流としてIfIlり倣うということで，全mi~~llI i摘が COBRA-HC し WR による，1l' f，l:より 7勉

強小さくなっている。その鮎~，チャンネル流儲が人・きくなり.般小III~界斜\mi京 fjiiは約 4 ~杉

大きくなっている。乙の給*は 5婦のバイパス流を似定した COBRA-HCLWRの結*

( Tabl e 3.5 )とほほ一致している。これは， COBRA-HCLWRの計算モデルでは 7

勉強の制御棒チャンネルを流れる流水は，実質的にバイパス流となっていることによる。

本研究で行ったGAPCON-THERMAL2-HCコードによるパラメータサーベイでは，

バイパス流 5~ちを{反定しているので，制御俸チャンネル流蹟が 5~ちを明らかに越える炉心IC

対しては本パラメータサーベイの結果に制御機チャンネルを流れる流量iζ見合うバイパスを

かける必要がある。

3.3 全炉心サプチャンネJI，解析

炉心の対称性を~1書して Fig ・ 3.1111:ボした 1112 *s'i心を解析の対象とし，各燃料集合体を 1チ

ャンネル 1燃料棒でランプ化したモデルで解析したu 問中には各チャンネル帯号及びギャップ番

号を示した。全バンドル数は 33，全ギャップ数は 72である。各バンドルの出力分布は Fig・3.

71ζ示した。本解析では.計算時聞を考慮して.水の物性値としては飽和水の植を基準として用

いた。圧力・温度の関数を使用した場合11:は.約H去の計算時聞を必要とするケースもあった。

まず， 2バンドルモデルで-行ったのと同機の COBRA-HCLWRの入力パラメータの感度解

析の結果を， Table 3.7 IC:示す。纂準としたパラメータは 2バンドルモデルの場合と同じであ

る。パラメータを変更した場合の影響は， 2バンドルの場合とほぼ同織で.乱流ミキシングパラ

メータ βの影響がみられる。なお.本表最右側は Sltをコード内で各バンドル毎に Sとtから

計算した値を用いて計算した結果を示している。乙の計算では， J:記計算の結果から入口温度

287.I.C，炉心入力平陶質賃流東 15.27x 10・kllln1' hの入口条件を設定し.ポンプ特性による

流量計算は行っていない。ホットバンドルにおける結果はほとんど変わっていない。以下lζ示す

結果は本計主主による備である。

Fig・3.12は各チャンネルのピーキング係数と厳小DNBRの関係を.全炉心モデル(33バンド

ル)， 2バンドルモデル及び単位セルモテ'ルで比較したものである(鍛位セルモデルでは，ホッ

トチャンネル流量は平均流量の 5%減であると仮定しているので.この関係は直線で表わされて

いる)。単位セルモテソレ及び全炉心計算の結果が少し低い値を与えている。しかし.乙の不一致

は， Table 3.7からわかるように使用した水の物性信の遣いによって生じている。水の物性値

の違いによって緩小DNBRで約1.6 %の差が生じている。乙の結果から.全炉心の熱流力特性

は 2 バンドルモデルでほぼ予測できる ζ とが分かる。 ttt~すセルの結製 Iま FJII = 1. 5で若干低い

-25-

JAER1 M 8 8 ~ 2 2 4

&'<> h' Jb<nt' - * > ffrMtmrnM'^MfiomekZ Fig. 3.13 i c ^ f o ^*p<D,rlT?-(33^y K;u ) ©SSSifi. #•'<> K^coftiifflco^jlMlc-Q^TIi^^ri-î^^, liii '2 ^ 'v K^ «*,<;!££

-C*>%£tWitmT2<U^n ><v V>\,\Hoytim'j}<\ilcmiZli, , ' . ' ;;$*!Kims 7 y'<-Tf)WM>. J6ft(*«Jl-Wff<l«-«JS-|ct4<k 1 ~ 3 «W.Jff«k*'in5o * * W C . * •* h '<>- K^«£jftM'>»J ftfi 3 &sW£ ( i - , t l ' SCOT, '< y K 'MA|«iffi',Hi£ JJl* L T h 5 aA'tOtei'lif-jVjT'A6£ •#

Fig. 3.14 (ii&ftffi 112 IK^&'hDNBR £ t " - * > ffctkoMfaZ* L T ^ S o 100 « £ J-tlS-t-Si, EPRI fiirai^fi!fflL/âi(i. ^ t u - + ^ r«St lc* i L r (iff 1/1.12^ Lfcffl l c / ioT^-5o - # . KfKWIia^TJ-fi. t - 4 - y 7 ' & & * M . 3 5 J ; i3*£ <^§£.mSfrtc/h£ < ' i o H > 4 0 i i n i O ' O K'uT-fA. •Jtr^C'All*^jffltf5**^J200cmCOH7fT-fiSfniiSii8*ifeo-Cfc 0 , cnJ;OiSi^{*i^-C!fflBSft«c'>Wi|ft^l0«itt< l c < £ o T l ^ „ Kf KWBg^-eii 200&cmffl nit, EPR I tflUgj^-eiifa lSOcmOifr-e&'hDNBR^'i- C t l ' S c £*>>£. kadffl*£* i « - ) T ^ 5 o L/:*''->T, fiSafllMJWeco'l-: U/zJ45rV*dfi. 5 5KcD«tfitiMiwto''«L'li*->/: <fiEy£-a-f. *i'h DNBR fc|«! L Tfiyli.S£.£>'#it 3„

WdLTfc<o

3.4 mmtsm

COBRA -m C £ 8 i c , rtfc&tf^fc fei$ffl-£--£ 5 COBRA-HCLWR £BBfg L , $8?te

HCLWR-J 1 *'X.*3ft«iLTî:v»«E^1$1*.«!#r*?fofc«S*. a»*OT©t£A**aiaftSo ID j t / j i t i ! « t n ^ ^ ^ ^ - r ^ « i ' - 7 / - * fflz-Sft

H&/ilS]?)itftJftM:<£$c K„ , flr//Mjf»jtt^ 7 * - 9 S/l . SL?ffiii#lft'-?7 •>< - * fT . ?* ^"fasfcfca?' / - v GK icoi^Tii, .^nft^Pfc^^/iftjp^SfS^^^'-f^^ -?-*?* 5 C £ ^ B ; J ^ ^ I C ^ O / ; 0

SLtfi i + •> > 7'ttiKJAlc-DHTli. .*?Sy3^1*fc^x.SSîPA^^^^^©-C :ifS/f fflr^^W i A ^ i n - 5 . l ^ U i * ^ , . Cft(rA-i#!Ctfc6£C<z,^'A#^©T', 3 i £ < l © / £ l c l £ £ ( l

(2) •+. -, v '< y V '\>:<im.W)>mft

.+. v I- '< > K >utfifil*S!'>3i]ftlJ, HWj f- + y ^ 1. 6 Jil FTfiift 3 « « T T * 9, # & * ^*x^-C ! ffifVMLfc5*J:0*^'9 'h* < « o t i ' 5 . ttfc, r^#T-ft 'S£ft i*(A£i< - S t

A>^. ^ ( 4 - b ^ * x ^ l c i ! f j - S 5 * i M i » f e c £ f i ! a f J « ^ T j * 5 £ 3 ' x S 0 t ' - * y y ^ » £ « t

- 2 6 -

JAERI M 88-224

他のビーキング係数IC対しては明らかに安令側の評価を与えているo

各バンドルのピーキング係数と流域減小則合の関係を Fig ・ 3.131ζ ぷす。全力1心W~1 (33バン

ドル)の結果は.作バンドルの t'i[;~l の剣~!誌については~・えていないが.ほほ 2 パンドルの市JJ!よ!ーと

一致しており.ホットパントルの減少詩IJ(iは 5~.Æ-; i~\~ となっている。lItし.パン卜'ル内で‘の流鼠

分布陣f析を行っていないので.この結果のみで取{立セルモデルにおける流鼠 5%械のilli・'J.!か定・吋

であるとは結論できない。バンドル内のinfllt分布11:附しては，，f:j.l'D1，Q i におけるラッパ'-1~; 削除Jt'~

集合体の，n'l?:{9i1を参 J5 にすると 1-3'稿料111'とみられる。A>:解析で.ホットパンドルh~i縮減少;月IJ

合は 3~必 !j!j となっているので.バンドル|人1iñf尉分布を考慮しでも 5%械の ilJií.i二'は {-f})であると~・

えられる。

Fig.3.14は.if!H'u'iij112 ~話時の最小 DNBR とピーキンク"係数の関係をぶしている。 100%時と

比較すると， EPR 1 j:¥J問パを使用した結果は.全ピーキング係数に対しでほぼν1.12倍した値

になっている。 -}j， KfK相関式では.ヒーキング係数が1.35より大きくなると急激に小さく

なっている。これらのパンドルでは，炉心人11からのおさが約 200cmの所で-飽和沸騰が起ってお

り，これより i~~j ~、!な何で・の流鼠減少宍1]合が\0%近くになっている。 KfK相関式では 200 数 cm の

所， EPRltll閉式では約 150cmの所で般小DNBR が'I~ じていることから， Lì~の結架となって

いる。したがって，飽和沸織の'1:じた均fTには， 5%の流削減のfl.lli.ilはまったく成立せず，般小

DNBRIζ関してliit.0:を必世1とする。

なお.本iliiで'Uった解析では.指1]御f4¥チャンネル7]1の燃料を，，'(僚には冷却しない流れ(7 %強)

の他lζ. パイハス流12~必を取っているので.員削流})的 i己は鰍めて!継しい評価となっていることを

付記しておくの

3.4 評価結果

COBRA -m Cを廷に， I!':j宇L検事手水炉にも適用できる COBRA-HCLWRを開発し，側僚な

HCLWR-]I・tJi心を対象としてが心熱流力特性解析を行った結果，から以下の乙とが結論される。

tJ) 備えi向流れ等をよーわす得隠ハラメータの感度

情f}jl白l流れtf¥JJi:f*;数 K'J'術}jl;，)運動総ハラメータ Sll，乱mE運動i註パラメータ h ・経

}jfI1J熱伝導ハラメータ GKについては，熱流力舶に大きな影響を及ぼさないパラメータである

ことが明らかになった。

.liL流ミキシン夕、相関パについては，熱i庇力特性11:与える影響が幾分大きいので精度の高い情

報が明まれる。しか Lながら.これは実験11:依ると ζろが大きいので，今後乙の1互に重点を悶

いた実験が必安であろう。

(2l ホットパンドル流倣減少刻fy

ホ y トパントルifrt鼠減少書I]~ は， /fl})ヒーキングが1.6以下では約 3%以下であり担{立セ

Fレモデルで仮定し fこ5鰭よりかなり小さくなっている。なお，両手守ーで一次系全流置は良く一致

している。本解析ではパンドル内流儲分1fiの解析は行っていないが2第存度の余裕がある乙と

から.喰t古セルモテソレにおける 5苦悩減の仮定はほぼ妥当であると言える。ビーキング係数と流

楊減少害Il~の関係は 2 バンドルモデルと全炉心モデルで-ほぼ-致しており.バンドルの配胃の

-26-

JAERI-M 88-224

&1m&t^£^mt>tlx^ts.<^^ ut$. + •> i><v v^xrmmtt^xtz^^{ct,i.comn x••ti © X&M & -r 5 o (3) ift'hDNBR

(ift^&^ffliJffllMiilii /<£ o t l ' 5 . (4) ^ 0 fit!

* # T & t>tt/; HCLWR - J 1 *>X>»^«£^t!ff!:ii. fliiJiJW* -v > * ^itfilit ( 7 « ' $ ) ©ftii \t\2%®'<4 '<xfif££fe'5£ LX^5WT'WKtorUS LI>;N':ffiiitt -> T t^3 ( ' M '*x wf££ 7 *a# ? !SC£K<J:0#j5%M'hDNBR;'j*,ftj< te5 ) 0 GAPCON-THERMAL2-HC 3 - K Id J: 5^"7 ^ - 9 * - ^ 4 -FfiftiJfiSU f- + y * ^©gitnic|59 L T I i ^ l c #ift •£•#•", '•>'4 ^ ' x ^ i c ^ t n - 5 f e f f l i f e * g L T ^ 5 © T , ffl»$^ + *^®£l^ i<£>K*tL-n i , 4^"x / - ? - * -

- 2 7 -

flic

司

jAER 1 -M 88 -~ 2 4

最小DNBR

iitt鼠減少割合と/ciJ様IC，2バンドルモデルと令炉心の結*はよく一致した。 rlt{，'，セノレモデル

は粁干安全側の評価となっている。

その他

本市.でmられた HCLWR-]1炉心の熱!nU)特性は.制御l怖チャンネルIJ1Uit( 7 G杉強)の他

に12%のパイパス流を{J)i定しているので似めて厳しい抑制となっている(バイパス流を 7勉減

ホットバンドルで飽和沸映が生じた傷合にはこのIll~ り影響はほとんど現われていない。なお.

でないので注意を要する。

(3)

)

瓜叫.

ずることにより約 5~杉般小 DNBR がfGi くなる )0 GAPCON-THERMAL2-HCコードに

よるパラメータサーベイで‘は制御機チャンネルの流れに閲しては特lζ .)f，i.，被せず.パイパ'ス流!C

含まれるものと{ii定しているので，制御俸チャネルの多いが心に対しては，本パラメータサー

ベイの結果に対してバイパス流をかける必要があるo

-27-

JAERl-M 88-224

Table 3.1 S p e c i f i c a t i o n of HCLWR-Jl

HCLWR-Jl K f K ( h Dmogeneous)

Core t h e r m a l ou tput 3411 MWt 3730 MWt E q u i v a l e n t core d i a m e t e r 375 cm 386 cm Ac t ive core 1ength 223 cm 220.6 cm Numberof fuel a s s e m b l i e s 301 (97+102+ 102) 301 Average l i n e a r hea t r a t e 169 W/cm 180 W/cm Inven to ry

Heavy me t a l 103.2 t 111.0 t F i s s i l e Pu 7.9 t 8.0 t

F i s s i l e Pu e n r i c h m e n t 9.0 we igh t % 8.25 we igh t % O p e r a t i n g c o n d i t i o n

Sys tern p r e s s u r e 159 k g / c m J

O u t l e t t e m p e r a t u r e 325 c C

Table 3.2 S p e c i f i c a t i o n of fuel p i n and a s s e m b l y ( HCLWR-Jl )

Pin Pitch 1.11 cm Fuel Rod 0D 0.95 cm Pellet 00 0.851 cm Fuel Material PUO2-UO2 Cladding Thickness 0.04 en Cladding and Rib Material SS 304 Rib Height 0.08 cm Rib Width 0.053 cm Tie Rod 0D 1.11 cm Guide Tube 0D 1.11 cm Guide Tube and Tie Rod Material SS 304 Fuel Pins per Assembly 300 CR.Guide Tubes per Assembly 24 Tie Rods per Assembly 6 Detector Guide Tubes per Assembly 1 Assembly band Thickness 0.08 cm Interassembly Water Gap 0.1 cm Assembly Pitch 20.6 cm Active Core Height 223 cm Fissile Pu Enrichment (charged 9.0 w/o fuel in equilibrium cycle)

2 8 -

jAER(-M 88-224

Table 3.1 Specification of HCLWR-Jl

HCLWR-Jl KfK (homog自neous)

Core thermal output 3411 MWt 3730 MWt EquivaJent core diamet白r 375 cm 386 cm Act i v自 core 1白ngth 223 cm 220.6 cm Numberof fuel 且ssemblies 301 (97+102+102) 301 Average (in白且rh白atrat自 169 W/cm 180 W/cm

Inv白ntoryH白avymlltalFi ss i 1 e PU

103.2 t 7.9 t

111. 0 t 8.0 t

ドissilePU enrichment Operating condition

9.0 w白igh t " 8.25 weight"

System pressure 159 kg/cm2

Out 1自ttemper札ture 325ιC

Table 3.2 Specification of fuel pin and assembly ( HCLWR-Jl )

Pin Pitch

Fuel Rod 00

Pellet 00

Fuel Material

Cladding Thickness

Cladding and Rib Material

Rib Height

Rib Width

Tie Rod 00

Guide Tube 00

Guide Tube and Tie Rod Material

Fuel Pins per As舘耐Iy

C.R.Guide Tubes問rAssellbly

Tie 伽 js問 rAsse耐Iy

Oetector ωi de Tubes per Asse耐 Iy

Asse帥 Iy band Th i ckness

Interasse・bly¥Jater Gap

AS8ellb/y Pitch

Active Core Height

Fissile PU Enrichlent (charged

fuel in equilibriu圃 cycle)

-28-

CII 1.11 0.95 CII

0.851 cm

PU02・ω2

0.04 CII

SS 304

0.08 c則

0.053 CII

1.11 C聞

1.11 c剛SS 304

3∞ 24

6

O.叩

0.1

却.6223

9.0

c・c・C周

C則

w/o

Table 3 .3 E f f e c t of input p a r a m e t e r s in COBRA-HCLWR c a l c u l a t i o n

( two bundle model )

Thermohydraul ic P a r a m e t e r p r o p e r t i e s S t anda rd K i j K i j s /1 s /1 fr Gk P B

1.0 0 .25 1.0 0 .25 0 .0 0 .0 0 . 0 1 0 .1

MDNBR KfK 1.3337 1.3339 1.3340 1.3343 1.3342 1.3342 1.3339 1.3329 1.3416 EPRI 1.1512 1.1513 1.1514 1.1516 1.1514 1.1514 1.1513 1.1564 1.1165

Flow rate in hot bundle (kg/s) 44.772 44.773 44.777 44.786 44.779 44.791 44.773 44.670 45.409 Inlet temperature

('C) 286.88 286.88 286.88 286.89 286.88 286.88 286.88 286.88 286.89 Outlet enthalpy Bundle 1 (kJ/kg) 1624.6 1624.6 1624.6 1624.4 1624.5 1624.5 1624.6 1632.1 1579.6 Bundle 2 (kJ/kg) 1406.3 1406.4 1406.4 1406.8 1406.4 1406.4 1406.4 1400.0 1446.6 Pressure drop Total (kg/cm2) 7.2123 7.2123 7.2107 7.2113 7.2130 7.2123 7.2123 7.2144 7.2089 Cross flow"

(kg/s.m) 1.3899 1.4275 1.4248 1.4990 1.4156 1.4154 1.4256 1.4546 1.2827 Average veloci ty

( m / s ) 6.044 6.044 6.029 6.037 6.040 6.032 6.044 6.032 6.033

• At the a x i a l m i d p o i n t of the c o r e .

ヶーベヤ~._~

Effect of input parameters in COBRA-HCLWR calculation Tabla 3.3

』〉阿見』

lg∞∞iNN品


Thermohydraul ic Parameter properties Standard Kij Kij s/l s!l fT Gk 8 8

1.0 0.25 1.0 0.25 0.0 0.0 0.01 0.1

MDNBR KfK EPRI

Flow rat白 inhot bundle (kg/s) lnlel temp自rature

(' c) Outlet enthalpy Bund 1 e 1 ( kJ / kg ) Bundle 2 (kJ/kg)

Pr白ssuredrop Total (kg/cm勺

Cross flow. (kg/s.m)

Average velocity (m/s) 6.044 6.044 6.029 6.031 6.040 6.032 6.044 6.032 6.033

• At the axial midpoint of th白 core.

1.3416 1.1165

45.409

286.89

1519.6 1446.6

1.2089

1.2821

1.3329 1.1564

44.610

286.88

1.2144

1.4546

1632.1 1400.。

1.3339 1.1513

44.173

286.88

1.2123

1.4256

1624.6 1406.4

1.3342 1.1514

286.88

1624.5 1406.4

1.2123

1.4154

44.191

1.3342 1.1514

44.179

286.88

1624.5 1406.4

1.2130

1.4156

1.3343 1.1516

44.786

286.89

1624.4 1406.8

1.2113

1.4990

1.3340 1.1514

44.117

286.88

1. 4248

1624.6 1406.4

7.2107

1.3339 1.1513

44.113

286.88

1624.6 1406.4

7.2123

1. 4215

1.2123

1.3899

1.3337 1.1512

44.172

286.88

1624.6 1406.3

除。u)

JAER1-M 8 8 - 2 2 4

Table 3.4 Effect of radial peaking ( two bundle model )

Thormohydrau1ic Radial peaking factor proper t i e s 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

MDNBR KfK 2.0633 1.8646 1.6989 1.5589 1.4388 1.3343 (ratio*) (1.0 ) (1.107) (1.215) (1.324) (1.434) (1.546)

EPRI 1.7S92 1.5923 1.4539 1.3373 1.2376 1.1514 (ratio*) (1.0 ) (1.105) (1.210) (1.316) (1.422) (1.528)

Inlet temperature (*C) 286.92 286.90 286.90 286.90 286.89 286.88

Outlet enthalpy Hot bundlo(kJ/kg) 1511.6 1534.0 1556.5 1579.0 1601.7 1624.3

Pressure drop Total (kg/cmJ) 7.2000 7.2039 7.2053 7.2058 7.2081 7.2116 Flow rate in hot bundle (kg/s) 46.358 46.037 45.735 45.439 45.137 44.817

Cross flow** (kg/s.m) 0.0 0.2742 0.5360 0.7923 1.0607 1.3120

Average ve1oc i ty (m/s) 6.043 6.043 6.037 6.042 6.029 6.026

Mass f lux Hot bundle(Gg/mJh) 15.480 15.373 15.272 15.173 15.073 14.996 Average (Gg/mJh) 15.480

K i j = 0 . 5 , s / l = 0 . 0 8 . f T = 0 . 0 , Gk=0.0, /J=0.02, STEAM. > R e l a t i v e values to the case w i t h radial peaking factor = 1. > At the ax ia l midpoint of the core.

Table 3.5 Effect of radial peaking ( two bundle model, 5 % bypass flow )

Thermohydraul ic Radial peaking factor propert i es 1.0 1.1 1.2 I d 1.4 1.5

MDNBR KfK 2.1601 1.6357 1.4011

( r a t i o " ) ( 1 . 0 ) ' 1.321) (1 .542) EPRI 1.8220 ,862 1.1936

( r a t i o * ) (1 .0 ) (1 .314) (1 .527) In le t temperature

CC) 286.28 286.28 286.25 Outlet enthalpy

Hot bundle(kJ/kg) 1495.6 1559.3 1601.9 Pressure drop

Total (kg /cm 2 ) 7.400 7.402 7.410 Flow rate in

hot bundle ( k g / s ) 48.905 47.962 47.414 Cross flow*"

( k g / s . m ) 0.0 0.8741 1.3668 Average v e l o c i t y

( m / s ) 6.366 6.363 6.366 Mass flux

Hot bundle(Gg/m'h) 16.331 16.015 15.833 Average (Gg/m ! h) 16.331 16.329 16.320

K i j = 0 . 5 , s / l = 0 . 0 8 , f^O.O, Gk=0.0, #=0 .02 , STEAM. • R e l a t i v e values to the case wi th radial peaking factor = 1.

• • At the ax ia l midpoint of the core.

- 3 0 -

li--t

JAERI-M 88-224

Table 3.4 Effect of radial peaking ( two bundle model )

Thermohydrau 1 i c Radial peaking factor propert ies 1.0 1.1 1.2 1.3 1. .. 1.5

一一一一ー一一ーー一一一ーー一一一一一一ーーーー』ーー一一』←一一ー一一ーーー~一一一ー一一一一一一一ーー一一一一一一一--一一一ーーーーー~ー

MDNBR KfK 2.0633 1.8646 1.6989 1.5589 1.4388 1.3343 (rati。・) (1.0 ) (1.107) (1.215) (1.324) (1.434) (1.546)

EPRI 1.7592 1.5923 1.4539 1.3373 1.2376 1.1514 (ralio') (1. 0 ) (1.105) (1.210) (1.316) (1.422) (1.528)

Inlot tomporaturo ('C) 286.92 286.90 286.90 286.90 286.89 286.88

Outlet onthalpy Hot bundlo(kJ/kg) 1511. 6 1534.0 1556.5 1579.0 1601.7 1624.3

Prossure drop 'l'otal (kg/cml) 7.2000 7.2039 7.2053 7.2058 7.2081 7.2116

Flow ratd in hot bundle (kg/s) 46.358 46.037 45.735 45.439 45.137 44.817

Cross flow" (kg/s .m) 0.0 0.2742 0.5360 0.7923 1.0607 1 .3120

Average ve 1 oc i ty (m/s) 6.043 6.043 6.037 6.042 6.029 6.026

Massflux Hot bundle(Gg/m2h) 15.480 15.373 15.272 15.173 15.073 14.996 Average (Gg/m1h) 15.480

Kij=0.5. s/I=0.08. fT=O.O. Gk=O.O. '=0.02. STEAM. • Relative values to the case with radial peaking factor 1.

•• At tho axial midpoinl of the core.

Table 3.5 Effect of radial peaking

(two bundle model. 5" bypass flow)

Thermohydraul ic properlies 1.0

Radial peaking f且ctor1.1 1.2 I.J 1.4 1.5

MDNBR KfK 2.1601 1.6357 1. 4011 (ratio') (1.0 ) '1.321) (1.542)

EPRI 1.8220 .862 1.1936 (ratio') (1.0 (1 .314) (1.527)

Inlet lemperature 。C) 286.28 286.28 286.25 Outlel enlhalpy Hol bundle(kJ/kg) 1495.6 1559.3 1601.9

Pressure drop Tolal (kg/cm2

) 7.400 7.402 7.410 Flow rate in hol bundle (kg/s) 48.905 47.962 47.414

Cross f low" (kg/s. m) 0.0 0.8741 1.3668

Average ve 1 oci ty (m/s) 6.366 6.363 6.366

M且S8f 1 ux Hot bundle(Gg/m2h) 16.331 16.015 15.833 Average (Gg/m'h) 16.331 16.329 16.320

一一一一一一一一一ーー一一一一一一一一一一一一一一一一一一ー一一一一一一一一一一一ー一一ー一一一一一一一一

Kij=O.5. 8/1=0.08. fr=O.O. Gk=O.O. 1=0.02. STEAM. • Relative values to the case wilh radial peaking factor 1.

•• Al the axial midpoint of the core.

-30-

JAERI-M 88-224

Table 3 .6 Comparison between two bundle and unit c e l l models

Thermohydrau l i c two-bundle uni t c e l l uni t eel 1 p roper t i e s COBRA COBRA GAPCON

MDNBR KfK 1.3343 1.3096 (1 .3328) 1.388 EPR1 1.1514 1.1245 (1 .1457) 1.193

Ho t bund 1e f low r a t e ( k g / s ) 44.817 0.134 (0 .136 ) 0.144 mass f l u x ( G g / m 2 h ) 14.966 14.434 (14 .631) 15.712

I n l e t t e m p e r a t u r e CC) 286.88 287.11 (286 .93) 287.43

O u t l e t e n t h a l p y (kJ /Kg) 1624.3 1695.9 (1683 .7 )

Core p r e s s u r e drop ( k g / c m 2 ) 7.2116 7.0780 (7 .1980) 6.980

Flow r a t e ( p r i . loop) (Gg/h) 56.62 55.85 (56 .66 ) 56.31

T o t a l channel f low a r e a ( c m 2 ) 32453. 32453 30105.

Peak ing f a c t o r (ho t channel f a c t o r ) = 1 .5 . V a l u e s in p a r e n t h e s i s ( u n i t c e l l model by COBRA-HCLWR) a r e o b t a i n e d by u s i n g the same w a t e r p r o p e r t i e s as in two-bundle model ( t e m p e r a t u r e , p r e s s u r e dependent o n e s ) .

- 3 1 -

JAERI-M 88-224

直田町‘む

Ftk禅、

.z'hhr

、ballドiiyrf-tr・-‘iiLE

models

Th自rmohydraulic two-bundle unit cell unit cell properli白B じOBRA COBRA GAPCON

MDNBR KfK EPRI

Hot bundl自

flow rat自(kg/s)mass f 1 ux(Gg/m2h)

Inlet temperature (・ C)

Oullet enthalpy (kJ/lCg)

Core pr自ssuredrop (kg/ cm2

)

Flow r且te(pri. loop) (Gg/h)

Total channel flow area (cm2

) 32453. 32453. 30105.

Peaking factor (hot channel factor) 1.5. Values in parenthesis (unit c自11 mod白1by COBRA-HCLWR) are obtained by using the same water properties as in two-hundle model (temperature， pressure dependent ones).

-31-

0.144 15.712

287.43

1.388 1.193

6.980

56.31

Comparison betweon two bundlo and uni t cell

(1.3328) (1.1457)

(0.136 ) (l4.631)

287.11 (286.93)

1695.9 (1683.7)

7.0780 (7.1980)

(56.66 )

1.3096 1. 1245

0.134 14.434

55.85

1.3343 1.1514

44.817 14.966

286.88

1624.3

7.2116

56.62

Table 3.6

Table 3 .7 E f f e c t of input p a r a m e t e r s in COBRA-HCLWR c a l c u l a t i o n

( 1/12 c o r e , 33 bundle model )

Thormohydraul ic P a r a m e t e r p r o p e r t i e s S tandard K i j s /1 fr Gk B s /1

( « ) 1.0 1.0 0 .0 0 .0 0 .1 bund le -dependen t

MDNBR KfK (1.402 ) 1.3832 1.3831 1.3830 1.3834 1.3832 1.3875 1.3804 (1.173" ) EPRI (1.212 ) 1.1914 1.1914 1.1914 1.1915 1.1914 1.1671 1.1907 (1.061** )

Flow rate in Hot bundle (kg/s) (44.871) 44.435 44.435 44.443 44.446 44.435 44.825 44.84 Inlet temperature

("C) (286.9 ) 287.1 287.1 287.1 287.1 287.1 287.1 287.1 Outlet enthalpy Hot bundle(kJ/kg) (1614.2) 1624.5 1624.5 1624.6 1624.5 1624.5 1594.3 1628.9 Pressure drop Total (kg/cm2) (7.21 ) 7.09 7.09 7.09 7.09 7.09 7.09 7.09 Primary loop Flow rate (Gg/h ) (56.61 ) 55.9 55.9 55.9 55.9 55.9 55.9 55.9 Average veloci ty

( m / s ) (6 .034 ) 6.C83 6 .083 6.083 6.083 6.083 6 .083 6.082

• T e m p e r a t u r e , p r e s s u r e dependent w a t e r p r o p e r t i e s w e r e used . ' • Over power f a c t o r = 1.12.

一一一一一一一一一

』〉開刃

-IF-

∞∞lNN品

Thormohydraul ic Parameter properties Standard Kij s/l fT Gk /J s/l

{・) 1.0 1.0 0.0 0.0 0.1 bundle-dependent

MDNBR KfK EPRI

Flow rate ill Hot bundle (kg/s) lnlet temperature

(・C)Outlet enthalpy Hot bundle(kJ/kg)

Pressure drop Total (kg/cm2) (7.21

Pr i mary loop Flow rate (Gg/h )

Av自ragevelocity (m/s) (6.034) 6.083 6.083 6.083 6.083 6.083 6.083 6.082

・Temperature，pressure dependent water properties were used. ・・ Over power factor 1.12.

(1.173・・(1.061SS

1628.9

1.3804 1 . 1907

44.84

287.1

55.9

7.09

1594.3

44.825

1.3875 1.1671

287.1

Effect of input parameters in COBRA-HCLWR calculation

55.9

7.09

1624.5

44.435

1.3832 1.1914

287.1

55.9

7.09

1624.5

44.446

1.3834 1.1915

287.1

55.9

7.09

1624.6

44.443

1.3830 1.1914

287.1

55.9

7.09

( 1/12 core， 33 bundle rnodel )

1624.5

44.435

1.3831 1.1914

287.1

55.9

7.09

1624.5

44.435

1.3832 1.1914

287.1

55.9

7.09

(56.61 )

(1614.2)

(286.9 )

(44.871)

(1.402 ) (1.212 )

Table 3.7

色。。。

JAER1-M 88-224

— Detec tor Guide Tube

T i e Rod

C.R. Guide Tube

F i g . 3 .1 Fuel a s s e m b l y of HCLWR-Jl

6.5 w/o

Reflector

F i g . 3 . 2 1/6 core geometry and i n i t i a l f i s s i l e Pu d i s t r i b u t i o n in HCLWR-Jl

33

JAERI-M 88-224

Tube

Guide Tube

Guide

Hod Tie

.，h星E置割配割

LEE骨仇皆

E桶副脳蜘民ドド内

J

品

VJゎURBi-'il制thf

‘i守

札

1

1

1

1

1

I

l

l

i

-

-

!

:

:

Fuel assembly of HCLWR-Jl Fig.3.1

1/6 core geometry and initial fissile PU distribution in

HCLWR-Jl

-33-

Fig.3.2

JAER1- M 88-224

F i g . 3 . 3 Shuf f l ing pat tern of HCLWR-Jl

Maximum power

Core a v e r a g e 138 .28 W / c m 3

0.4701

F i g . 3 . 4 Power d i s t r i b u t i o n in HCLWR-Jl

( beginning of the s i x t h c y c l e )

3 4 -

JAERl-M 88-224

'唱，fiSFFI--十B}tttF}fii

、、一

Shuffling pattern of HCLWR-Jl Fig.3.3

Power

W/cm3 138.28 averag自Core

0.410

Power distribution in HCLWR-J1

( boginning oC the sixth cycle )

-34-

Fig.3.4

JAERI-M 88-224

C Fuel A s s e m b l y ;

C h a n n e 1 1

Gu ide Tube

Tie Rod

Guide Tube

Guide Tube

Tie Rod

Guide Tube

F i g . 3 . 5 Two bundle model

ROD

F i g . 3 . 6 T r a n s v e r s e momentum c o n t r o l volume for standard subchannel

noding

-35

JAER1-M 88-224

Assembly、Fuel

EZEEHFLIp-rvita-J

'l'ube

'l'ube

'l'ube

'l'ube

Rρd

。uide

Rod

Guide

Guide

'l'j e

Guide

'l'ie

1 Channel

上

Channel

Two bundle model Fig.3.5

Tro.nsverse momentum control volume for standard 8ubchannel

-35-

noding

Fig.3.6

!*

JAERI-M 8 8 - 2 2 4

O

a.

E-

350

aoo

250

Peaking Channel 1 =1.5 Channel 2 =0.5

Standard case (0=0.02)

0.5 0.75 R e l a t i v e ax ia l d i s t a n c e

F i g . 3 . 7 Ax ia l d i s t r i b u t i o n of coolant temperature

( 8 e f f e c t in two bundle model )

bo 1.0

~ 0.0

S t a n d a r d ca se ( 0 = 0 . 0 2 )

o u

CJ -1.0 P e a k i n g Channel 1 =1 .5 Channel 2 =0 .5

0.5

R e l a t i v e ax ia l d i s t a n c e

F i g . 3 . 8 Axia l d i s t r i b u t i o n of cross f low

( t e f f e c t in two bundle model )

36-

JAERI-M 88-224

Standard case (sァ 0.02)Channel 1 =1.5

Chann e I 2 =0.5

Peaking 350

~OO

(υ

・)也

-H2剖吋』

uago'F

RERFIFEFttvsLiト1huh-トipeli--:tio(

nu -0.75 0.5 0.25

250 0

distance Relative axial

Axial distribution of coolant temperature

一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一ーで手了

( IJ effect in two bundle model

Fig.3.7

2.0

1.0

0.0

(g・悶

¥2)主

o-』回

目

。

』

Q Channel 1 =1.5

Channel 2 =0.5

Peaking 一1.0

1.0 0.5 。Relative axial distance

Axial distribution of cross flow

( IJ effect in two bundle model )

-36-

Fig.3.8

JAERI-M 88-224

Spi ral rib

K fK

112X limit

11 1-2 1.3 1.4 1.5

Peaking factor Fig.3.9 MDNBR vs. radial peaking factor ( two bundle model )

-o c 3 J3 O

u 3 T3 03

95

I

S *

I

Fig

1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.3

Peaking factor 3.10 Reduction ratio of coolant flow in hot bundle


37

JAERI-M 88-224

Spiral rib

¥

¥

¥

¥

企¥、

¥

¥

¥

¥

• ，EmVBEauHFreftui-uf?、

uu

ub

¥冶

//m

1.5 信回以口湾

1.0

1.5

l

1.4 1.3 1.2 1.1 1.0

Peaking factor

MDNBR vs. radial p自akingfactor ( two bundle model )

，、訳、，〆

Q) 100

'ロロコ..0

4

0 ..:

ロ・同

Fig.3.9

、、‘、、、、、

5¥fi 95

言。-』』。。二回』ロO

二U2-u由民

1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 90

1.0

Peaking ractor


( two bundl e mode 1 )

-37ー

• > K N > ' \ \ •>••> • " M

M !i rn h n r of r h n n n ' '

V ' i m S p r of ifn p "i

F i g . 3 . 11 COBRA-HCLWR c a l c u l a t i o n model for HCLWR-JI

( 1/12 c o r e . 33 bundle model j

Z

u n i t c e l l

11 12 1.3 1.4 1.5

Peaking f a c t o r

F i g . 3 . 1 2 MDNBR v s . radia l peaking factor ( comparison

between 1/12 core , two bundle and unit c e l l model )

3 8 -

¥¥

./

ヘ1~凶、ド1;>

1'1

:ノ

ヘ;'lmh，..rηrl，刈 nnf"、

¥1'1 m 1-.， l' r ...-，! 耳内 pl

-'--pk脈おドド

ιtRFHHell-Fti}ti:ttj

for HCLWR-.ll Fig.3.ll COBRA-HCLWR calcula.tion model

33 bund 1 e mode I I1 12 cor e

r，h 日p'r凡 l

.1.1 bunriJ"ヨ

¥¥弘治¥ミ/l 旬、~AI / 'tヨ円一、‘ー1/ - Q司、、、、 J

EP則定

2 bundlcs

KfK

1.5 =2Z22 33 bundies

1.0

over power (aclor~I.0

1.5

I 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0

Peaking factor

Fig.3.12勘mNBRYs. ra.dia.l pea.king ra.ctor ( compariaon

t wo bund 1 e and un i t c e 11 mod・1)

-38一

between 1/12 core.

JAER1 M 88- 224

" 100

3

O

95

ES 9 0

3 li b u n d l o s

2 b u n d l e s

5 *

X _L J 11 1.2 1.3 1.4 I S

Peaking fac to r

F i g . 3 . 1 3 Reduction r a t i o of coolant f low in hot bundle

( comparison between 1/12 core and two bundle models )

1 0 11 1.2 1.3 1.4 I S

Peaking factor

Fig.3.14 MDNBR vs. radial peaking factor ( over power factor = 1.12, 1/12 core model )

- 3 9 -

JAERI-M t!8-224

-E桐割

nL14hIEEERH4

・leLLKM1Jγi剛ikleL

l∞

(

按

)

。

--uEコSHOSE-

、、、句、、、、

S" 9S

量。-』』

oo--勾』

ロ

c--uコセ

ωM- 1 S 1.4 1.3 1.2 l.l 90

1.0

Peuking factor

in hot bundle Fig.3.13 Reduction ratio of coolant flow

comparison between 1112 core and two bundle model・}

Spiral rib /

五S

1.0

出∞ZQ2

1.5 1.4

1 L3 1.2 1.1 1.0

Peaking factor

radial p..kinr r.ctor

(over power r.ctor 1.12.1112 core mod.l)

-39-

Fig.3.14 MDNBR vs.

.IAFRI M K8 2 2 4

4. >*•/ / - 9 •*-*<'i <n%&%

m.W PWRcoWitft/j,[£,!!• nUfa. M-iftmr.K'i>•'<'fm^fcnm?;':>tm*JiW<*(<' *>• t • -".

2 ,Stf5/*f>*•'!•!; A; i v, ^ '.f'.'.Wit-jOy'CfoZ-, ti*r.fcW>\ctp>,r t, - n ^ <r>>ft"f4:Jg l\]-f <, . i ^ f f i iL tU. M W W 25S0°C, 50GWd/t IPf2390"CW. F £ t * £ 4 . 2)lcMLr(i , DN B R A* 1. 3 W l.^-ftWi-

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4.1 T.sU3)l,y7Z.'<--VmiP'i>

ill t»n,Sf5

Fijr.4.1 (c. mn&&Mtg ( T, m , x >. « f i ^ / FîfiiiHflff Tf» ) S t f * * ? ? £ifti$L &£>&%$] fifii<D&\i:*tr. Fig. 4.2 fC(i . 112 g l i W f ® T f m.„ i + -, h-f-+ > i- ^\M J-( F J H xomm^î-, Tlmaxii\itA,£<Di$i&»Mti)mr'P.-fZt)<. MWîs-j V <»®

,sy / - ?-*--M®ig[#|-?f'(it >&( D )frS.5mMT<F>i%&e>t>tcm&:&&,A.6Ctfii& ->/:= L^fe^c§n^f f l l i ^«*â8 lcex .T i 1 ô *[xlI2. T f n M X £>«£;&>£(i, « f c » L < k-£D=8.5moi. q L = 20 kw/m CD$£S£/T I T t ' S o C ^ t i ^ T f e F J H = 1.59 W FtTIi . T f max '.i®nmm-&&UT±te->-C&<Q. T, m a x IC*N-S&<*m. ftMl'ltfiftcOftlPBifitt'i

I2> D N B R r.-D(Dmm^.( K f K 4 EPR I )IC«fc5DNB*ia(tm©tt^(Sl5>A-«rFig.4.3*C^-r0 *P

-OAngRTiiKfKffilia^;, *ngf!-f[4EPR I fflKIS;*^^ D N B » i K ! ^ 4 x . t l < « „ Fig. 4.4l=(2DNBRffltt2fiSl#*£*?-„ g/hDNBRte, KfKfflRJj£T{2^L/ftCltti£T£? :

SffllcftL, EPR IfflBHS'Cfiip.il.An/i^lilf 2/3ffl(43?TtL;. LA^fcKf K ffldU^lc: i. Sfi=fc *) fci£§ 4fc r.Ti> -So

g / h D N B R © g - ^ ' 7 ^ - ? « c ^ t t ^ Fig.4.5~4.18(C/^-r o c n ^ l i F J H = I. 5 , £ &

NBffiB5j££BH>fclS£©S'hDNBR OffgpgflliBii 1.17 <fctt->Tl>.5#. C CTIi K f K&tfEP

- 4 0 -

221 ~1 KH /.¥FRI

aτptearHIll-

パ才メータサーベイの結束1.

ft，llll P W Rの鍬mEfJ.i安，11')，(~~' t. J !Ii 'i;l;・ líff~i;叫叫づj\~ ，!、 11 年の明1. '，~止に11:唱j貯1!，'イ|て1}、f即I(れレ'ぺ

例料A者向 I~Pt[が榊，のふ錨えはい』

J!fS;同除機ふ'1・じはし・内

/.i.がト t.;t) のである. r~':j"d税事事1/<.tFi V. t) ~_れらの様相今)1司 /11 する，

z

米Jl(.l尋問寺

[)¥JRRか IHJIーや件1泌す

I/r:r閉しでは.

2)IC聞しては.

グ》

2.1，)00C， .10 GWrl/t正干 2190nCj;)トとナること，

ることで犠準与謝Jfする三とができる Al例し目 jílf転時の突~?~'・ f心的減変化V~鮮に勺いては特別 IC

~~害するかわりに. j~H'u官J 112;~時をこれに、竹てるものとする「現用 PWR では定常1事事i. 1痔の鰻

ノJ.fJ.'JBR""" 1.8である三とそJfr.1:するとd-らJζ7ーシンが必要か t)しれない)"ここでは"十

主主結果~U己二<'i‘ ~rtl.心にまとめる、

スパイラルリプスペーサ型炉心4.1

燃料品度

Fill・4.1iζ. 燃料般β尚i届度度， ( T叫f

号噴Fの勧方向分4布h右-の伊例|をを?示すη F引iQ". 4.2 ，に乙は. 112劣過負荷時の Trm.1Xとホットチャンネル閃

子(F JH )の関係を示す。 Tfmax ，主J4とんどの場合燃焼初期j(lt:.ずるが.燃料ベレ y トの熔

融温度は燃焼度に依存するので燃料寿命中総融点以下であるとはlむらない。しかしながら，本

ハラメータサーベイの範開ではヒン径(0 )が 8‘5mm以下の場合のみに雨量点を錨える乙とがあ

った。しかも大部分の場合燃焼初期に越えている。本間は， Tr milxの観点、からは，最も厳しく

なる 0=8.5 mm. qL = 20 kwl mの結集を示している。この場合でも FJH = ¥.59以下では.

Tf maxは明料溶融温度以下とな勺ており. Tf max ，ζ対する条件は..tr;，し、成立件の制限とはなら

なし、ことが分カ〉る。

111

D;..JBR

二つの相関式(K fKとEP R 1 )による DNB動流東の勧方向分衡を Fig.4.3IC示す。炉

心人口部ではKfK相関式，出口部では EPRI相関式が高い DNB然流東を与えている。 Fig.

4.4にはDNBRの柏方向分布を示す。長小DNBRは. K fK相関式ではが心出口付近で生ず

EPRI 相関式では炉心人口からほぼ 2/3の位荷で生じ.しかも KfK相関式IC

121

過負

るのに対し.

よる値よりも低目となっている。

最小DNBRの各パラメータ依存性を Fig.4.5-4.18IC，)ミす。乙れらは F4H = 1. 5.

荷 112第時の結果である。これらの結果から以下の特性が明らかになった。

A) 原子力安全審査指針集改訂4版(1錫~)によれば. PWR炉心然設計のために新しく作成されたD

NB相関式を用いた場合の最小 DNBRの許容限界僚は1.17となっているが.ζ こではKrK及びEP

R 1の設計例にみられる基準に従った。

-40-

JAERI- M 8f 2 24

ii) t"-y *• -it'T-fc°W*£i8an£ # * : $ & . Kf K#H5IW-C1<iAiA-fifi*i///f-:-r-5^<iWL-<:. EPR I|fira^»^J|J!iftl^lCif);j[ |-rsWl")«^^n*o M. Dalle Donne (t. £©D',i [*llii£ ft ©fflBg^K(i v ^ 7 ^ 'J 7'©Mrt<->Jr«£ t l T l ' ttl, * /;a6T<fc * t ffiffii L Tl < «oM >

ill) f y j | - S f t ' . y f « | ^ / : l ! J f t , KfKffllKlx^Tfiftl^trt/K/fftVS^. RPR I

IV) $|iJ/j£16kw/m;0>£20kw/mKi?Mll£#fcJ$6, KfK, EPRI \tiMmA<»WX-t km®"'? * - 9 iat%tllit'ikft-&T, Hif#T#J8*( S&WfifiT 0.09 - 0 . 1 2 ) , $ # -Cm296 (H&ttWr- 0.12-0.14 ) [ i ^ W ( C ^ ' > t 5 Q

V) ^J*£2m*>£3mlCigj!ra£#;fci#&, K f Kffl^j^ffl^*lifib © A 7 * - ? K-?-ttl2 i'«c#-a-T, i^l3*(*fe*ffi"t?0.14~0.17 ) \Hm-HcM'Pt Z„ -H. EPRI filKW

(3) ^j^tttr.ft&tttt ^Wffl&^'^-ll^liJiTttiiC U„, ) © 2 H t £ Fig. 4.19 , 4.20lOj'r<L e - y - W M ^ W V l c

ti, e vSA-si^fln-TS <h*P-.C»H:tU&O'4?li=Ji5eiiyf±.m*«cIflOil-T-5*<, t .y -f rt<*£l>J&ftlcfi W l f i l i t y i l t l J i A i ' M - L ^ C i S o Fig.4.21 K. - » * i f t t t f f l t f f t * / J i t . Fig. 4.22 Kli . -»c*©«i|ISlc«k 4K13 * L nJ«fe*pMl>ftttifl £-&'#tfiiH©Klf*£/]<-f o *W J: O , 9 5 £ ( 3240 MW, ) &/jB#l£— l^^fcl^49.3 x 10'kfl/h * f i ! i ' ^ cD«i^lK^Hit C iAi

4.2 yi j - ; /h '*"*—9-SHF'O

(1) « & * £ £ £ ^ W f t B ^ S ( T f m a x )ffl*.y h f ' +y^^W-F ( F J H )<&fr-t'i;(i Fig.4.23IC/j<Lfc«t-?lc

X ^ M 7Û 7 ' x^ - *© i i££ rH ]$ !© fS |S ]£*LT i , ô L*>U T f m , i x ( i $#??(•: ->^ A o ^ f i t ^ C t i a o t , 30oC~50°CfiSTLTl,ô t f t i iSUS304 i ^ A o ^ S a t l i ^ i / ? h • KS®FiH©*'y7*=3 y^^? ^ yx*s '^# <^^>SfcJ6T*-5o ?' 'J •> Kx-s - *£{£ff l L fcJ§£ &, T f m a x K J i t S*frtt*riiC'SS4tto«U(B i l i t t i t t i \,

(2) D N B R Fig.4.24, 4.25 ic, ^ f t -pnDNB j*&Bfi&£ DN B R ©fWfavMj^/j'ô rfij-ff £ fc x ' *

-f 7^'J7 'x^--9-©i#££[Hl1f©*g|S]£7pLT^£o fcfc, *ffl5©Ci;litiOLDT/j'<^nT^ S©fi , 7*'J -J V(Dmn&&Z%ffi3(Djjm££^rm2.2.2{3)B\z^ltzbcD£K)frUiO>b $ < I3:5EL/;*#£©*£*-?* 5 0

g ' h D N B R © & " ? 7 ; < - * j £ # t t £ . F J H = 1 . 5 , ia&ffi 112 9$BSlcol>T Fig.4.26 ~ 4.43lc*-r o X/-M 7^ ' J 7 ' x ^ - ^ * p / i l « © 4 # & £ l t # - f 3 £ , *J/hDNBR l i H U l c * § < f t , t l ' J ifi, &'•* x / - ? flc#1*tiJilT©iiO 19 T * £<,

- 4 1 -

JAERI-M 8f 224

1) K f K相関式の結果は一般に EPRI相関式の結果より両日のflfiをリえ .20劣以t-.f1h墜す

る媛合もある。両x.の結果は炉心が欄慌になるに従って近づく。

/1) ヒ。γ チ 4EUでピンf手をt視力nさせた場合， KfK相関.rtではMλ:fI(i!ji(i(1するのに対して目

EP R I.ffJ閣式の結*は1/1調iζWOJllする傾向がみられる。 M.D(lII(' f)onnf' it. この/1;[

閃は後手?の相関式にはスパイラルリプの効果が巧;'r.f.されていはいためであると指摘してい

るw

i/I) ピン筏一定でビッチを即'/}JIIさせた以{7， K f K特|閉式では般大fil'iが(i{fーするが. 巳PRI

将i閲式では単調lζ減少する(あるいは，非常に倒w.'な所iζ似・大仰がある)。

IV) 線出fJを 16kw/ mから 20kw/mlζ憎加させた湯合， KfK， EPRI 両相関式の結w.と

も他のパラメータにはそれほど依存せず.wjlrで約 8~ち(絶対fl自で 0.09 -O. 12 ) .後x.で約12~あ(絶対値で 0.12 -0.14 )直線的に減少する。

V) 炉長を 2mから 3mlζ鳩加させた場合. K f K相関メ;の結果は他のハラメータにそれは

ど依存せず，約13%(絶対僻で O.14 -O. 17 ) I白線的iζ減少する。 -h¥EPRI相関式

では直線的に減少はするが，クリアランス(P -D )が小さいほど減少率がんきい。

(3) 流力特性と二次系特性

炉心f{損及び炉心平均流速(U 111 )の安化を Fig.4.19 .4.20lC:/);すo ピッチが小おい地合lζ

は，ピン径がt曽加すると炉心fHU&びギ同流述は急激IC:J:f/1J1lするが，ビッチがλ;きい場合IC:li

炉心!子績はヒン筏ILほとんど依存しなくなる。 Fig.4.211L.-次系流績の変化を I)~す。 Fig.

4.22 ，ζは.二次系の制限による取り出し可能炉心熱tl:Jj)と一次系流量の関係をぷす。本凶より，

95% ( 3240 MWt )出力時比一次系流僚か 49.3x lOdkll/hあればその熱を取り 111す乙とが

できる乙とが分かる。

4. 2 グリッドスペーサ型炉心

(1)燃料最高温度

燃料重量高温度 (Tr max )のホットチャン不ル岡子(F JH )依存性は Fig.4.23ILぶしたように

スパイラルリブスベーサの場合と同様の傾向を示している。しかし. Tf m.1Xは被揮官(1.二ジル

カロイを使用する乙とによって.30.C-50.C低下している。乙れは SUS304とジルカロイ被

覆ではベレット・被覆管聞のギップコンダクタンスが大きく変わるためである。グリッドスベ

ーサを使用した場合も. Tr max Iζ対する条件は炉心成立性の制限とはならないの

(2) DN B R

Fig.4.24， 4.251L，それぞれDNB熱流裂と DNBRの納方向分1tiをiJ;す。 rdo-1号ともスパ

イラルリプスベーサの場合と同様の傾向を示している。なお.本節の[ヌ]rtOL Dでηlされてい

るのは，グリッドの圧掲係数を文献 3の方法ICよって第 2.2.2(3)節IC'J~ したものよりか江り小

さく設定した場合の結果である。

最小DNBRの各パラメータ依存性を. F，IH=1.5.過負荷 112~臨時 IL ついて Fig.4.26 -

4.43に示す。スパイラルリブスベーサ型炉心の場合と比絞すると，絞小 DNBRは一般に大

きくなっているが，各パラメータ依存性は以下の通りである。

-41-

I

JAERI-M 88-224

i) K f K « M 3 £ £ E P R I « M i £ T l i M * « ± f f i a r * * $ 6 k * * ) . iffl©«»2CiM@5i.>ffi*

iii) f^*f t#t tJ i i^ff lMJi : i fcîaff l« | f i l*^L. SffiKttSSi-ft/jNDNBR l i /hS< tt -5„ * (DfcmiM K f K W i t ; £>#!!><$#:*: £ t, ^

IV) *W)#£ 16kw/m^20kw/mlCiWJI]t^tBft. ffitflM^K cfcSftiKi fe. <l!j©^"7> - * fc Ji«i#-a-f. K f K ffllJg^T'^ 7 % ( fft*tfififT? 0. I - 0.13 ) , E P R I W I ^ T M \2% ( *6*tife 0.14 ~ 0.15 ) iflHWJKftS'J^So

V) *P&(&ff.#.lix^M 7 ^ ' J T ' x ^ - t i R x D i S f t i l . i l T ' ^ S o KfKffll»]jA'.T[i2 m*^3.5mlcm(llI$-a-3tiS^, #J12* ( feftfiT'0.18 ~ 0.2 )«SSWNC$'>1-So EP RimfflxKr-timmwtte'ptzfr, ^ o a & w i ^ ' j T ^ y x c P - D )!£&&#u ?

(3) «E7j«tt<k-ft^#tt •j^ê-'ti&oîi^^îi©^^^Fig.4.44, 4.45ic#-r„ —acâEacs-ft* Fig.4. 46l<l7p:-ro

- 4 2 -

JAERI-M BB-224

i) K f K相関式と EPRI相関式では20勉以上相iきする場合もあり.前の粍制式が高い債を

与える。両相関式の結果は炉心が禰密になると近づく。

;D ピッチ一定子ピン径を変化させた場合.両相関式とも最大僻を取るビン径が存在する。

そのピン径は. EPR 1相関式の結巣の方が，禰僚側11:::現われる。

iii) ピッチ依存性は両相関式とも同様の傾向を示し.関僚になるほど般小 DNBRは小さく

なる。その依存性は KfK相関式の方が幾分大きい。

IV) 線出力を 16kw/mから 20kw/ m IC榊1mした樹合.雨続l関式による紡!恭とも.他のパラメ

ータには依存せず， KfKfll閲式でが~7 % (絶対側で O.1 -O. 13 ). E P H I相関式で約

12% (絶対鮪で 0.14-O. 15 ) 11'(織的IC.減少する。

V) 炉長依存性はスパイラルリブスベーサ却炉心の場合とI<iJ織である。 KfKf!:I閲式では 2

mから 3.5mlζ附加させた湯合.約12昔話(絶対値で 0.18-0.2 )債線的に減少する。 EP

R 1相関式では直線的に減少するが，その減少率はクリアランス (P-D)Iζ依存し，ク

リアランスが小さいほど減少率が大きい。

(3) 流力特性と二次系特性

炉心斤ー損及び炉心平均流速の変化を Fig・4.44. 4.45 IC.示す。一次系流量の変化を Fig.4.

461ζ示す。

-42-

JAERI-M 88-224

S P I R A L R I B S P A C E R (112*)

0.25 0.5 0.75 RELATIVE AXIAL DISTANCE

F i g . 4 . 1 A x i a l d i s t r i b u t i o n of fuel t e m p e r a t u r e ( s p i r a l r i b )

O

2600.0

2500.0

X < i l 2400.0

SPIRAL RIB SPACER (112*/.) QT (95V;): 3240 (MWT) D : 8.5 (MM) QL : 20 IKW/M ) LC : 2.0 ( M I

2300.0 1.4

— _ -o-P : 13 (MM! -A-P ! 12 (MM)

- -HP : 11 (MM) -

1

•* P : 10 (MM)

I

1.5 1.6 1.7

FAH

F i g . 4 . 2 Maximum fuel temperature v s . hot channel f a c t o r

( s p i r a l r i b )

- 4 3 -

jAERI-M 88-224

，Fhr?IubtepK1fl{fo

、、:! SPIRAL RIB SPACER (112彊}

F _.. 1.5 <>11

QT 3240MWt

P 11闘

D 9.5副

LC 2.0欄

q J. 1 6 k'/'情

2500

2000 t-

1500 ・ー

(U・)両国ロド〈同同弘司H'H

1000・』

1.0 0.75 0.5 0.25

RELATIVE AXIAL DISTANCE

Axial distribution of fuel temperature ( spiral rib ) Fig.4.1

5PIRAL RIB 5PACER (112%) QT (95%): 3240 (MWTl o : 8.5 (MM) ー四-

Qし:20 t KW/M I LC: 2.0 (M )

2600.0

2500.0

{O}×〈芝比ト

4ト P 13 IMM 1 喧・ P 12 IMMI + P 11 IMM) 骨 P 10 (MM)

2400.0

2300.0

1.4 1.7 1.6 1.5

FAH

Maximum fue 1 temperature vs. hot channe 1 ractor

-43-

( spiral rib )

Fig.4.2

JAERI-M 88-224

S P I R A L R I B S P A C E R 112* Q T : 3 2 4 0 M W I P : 1 1 .» D : 9 5 o«

0.25 OS 075

Relat ive axial distance

F i g . 4 . 3 Axia l d i s t r i b u t i o n of DNB heat f lux ( s p i r a l r ib )

SPIRAL RIB SPACER 112 ft •1 : 3 2 40MWI

: 1 i n D : I S n

« n 55 a

0.25 0.5 0.75

Relat ive axial distance

F i g . 4 . 4 Ax ia l d i s t r i b u t i o n of DNBR ( s p i r a l r ib )

44

同

E¥津町再)肖=ご百ω』

-ωUニこυ

JAERI-M 88-224

SPIRAL RIB SPACER 112$

Q-r 32HMWt

P 1 1 ・・D 9.5 a.

LC 2.0 剛

q L 1 6 日/'"

一首

• • h

a『九

九

日噌、

1

• 、h

、.、、

• 、

• 、、•

、

¥¥/問

、、・‘

E

・E

・-‘.‘.‘.. ‘

・・・，ー

0.25 0.5 0.75 1.0

Relative axial distance

Fig.4.3 Axial distribution oC DNB heat C1ux ( spiral rib )

同

国

za

自PIRAL RID 6PACER 112需

ι3240MWt

1I・・D 由5圃

LC 帽

q L 1 6 kl/'帽

2

、1 1 、、、、

/¥¥¥ ‘，-

EPRl -~~_ーーーーーーー"

/-

l t t f

f 〆

〆..

。 0.25 0.5 0.75


1，0

Fig.4.4 Axial distribution oC DNBR ( spiral rib )

-44-

KFK

I en

SPIRAL RIB SPACER 112*. « FDH : 1. 50 x EPRI QT (953S : 3240 &WT) + ,. LC : 2. 0 (M> a -/ QL : 16 (KW/M) o y & oo ft oo ia oo i:. oo

(P-13) (P-12; (P-l 1) (P-IO) (P-13) (P-12) (P-l I) (P-10) 11 00

i i

P i n d i a m e t e r , D ( m m )

F i g . 4 . 5 M i n i m u m DNBR v s . p i n d i a m e t e r

( s p i r a l r i b , YiH=\ . 5 , L c = 2 . 0 m , Qj.= 16kW/m )

K CQ Z Q S

KFK

SPIRAL RIB SPACER 11 2% FDH : 1. 50 QT (9 596 : 3240 MWT) LC : 2. 5 M QL : IB (KW/M

x EPRI

(P-13) (P-12) (P- l l ) (P-10) (P-13) (P-12) (P- l l ) (P-10) l& 00

8

> in

00

P i n d i a m e t e r , D ( m m )

F i g . 4 . 6 M i n i m u m DNBR v s . p i n d i a m e t e r

( s p i r a l r i b . F i H = l . 5 , L c = 2 . 5 m . Q i = 1 6 k W / m )

'ーー'一'市 r__，->，司晶『ヲーーで宮兵"'7""!?-'恒雄司... 守芳明守、哩哩・・.

• KFK (P・13)lt (P-12)

争々 (P・11>

・" (P司10)x EPR I (P-13) + (P-12)

企作(P-lll申 γ (P-I0)as・ ll.00

』草

11296

.，，""

SPIRAL RIB SPACER FDH 1. 50 QT (959Q 3240働側π3

LC 2. 5 ~ QL 16 <KW/M)

・00 ・001.00

-

減 KFK 伊=13)夫。 (P-12iφη(P-lll 。 (P-I0)

x EPRI (P-13) 斗 (P置 12)

a ャ (P~1 11

0 グ (P曹~Q)

日 00 12. 00

」一一」→=

112%

10. 00 .

S?IRAL RIB S?ACER I'DH 1. 50 QT (959Q 3240伽!WTl

LC 2. 0 ~ QL 16依:W/Ml

& 00 ・001，00

s

。即時

-

e

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・

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・-OA--

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B

."00 • 00 • 00

S 6

'.00

T .)~

7

:0. "0 y

• 00

T 型。。

m

m

D

Minimum DNBR VS. pin dia.meter

( spiral rib. FJH=1.5.Lc=2.5m. 'u，=16kW/m )

Pin diameter.

Fig.4.6

D (mm)

Minimum DNBR V&. pin diameter

( spiral rib. FIH=1.5.Lc=2.0m. ~=16kW/m )

Pin diameter.

Fir.4.5

I

7. 00 J.

CD z Q

s

SPIRAL RIB SPACER 11294 FDH : 1. 50 QT (9 5 » : 3 2 4 0 WWT) LC : 2. 0 <M> OL : 18 OCW/M) L 00

« KFK (P-13) x -/ (P-12) • // ( P - 1 1 !

* (P-10) EPRI (P-13)

* (P-12) „ (P-11) ,, (P-10)

12. 00

3

Pin diameter , D (mm)

Fig.4.7 Minimum DNBR vs . pin diameter ( spiral r i b , FjB=l .5,I«=2.0m. Qi=18kW/m )

s KFK (P-13) X * (P-12) • * (P-ll)

SPIRAL RIB SPACER 11 2% « " (P-10) FDH : 1. 50 X EPRI (P-13) QT (95?« : 3240 (MWD + » (P-12) LC : 2. 5 <M) A * (P-11) QL : 18 OCW/M) o * (P-10)

(A CO Z Q S

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s

Pin diameter , D (mm)

F i g . 4 . 8 Minimum DNBR vs. pin diameter ( sp i r a l r i b . F i H =l .5 , I«=2 .5m. Qi,=18kW/m )

一一一掃抑制的---~-.... 守~-司戸、.~-.-、句~~竺害-ヨ姐'嗣'圃圃

震 KFK (P-13)

~ (P・12)φ 今(P-lll

o (P・10)x EPRl (P-13J + (P-12)

d " (P・11l@φ (P-I0) E L 00 12. GO

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11296

11L 00

SPIRAL RIB SPACER FDH 1. 50 QT (9596 3240 MNn LC 2. 5 (M) QL 18依:W/M)

.. 00 t. 00 o

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製 KFK (P-13)

~ " (P-12) + " (P-ll)

・" (P-I0) x EPRI伊"13)+ (P"12) A 砂伊-11l

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S?lRAL RIB SPACER FDH 1. 50 QT (9596 3240 cmm LC; 2. 0ω QL 18依W/MJ1. 00 t. 00

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Minimum DNBR vs. pin diameter

( spirs.l rib. FIB=1.5.k=2.5m. ~=18kW/m )

Pin diameter.

Fig.4.8

Pin diameter. D (mm)


( spiral rib. FIB=1.5.k=2.0m. ~=18kW/m )

Fir.4.7

m z o s

* KFK x '•

* * SPIRAL RIB SPACER 112% o ,, FDH : 1. 50 x EPRI QT (9550 : 3240 <MWT) + " LC : 2. 0 (M) A QL : 20 CKW/M) o ,

(P-13) (P=12) (P - l l ) (P=10> (P=13> (P-12) (P=ll) (P=10) 12. 00

2

Pin d i a m e t e r , D (mm)

F i g . 4 . 9 Miaimum DNBR v s . pin d iameter

( sp i ra l r i b , Fj H =l .5 ,Lc=2.0m. Qx.=20kW/m )

CQ 2 a

X KFK (P-13) X // (P-12) • V ( P - l l )

SPIRAL RIB SPACER 112% # » (P-10) FDH : 1. 5 0 X EPRI (P-13) QT (9 590 : 32 40 GWD T ~ (P-12) LC : 2. 5 (M> A * ( P - l l ) QL : 20 (KW/M) o • (P-10) a. oo a oo ia oo I L 0 ' ^ 00

> TO

00 00 I

to


F i g . 4 . 1 0 Minimum DNBR v s . pin d iameter

( s p i r a l r i b , Yta=\ -5 ,Lc=2.5m, Qt=20kW/m )

一一一一一一一

'‘ KFK (P=13l lt " (l'= 12) . '.1 (?-11l 。 !P=10)

x EPRI (?=13)

... {l'~12l

d (?=11l o 9 (?-10) 11.. 00 !l. 0。

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11296

l!:t 00

SPIRAL RIB SPACE~

FDH L 50 QT (95ge 3240 MN1i

LC 2. 5 (M) QL 20 (K¥VM

，. 00 Q 00 7.00

1

機 KFK (P-13)

lt (P=!2) φ(P=I11 。 (P=lO)

x EPR 1 (P=13)

+ (PZ 12l d 内 (?=!ll

o 9 (P=lO) 11.00 l%. 00

事

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10. 00

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SPIRAL RIB SPACER

FDH 1. 50 QT (959曲 3240(MWli

LC 2. 0 1M) QL 20仰VMl

a 00 t. 00 回1干

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D (mm)


( spiral rib. FIH=1.5.1.c=2.5m. 'u.=20kW/m )



( spiral rib. FIH=1.5.Lc=2.0m. 'u.=20kW/m )

Pin diameter.

Fig.4.9

I

SpiraL r i b (112 X ) FiH=l. 5 Lc=2m QL=16kW/m

1.8

KfK, D=8.5 KfK, D=9.5 KfK, D=10.5 EPRI, D=8.5 EPRI, D=9.5 EPRI, D=10.5

9 .0 10.0 11.0 12.0 13.0 P i t c h , P ( mm )

14.0

Fig.4.11 Minimum DNBR vs. pin pi tch ( sp i ra l r i b , FiH=l .5,Lc=2.0m, QL=16kW/m )

SpiraL r i b (112 % )

F„H=1 .5 L c=2.5m QL=16kW/m

1.8

0 . 6

-»— KfK. D=8.5 — KfK, D=9.5 -— Kf K, D=10.5 - * - E P R I . D=8.5 — EPRI. D=9.5 — EPRI, D=10.5

9 .0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 P i t c h . P ( mm )

> » T £ 00 00

Fig .4 .12 Minimum DNBR vs. pin p i tch ( sp i ra l r i b , F ^ = l ,5.Lc=2.5m, QL=16kW/m )

，ョ司町一-::--，.~-~"円~，，-----開園町

0=8.5 0=9.5 0=10.5 0=8.5 0=9.5 0=10.5

一-KfK.ー---.KfK. ー→ー KfK，ー骨ー EPRI.ー+ー EPRI.ー+ー EPRI.

(112 % )

F dH=1 .5

しc=2.5m

QL=16kW/m

Spiral rib 0=8.5 0=9.5 0=10.5 0=8.5 0=9.5 0=10.5

一-KfK.ー唱-KfK. ー← KfK.ー噌ー EPRI，ー← EPRI.--EPRI.

Sp i r a l r i b <11 2 % )

FAH=1 .5

しc=2m

QL=16kW/m

1.8 1.8

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1.4 ----1.6

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Pitch. P ( mm )

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0.6 9.0 14.0 13.0 10.0 11.0 12.0

Pitch. P ( mm )

0.8

0.6 9.0


( spiral rib. FJH=1.5.1ε=2.5m， QL=16kW/m )

Fi(.4.11 Minimum DNBR刊. pin pitch

( spiral rib. FJH=1.5.Lc=2.0m. (a=16kW/m )

I

Spiral , r i b (112 % ) Fi H =l. 5 Lc=2.0in QL=18kW/m

1.8

0 .6

KfK. 0=8.5 KfK. D=9.5 KfK, D=10.5 EPRI. D=8.5 EPRI. D=9.5

-+— EPRI, D=10.5

9 .0 10.0 11.0 12.0 13.0 P i t c h . P ( mm )

14.0

F ig .4 .13 Minimum DNBR vs. pin p i tch ( sp i r a l r i b , F i H =l .5,Lc=2.0m, Q/.=18kW/m )

m Q 2:

S p i r a l r i b ( 1 1 2 % )

FJH=1 .5

L c=2.5m QL=18kW/m

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

KfK, D=8.5 KfK, 0=9.5 KfK, 0=10.5 EPRI. D=8.5 EPRI, 0=9.5 EPRI, D=10.5

> PI 50 7 2 00 00 1

9 .0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 P i t c h , P ( mm )

Fig .4 .14 Minimum DNBR vs. pin pi tch ( sp i r a l r i b , F«=l .5,1«=2.5m, Qi=18kW/m )

一日 ~..~ "."=，...-<=-...~......門司"胃~宅担当閣.

ヘ"、

。=8.50=9.5 0=10.5 0=8.5 0=9.5 0=10.5

-・-KfK. ---KfK，ー+-KfK. ー噌-EPRI. -一←-EPR I. ー+ー EPRI.

(112%)

F4H=1.5

Lc=2.5m

QL=18kW/m

rib SpiraL 0=8.5 0=9.5 0=10.5 0"'8.5 0=9.5 0=10.5

-ー-KfK.

ー--KfK. ー+-KfK.

一"一 EPRI.ー←・ EPR1. ---+ー EPRI.

Sp i r a l r i b (1 1 2 " )

F'H=l. 5

Lc=2.0m

QL=18kW/m

1.8 1.8

1.6

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1.6

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Pitch. P ( mm )

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0.6 9.0 14.0 13.0 10.0 11.0 12.0

Pitch. P ( mm )

0.6 9.0

Fig.".14 Minimum DNBR vs. pin pi tch

( spiral rib， F~B= 1. 5.k=2.5m ， ~=18kW/m )

Fig.4.13 MiDimum DNBR vs. pin pitch

( spiral rib， F~B=1.5.1ε=2.0m ， Q.，.=18kW/m )

— P-13.D-10.5.LC-2 — P-12.D-10.5.LC-2 —P-ll.D-lO.O.Lc-2 ^P-12.D-9 .5 .Lc-2 — P-11.D-9.5.LC-2 — P-10.D-9.0,Lc-2 — P-11.D-8.5.L.C-2 H--P-10.D-8.5.LC-2

P-l l .D-9.5.Lc-2.£

Spiral r ib . KfK : FIH-1.5. OHP-1.12

' • ' 1 1 1.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0

Linear heat rata <u ( kW/n )

F i g . 4 . IS Minimum DNBR vs. l inear heat r a t e ( KfK co r re la t ion , spiral r i b , F ^ H = 1 . 5 )

--^-P-13.D-10.5,Lc-2 -—P-12.D-10.5 .LC-2 -H--P-11.D-10.0.LC-2 —— P-12.D-9.5.LC-2 —•—P-ll.D-9.5,Lc-2 —*~P-10.D-9.0.Lc-2

P-l l .D-8.5 .Lc-2 *~P«10.D-8 .5 .Lc-2

15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 Linear heat rate <u ( kW/n )

F ig .4.16 Minimum DNBR vs. l inear heat ra te ( EPRI co r re l a t ion , sp i ra l r i b , F J H = 1 - 5 )

マー一-，r~戸.-，_J__~_-. _'__~叩可司，，~却時'宮朝賀司幅

ー.....-P・13.D-I0.5.Lc・2・+ー p・12.D・10.5.Lc・2--+-・p.u.D・10.0.Lc-2ー+ーP.12.D・9.5.l.c・2-P・11.D・9.5.Lc・2-+ー P-I0，D・9.0，Lc・2---P-l1. D・8.5.Lc・2-ー--P.I0. D・8.5.Lc・2

ー....-p・13.0・10.5.Lc.2 鍋......-P-12. 0・10.5.Lc-2--+--P・11.0-10.O. Lc-2 -ーP-12.0圃9.5.Lc・2-ーP-ll.0・9.5.Lc・2- P・10.0・9.0.Lc・2m 骨一 P-l1.0008.5.Lc.2.-...-P-I0. 0・8.5.Lc・2--P・11.0・9.5.Lc・2.5

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15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 Lln .. r h・atr.鴎・ ql ( kWI開 3

181


F4H=1. 5) ( EPRI correlation. spiral rib，


( KfK correlation. spiral rib. F4H=1.5)

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I-M 88-224

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1.4

区田

20Z

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1.5

区白

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3.0 0.9

1.8 』‘&ゐ&晶色..... ιJ.U..I.

2.8 3.0 ( m )

1.0 1.8 3.2

F.lH=l. 5)

Fig.4.18 Minimum DNBR VB. core height

( EPRI correlation. spiral rib.

3.2

Fig.4.17 Minimum DNBR VB. core height

( KCK correlation. spiral rib. F.lH=1.5)

JAERI-M 88-224

* HO

S P I R A L R I B S P A C E R

q , : 1 6 k l /™

Fig.4.19 Core pressure drop vs. pin diameter ( spiral rib )

P= I 2P

* n 2.5 «

9.5

D (-)

S P I R A L R I B S P A C E R

q L : I fi kf /»i

F i g . 4 . 2 0 Average v e l o c i t y v s . pin d iameter ( s p i r a l r i b )

52

JAERI-M 88-224

rFili--i

SPIRAL RIB SPACER ーー一ー LC 2.0輔

自由ー LC 2.5四

QT・3240MWt

q 1. 1 6 kl/咽

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Fig.4.19 Core pressure drop vs. pin diameter ( spiral rib )

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SPIRAL RIB SPACER

QT 3240MW

q 1. 16 kl/I制

L C

，ー一ー....2.0_

6.0

4.0

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E P

1I---X 2.5'"

2.0

10.5

Fig.4.20 Average velocity vs. pin diameter ( spiral rib )

--52-

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88-224

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---・ 0-9.5.Lc-2. 01.-18 ・+・ 0-9.5.Lc-2.0L-20 ・・4 …D量 9.5弘， Lc伊-2.5.QI.伊，-16......白一目 0-9.5. Lc-3. O. 01.・16

』〉開

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95

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85

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65.0

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Splral rlb 40.0

80 70

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60 50 40

10 rote

30

Flow

20 75

QTノQTO・95"

35.0 9.0 14.0 12.0 13.0

P ( mm】

11.0 Pltch.

10.0

r low rat自Fii.4.22 Possible reactor thermal output vs.

in primary loop

Fig.4.21 Flow rate in primary loop vs. pin pitch

( spiral rib )

JAERI-M 88-224

2600.0

2500.0

U

2400.0

1 1 r QRID SPACER C 1 1 2 96 )

QT ( 9 5 # ) : 3 2 4 0 (MWT) D : 8.5 (MM) QI, : 20 (k l /M) LC : 2.0 (M)

O L D ( S U S 3 0 4 )

NEW

(Z i r c a l o y )

2300.0

-O- P 1 3(MM) -A- P 1 2(MM) - 1 - P 1 1 (MM) - X - p 10(MM)

1.4 1.5 1.6

KDH

F i g . 4 . 2 3 Maximum fuel temperature v s . hot channel factor ( gr id )

O O NMW(KfK)

C - — O NHW(RPIII )

+ + OLDCKTK)

+ h O I . U ( B P I l l )

0.25 0.5 0.75

Rela t ive axial distance

F i g . 4 . 2 4 Axia l d i s t r i b u t i o n of DNB heat lux ( gr id )

- 5 4 -

JAERI-M 88-224

P : 13 (MM)

p: 12(MM)

P:ll(MM)

P:IO(MM)

2600.0

2500.0

2400.0

(

υ

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Pin diameter, D (mm)

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( g r i d . FjH=1.5,Lc=2.0m, Qt=16kW/m )

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( g r i d , F j H =1 .5 ,Lc=3 .0m, Qz.=16kW/m )

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Fig. 4.27 Minimum DNBR vs. pin diameter

( grid， F4H=1.5，Lc=3.0m. Qe印刷1m )

Fig.<l.26 Minimum DNBR vs. pin diameter

( gr id. F4H=1. 5. Lc=2. Om. 'u，=16kW 1m )

GRID SPACER 112X FDH LC QL

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F i g . 4 . 2 8 Minimum DNBR v s . pin d iameter

( g r i d , F i H = 1 . 5 , L c = 3 . 5 m ( Q t=16kW/m )

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GRID SPACER 112χ FDH 1.50 LC 2.0 (門 i

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.50 8 .50 9 .50 10-50 11.50

Pin d iameter , D (mm)

Fig.4.30 Minimum DNBR vs. pin diameter ( gr id , Fj H=1.5.Lc=3.0m. Qz.=18kW/m )

GRID SPACER 1127. FDH LC QL

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Fig.4 .31 Minimum DNBR vs. pin diameter ( gr id , Fjfr=1.5,Lc=3.5m, Q t=18kW/m )

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FDH 1.50 lC 3.5 1M) QL 18 (KW/門}

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Fig.4.31 Minimum DNBR Vs. piD diameter

F4s=1. 5 .Lc=3. 5m. QL=I8kW 1m ( grid.

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( grid. F4H=1.5.Lc=3.0m. QL=18kW/m Fig.4.30 Minimum DNBR vs.

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D SPACER 112Z FDH : 1.50 LC : 2.0 (M) QL : 20 (KW/M)

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Fig.4.32 Minimum DNBR vs. pin diameter ( g r id , F,«r=1.5,Lc=2.0m, Qx,=20kW/m )

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Fig .4 .33 Minimum DNBR vs . pin diameter ( gr id , F*H=1.5.Lc=3.0m, QL=20kW/m )

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Fig.4.33 Minimum DNBR vs. piD diameter

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( grid. FAH=1.5.Lc=!!.Om. Qr，=20kW/m )

Fig.4.32 Minimum DNBR vs.

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Fig. 4.34 Minimum DNBR vs. pin diameter

( grid. FlH=1.5.Lc=3.5m. Qr，=20kW/m )

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( g r i d , FjH=1.5,Lc=3.0m. QL=16kW/m )

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F4S=1.5.Lc=3.5m. Qz.=16kW/m ) ( grid.


( grid. F.lH=l. 5 .Lc=3 .Om. QL=16kW/m )

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( F«-1.5. OHP-1.12. Grid. KfK ) ;

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( EPRI correlation. grid. FsH=1.5)


( KCK correlation. grid. LsH=1.5)

Fig.4.40 Minimum DNBR vs.

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1.7

1.6

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( KfK c o r r e l a t i o n , g r i d , F>y=1.5)

1.7

1.6

1.5

1.4

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( FiH-1.5. OPF-1.12. Grid. EPRI ) \

1.3:.

1.2

1.1 2.0 2.5 3.0 3.5 Core height Lc ( m )

4.0

F i g . 4 . 4 3 Minimum DNBR v s . core he ight

( EPRI c o r r e l a t i o n , g r i d , F«r=1.5)

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』〉同wm-iZEE-NN品

1.7

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1.1 1.5

1.8

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1.2 1.5 4.0

Fig.4.43 Minimum DNBR VS. core height

( EPRI correlation. grid. FIH=1.5)

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Fir.4.42 Minimum DNBR V8. core height

( KCK corl'elation. grid. FIH=1.5)

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Fig.4.45 Average velocity vs. pin pitch ( grid ) Fir.4.44 Core pressure drop vs. pin pitch ( grid )

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JAER1-M 88-224

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A) S : F^$^*fi}glteStrr4R5(1988{p)lcJ;t l t i ' . PWR^>*Sifi:J!t©*:»!>fe»rL < ffrd^tl / tDN BfflB85£-£-ffl^fcl§£®S'hDNBR (Dlff^m^-mt 1.17 i t t - o T l ' * * * . C t TfJKf K SO'EPR I ©Si te* ie*t> ft .&£*«:«£-,/;„

- 6 7 -

JAERI-M 88-224

炉心成立性の検討5.

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・、tFLh4i

前市の結巣を1);Iζ. I向転換料水炉炉心の成立する範聞を検討する。ここでは.絞投ilt.へのrillJ

な情報をm供するという観点から，がlを.縦1111力法ぴホットチャンネル|刈「のl収りうるIIIJWMと

いう形で幣Jlllする。

熱誠f 1J，l\W・におけるが心fJ見守:tl:の判断川市iは.通常運転H1t 及びiH!恥H与の日町田 'I;~ t~j必殺~イt状態 I e:

対して以ドの通りである。

iJ) 燃料ベレットが終融しない。

燃料般的i温度が.燃焼初期で 2550.C. 50 GWd/t時で2390.C( 10 GWdハにつき 32.C

低下)以下で確保する ζ とにより満足する。但し.前言Ue: ;I~ したように.本条件は常iζ満足し

ており.こ乙では言及しなし、。

冷却材が遷移沸騰を生じなL、。

最少DNBRが1.3以上を確保していることで満足する。この限界となるホットチャンネル

因子を F品とおく A)

ホットチャンネルでも飽和沸騰を牛.じない。

乙の限界となるホットチャンネル悶-f.を F314 とおく。 ζ れは第 2.2.3 (11節における F~1lに

⑨

(3)

等しL、。

製作性を有している。。〉ロッド間ギャッフ"が2mm以内を目安とスパイラルリブスベーサの製作可能範囲として，

する。

)

l

(

ロッド間ギャップが少なくとも 2皿有ること。

原子炉熱出力が参考とした現用 PWRの値から 5%以上低下しない。

DNBR等が最も厳しくなる運転時の過渡状態として.自Ij述のように本研究では 112%過負荷

しかし，現用 PWRにおいては定常運転時の最小 DNBRは1.8程度である

グリッドスペーサの製作可能範聞として.)

|

(

(吉〕

時を想定している。

乙とを考えると.さらにマージンを取る必要があるかもしれなL、。

二つの DNB相関式の結果は前章で示したようにかなり異なる場合もあるが.原研で行われた却}

高転換軽水炉限界熱流東実験の結果をふまえて，乙乙では主11:K f K相関式の結果を基礎とす

る。

ホットチャンネル悶子

仁記判断基準に基づき. Fig.5.1-5.6 Iζ スパイラルリプスベーサ型炉心. Fig.5.7 - 5.

34 Iζ グリッドスペーサ型炉心の場合のホットチャンネル因子の取りうる範閉(図中の斜線部

(1)

A)原子力安全審査指針改訂4版(1鈴8年 )κよれば. PWR炉心熱設計のために新しく作成された DN

B栂関式を用いた場合の最小 DNBRの許容限界値は1.17となっているが.ととではKfK及びEPR

Iの設計例にみられる基準に従った。

-67-

JAERi-M 88-224

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IV) D N B f f l M i U L T E P R IfflMatffl^fcW&ieti, SXD •? S * » h * + y* ^ S ?

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tt*a^. *piC»e:a**a<tt*ii^-c,*o. ffiraeoaij, £©*«=»* F5H> 1.5 t u s ?

H ^ i i . XJ£Wtt;WiHEtt*BEK£></cv*o c c o * # s * S f f l P W R i r ? i a « i L f c « ^ . I^W*«ff i***B«»K| i , ffc&WSlSH? ( FS ) 4 LT 1.05 . « « : & £ $ ( F§ ) 4 L T1 .03##*f t*„ S f . t , «fWtt8MF|pllJi*»*«aF ,jHOWt) ,5*±Hi9tt. " T f * J6fc F J H©±IB»4WT©88fll****o

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Fig.5.35 ( x^M 7 ^ ' J •yx^.-^-m^'L-). Fig.5.36 ( ? ' ' J y Kx^-lflMSpiilO *c ^ -To c©s#, *•„ hf+ y^-eitefoftW^tftt^fctoKii F 5 H ^ I . 5 * S S S L T I ^ J : tttttftt£fcl.\, ttfc, F | „ ^ 1 . 5 £ffiMLTl*fttf^<frffi;fc®Ta*5#jyrtT*5 4l*-5

X'»M ^njT'x^-ij-aitfJifr-eW: F5 H ^15te$iJpgH^4t t£ t t^©ri I I4W£:( ; i ;* :LT W ^ o ttfc, * * # ? & * . * y h ^ + > ' * ^ S ^ © | | / , j : s » ^ « c - 3 i - . T ( i , Sit4.1 (2)»©*S

- 6 8 -

E''u!ふrpHrU1ffl?i

JAERi-M 88-224

分)を示した。

スパイラルリブスベーサ型炉心11:対してはF'i g . 5. 1 -5. 6から以下の乙とが分かる。

j)ほとんどの渇合 F314で制限されている。

ij)燃料温度の制限は Fjbよりも厳しくはないので図中には示していない。

liD原子炉出力低下が 5~杉以内という条件もほとんどの場合満足している。 0= 9.5 mm，

qL = 16蜘 1m，Lc=2m及びD=8. 5mm， ql. = 18kw/m， Lc = 2.5 mの場合1<:(1，

それぞれ， P< IO.5mm， P< 1O.2mmの範聞でIIJ力低下が 5%以上となっている。なお，

この条件は.一次系統粛によって決まる F?" に対する F~II > 1. 5という条件とほぼ等価

なものとなっている(F~H> 1. 5 の方が少し厳しし、)。

DNB相関式として EPRI相関式を用いた婦合には.取りうるホットチャンネル因子IV)

は非常:IUJ、さくなる。

グリッドスベーサ型炉心11:対しては. Fig.5.7-5.34から以下の事が分かる。

グリッドの圧損係数の異なる結果(図中， OLD と NEW) では F114 及び F~H の取りi)

うる限界は， 3-5%変化する。

F~もと F~H の制限値については一般に、、，，l -l

F~~ ( E P R 1 相関式 )<F~H<F~~ (KfK相関式)

の関係がある。したがって， KfK相関式の結果からは F~H が制限となる。

iii)原子炉熱出力が制|混となるのは，ビン径が8.5mm及び 9.5mmでは炉心的iさが 3m以上の

場合.ピン径 10.5mmで・は炉心高さが3m以上.線出力が印刷1m以上の湖合である。す

なわち，炉心仔鍋が高くなる場合であり，前述の通り，乙の条件は F~H> 1.5とほぼ等

価な条件となっている。

なお，乙乙で述べたホットチャンネル因子は熱流力的な意味で・の因子である。すなわち.本

因子は.工学的な不確定性を既iζ含んで、いる。乙の大きさを現用 PWRと間程度とした場合.

工学的熱誠東熱水路係数には，被的不確定因子(F~ )として1.05，制作公差等(F~ )とし

て1.03 が含まれる。従って，核的な径方向出力分布係数 F~H の取りうる上限値は.乙乙で求

めた F"Hの上限値と以下の関係がある。

N _.~~ FAUの上限値Fヴ闘の上限値= 仰

Dn ~- ~.-.~ 1.03 x 1.05

炉心高さ

上記判断基準を満足する炉心高さの限界を，線出力 16kw/m，F"H=I.5の場合について

Fig.5.35 (スパイラルリプスペーサ型炉心)， Fig.5.36 (グリッドスペーサ型炉心)に示

す。乙の時，ホ.~トチャンネルでも飽和沸騰を生じないためには F~H 註1. 5 を満足していな

ければならない。なお. F~H 主主1. 5 を満足していれば炉心出力低下が 5%以内であるという

条件は自動的に満たしている。

スパイラルリブスベーサ型炉心では F~H 孟1. 5 ';J.制限因子とならないので図中には示して

いない。なお，線出力密度，ホットチャンネル因子の異なる場合については，第4.1(21節の結

-68-

(2)

JAERI-M 88-224

BthJ] 1 kw/miBJjU : B]mtete'Lo&& 0.13 - 0.2 mU'P FJHfiiQ.0lM'P'- " 0.05 ~ 0.06 niitfll]

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- 6 9 -

JAERI-M 88--224

fliltL;

果から推定できる。すなわち，

線出力 1kw/m憎加:可能なが心r認さ 0.13-0.2 m減少

FjHが O.削減少 If 0.05-0.06mt削日

-}j，グリッドスベーサ型炉心では，糊i腎側で飽和減;騰条件(Fjll> 1. 5 )， Jレース側でa移

沸騰条例:(最小DNBR>1.3)1ζよりが心山iさが制I!民されているが. スパイラルリプスベー

サ却炉心より 1111iいか.心が可能である。この場合.般小 DNBR> 1. 3 による ffliJIIJ~ l:i，

総出力 1kwl mWIIJII : 口Ifl~なが心111j さ 0.19 -0.27 m減少

FJHが 0.01減少 11 約007mt抑制l

{町し， F~II > 1. 5の条件はが心!1¥}J低下が 5%以内ということも必わしているので変化しな

L、。

線出力

熱流力的lζ成立する線/H力の上限値をスパイラ Jレリブスベーサ型炉心.グリッドスベーサ型

可能な炉心高さとlu]織の傾向

(3)

Fig.5.35とFig.5.37 Iζ示す。乙の湯合lこも，

スパイラルリブスベーサ型炉心では般小DNBR>1.3の制限は.

炉心両さ 1mの榊1JI1:可能な線/11j) 4.7 -7.6 kw / m減少

0.29 -O.印刷ImWI1JlI

炉心Ir.対して，

がみられる。

F JHカ{0.01

グリッドスベーサ烈炉心では.

炉心i:百さ 1mのW:1}1]: i:îJtì~な紛 /U }J 3.2 -5.3 kw / m減少

11 減少:

0.23-0.27kw/mW:力11

-69-

11 減少:F JfIカ{0.01

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Fit;.5.1 Design l imi t for hot channel factor ( KfK correlation ) ( spiral r ib . D=8.5mm. Qi=16kW/m. Lc=2.2.5m)

SPIRAL R!3 SPACER QT <°~M : 32 4 0 (MWT) D : 8. 5 (MM) 1L : 18 <KW/\0

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( spiral rib. D=8.5mm. Cu=18kW/m. k=2.2.5m)

Fig.5.2

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D・・irnlimit for bot channel factor ( KfK correlation )

{・piralrib. D=8.5mm. Cu=16kW/m. Lc=2.2.Sm)

Fi，.5.1

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SPIRAL RIB SPACER QT (9590 : 3 2 4 0 <MWT) D : S. 5 (MM) QL : 16 KW/M>

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( spiral rib. D=9.5nun. Qι=16kW/m. 1ε=2.Sm)

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D・・irnlimit ror bot channel ractor ( KrK correlation )

( spiral rib. D=9.5mm. Qz.=16kW/m. Lc=2m)

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F i f . 5 . 5 Design l imi t for hot channel factor ( KfK correlation ) ( spiral rib, D=9.5mm, Qi=18kW/m, Lc=2.2.5m)

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Fig .5 .6 Design l imit for hot channel factor ( EPRI correlation ) ( spiral rib. D=9.5mm. Qi=16kW/m, Lc=2.2.5m)

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Design 1 imi l for hot cha且nel ractor ( EPRI correlation )

( spiral rib. D=9.5mm. Qz.=16kW/m. Lc=2.2.5m)

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D・・irnIimit ror hot chann・tractor ( KrK corretation 】

{・piral rib. D=9.5mm. Qz.=18kW/m. Lc=2.2.5m)

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Design limit ror hot channel factor ( KfK correl&tion )

( grid. 0=8.5mm. Qz.=18kW/m. k=2m)

Pi tch，

Fig.5.8

P (mm)

D・・iill1 imi t for hot chann・1r&ctor ( KrK corr・I&tion )

( grid， D巴8.5mm.Qz.=16kW/m， k=2m)

Pitch，

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Fig.5.10 Design limit ror hot channel ractor ( KrK correlation )

( grid， 0=8.5mm， Qz.=16kW/m. 1ε=3m)

Pitch， P (mm)

Desirn I imi t ror hot ch&nn・1C‘ctor ( KCK correlation )

( grid， 0=8.5mm. Q.r.=20kW/m. Lc=2m)

Pi tch.

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JAERI-M 88-224

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(1) DNBttlliil^

DNBfllKWi LTKf K i E P R I A^^'fcSftT^SôWAS-fitJt t l Lf;^, rAitffCJifr'"

(2) X ' q ? ^ U -f)kXf'f 'I -J K f f lMi i f t

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(5) LOCAf$©fl?#r

- 8 9 -

JAERJ-. M 88-224

6. まとめ

JJMtl 100 fikw，.級 PWR プラン卜のが心及びその周辺部のみをJf\lり険えた If:j~il;換料水.J:J i に対し

てけ1仰セルモテソレ lζJI~づいて熱iñUJ特例:パラメータサーベイをh い.非!\inUJ (I~JIζ 成立IlJtI~ t..( 'J:J i心

パラメ -7のぬIJI:Iをl切らかにした。また，サブチャンネルコードを/11~、た全均 i心解析の結*と 1"1:

較する乙とにより. (jt{、7セルモデルの'll:ヨ1"1:を検討し.安全O!IJの，THilliを与えることを{rIlf必した。

パラメータサーベイの車内*から，核ti交，11ーを.i1tめる 1:でのililJI;Hとして，ホットチャンネルl刈t.総

III }J ，立ぴ炉心117Jさのl:I;H舶をよjとめたο 得制JIHJ刈f-Iζ関しては， (1)燃料Ni高温度は殆んどの樹合制

限|刈 rとはならない. (2)1&少DNBRはスパイラルリブスベーサ型炉心では制限閃子となるが，

クリッドスベーサ型炉心ではならない場合が多い， (心ホットチャンネルでの飽和l沸騰はグリッド

スへーサ引が心では制限|刈 fとなる.1415 cぢ以内のが心熱tJ1}J低ドは，スパイラルリフd スベーサ

型，クリッドスへーサ引とも.制?訟で11:損の大きい場合IC制限i刈子となる場合がある，事が明ら

かとなった。

本研究によって117i転険料水炉の熱if，UJ特例.の概必がlりiらかになったが.今後.さらに熱設計を

jjJjめるためには以トーの問題を検討する必必がある。

(1) DN B相11見I.r¥

DNBt1I閲式としてKfKとEPRIから腿'梨されている二つの式を使/11したが. rl1dn にはが

心の成立を/バイ[するほどの相速のある ll4~ もあり. tNlltの I~~:j ~、 DNB 将 i閲式が明まれる。

(2) スパイラ Jレリフ及びクリッドの1i立i由化

スパイラルリブあるし‘はグリッドの交;正によって. -hi心/Hll.DN B熱流東へかなり影響が

あるため.その最適化を似|る必裂がある。乙れは構造強度・製作的安#-とら大きく関連してい

るので.総合的な最適化がir求される。

(3) プレナムfすi斤

本研究ではプレナムは|:;郊に設定している。しかしながら.下部に設ii'r'した場合，炉心圧倒

が小さい，プレナム内力ス/Fが低くなる等の長所が考えられるので，尚転換炉心体系でも検討

する必要があろう。

(4) 具体的な炉心の熱流力特性の確認

集合体単位の全炉心及び集合体内のサブチャンネル解析を実施し，県本的な熱流力特牲を確

認する必要がある。そのためには，以下の課題の検討が必要である。

I )集合体問あるいは燃料ピン聞の冷却材混合は熱流力特性に少なからず影響を与えるので，

冷却材混合係数等の実験データ取得が章宏-である。

ii) グリッド周辺郎の熱i束力特性の確認

iii)集合体間ギャップへのリーク流鼠はホ y トスポット温度 k昇の要因となる。集合体ギャ

ップ 1mm程度では周辺流れ効果は 1-3%という報告もみられるが.確認する必要がある。

(51 LOCA時の解析

関密炉心形状で-の過渡事象の解析モデル，解析手法の確立が必要である。

-89一

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m

- 9 0 -

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謝古事

本報告書作成iζ当って.多くの有孫なコメン卜をT郎、た，安全工'字第二研究家，杉本; 純 :l;.

村公道の11可刷主任研究員に謝意をuします。

-90-

JAKR1- M 88 224

# # x m

1) Uotinen V.O. et al.: "Technical Feasibility of a Pressurized Water Reactor Design with a Low-Water-Volume-Fraction Lattice," EPR1-NP-1833 (1981).

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- 9 1 -

JAERl ~1 HH 224

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JAER1 M 8 8 - 2 2 4

# » 1 GAPC0N-THERMAL2 - H C a - HroffiSJf4Sffil?*Ta

WM-StSmWrlcii, ii<ft<\'0»Mt:•>(oKWI>$$li£iX:M-tZ C £ # t ? £ 6 GAPCON - TH ERMAL2 3 - K , 7 > £JiI^Tfj^/c„ * j H¥ "J? fiW > " « & £ £ « L Tt'£<,

. +' ..j 7 n V ?' </ 9 V x CO&Mt

(1) ^ u . y l-«MI :.W

/Mft$HtM*4^ ^ -y l-ffl^fzi^îLTfiHFiC/H-r Brancheria ©^'"'^ffiffl-TSo

K ' = D ' [ 2.88 + 0.0252 Ta ^ 5.83 x 1 0 - M Ta^ ]

f 21 /5"' - 10 P* ( 0.85- .P- 0.95 )

3 /5-1 ( 0.95- p--. 1.00 )

#>5 l -> (2 .

r 1 - 1.5P, ( 0.0-..P, ' .0.05 )

D, = •

L 1 - P f - 10 P (

B ( 0.05 

Fig. A 1. 1 (C#fifca?^©l,Ko^c7)Jf:1ffiit;^J.t^Lri,>-5o *t3Tc\ Brancheria (D&O.. SI EX Ml T / j ^ n t l ^ ^ , f l l )0î i t*5LTS: , S^ l ^^l^T r i :^ : f f l i J©#^ t j -x . r iô

Roth i Ha l t eman"" lcJ ;oT ' i -^^n^f -y^{5 l ! f f l - r5o

- 9 3

JAERl M 88-224

付録 GAPCON-THERMAL2-HCコードの燃料温度解析法

燃料温度の解析には.J.f命qlの燃料ビンのJtM，t不動をiD跡することができる GAPCON-TH

ERMAL2 コード川をJII~ 、てれった。4>:，ìf'W では以ドの現象をiS1被 L ている。

・ギッブコンダヴタンスの変化

・燃料の{可申Ii織化

-似う}手~/1:.IJli:ヵ・スの Fト~IJXと自主111

・ベレット())非~IIIð ')J~. ，)11¥付金jf-;η

ここでは，本;n'~?: ，ζ 1lI~、た物t'lイII'i 放びモデルを附 tltlこ il!?べる。

(1) ベレッ卜の物t'U!I'i

熱心、将呼t

i!i合般化物燃料ベレットの熱心i導'f'としては以 FI乙ぷす 8rancheriaの式 1耐を使!日する。

K" "'D， r + ( 5.83 x 10-1" )Ta" i

-， l ?RR+OO?S2Ta -- )

ここで，

( 21ρ→-10ρE

DI '" ~ I 3ρ ー1

2

( n.85・ー ρ 0.95 )

( O. fJ5ρ. 1. DO )

あるいは，

。aDa

nu

-

-

P

5

一

l

p

rEEEa

，、EEEE

、

一一D

( 0.0・.Pr<.O.05)

( 0目 05ピ'.Prピ 0.15)

Pr . {j fLヰ!

ρ :内論裕度に:対する相対続度

Ta 温度(oK )

Kr :熱心z導率(W/cm・OK)

Fi疋・ A1. 1 ，ζ熱伝導不のいくつかの評価式を比較している。本閃で. 8rancheriaの式は，

SIEX M1 で~ iJ~ されているが.他の式と比較して重要な高温践で安全側の備を与えている。

熱膨4長率

Rothと Halteman附 lζよって与えられたデータを使用する。

-93一

JAER1 M 88 224

« = C 9.45 exp ( -0 .0034 C ) + ( 0.0012 + 8.66 x 10"" C ) T 3 x 10""

"C\ a

C

T

mW&% ( i n / i n ° C )

PuOsCf^f f i f ( % )

i& l&! ( °C )

x 0 ,r. 'J v y

J VB = ( h, • V f • f + h r V,. ) BU

10,000 - ( 1 - f ) ( 0.8 V„ + 0.5 Vv + 0.3 V,. )

WM13 ( m}$t't:Mlc J; 6 * <? x ') y f\t =fc 6fWM"ft

I f i i ^ l ^ K o l ^ f f l x - J x ') yf^TI- 10.000 MWd/MTM - ^ C D J v / V

1300- i7oo°c«^ji-;')iic#>^tts^o{-);ini'i'jx•> -i. 'J y ft? 10,000 MW<I/

MTM M/i 0 « J V/ V £ 0. 4 % i flxVL'-f 5„ 1300 °C A> K, 1700 °C W|H] IC & S$.McO(*fl!

«« * l& :( MWd/MTM )

1700°CW [:omf\0)mii 1300 <CJa>'O«^O{*M

(*8t^n® l/3^W)AT']tc|f.]^-? fe»T-*S<tfa'Vu'-a-a£ x Ox ^ ^ K c t S W . ^ f i l l i r B

(i,

c. L t ' , J V B

f

v,

h,.

Bu

v„ J r B =

J _ 2 ' r

"TSo =>- K-Cii C h r i s t e s e n fflggfeC201

T R

= 1.367 x 10"6 log ,„ ( t ) + 4.8 x 10 4

fc^PB1(hr)T'*So

9 4 -

JAI~IH. M!l8 224

α= (9.45 exp (-1l.0034 C) + ( 0.0012 + 8.66" IO-~C) T) X 10-6

ここーで，

α :線膨rJj言;f1( in/inOC)

C PU O~ のf-i;釘事(匂)

T i~.I変( oC )

スウ ιリング

燃料のスウ .T. 1) ングによる膨必LtGe i thoff ~fJ.の問{，V:;"\ 111を{史111する。

BU J Vs = ( hf ・Vr・f+ h r V，. ) 一一一一一( 1 -f ) ( 0.8 V" + 0.5 V， + 0.3 V" )

"0 • ，.， 10，000

ここで. J VB :燃焼度(核分裂'f:.IJ.主によるスウェリングによる体積変化

f1~~命 i密度'1こ対する純i対街度

hr 燃料僚全体についてのスウェリング容で 10，000MWd/MTM巧りのJV/V

を¥.6 %とする。

Vr 燃料の tjt(なiてδ当りの体柏

11.. 1300-1700oCの何j械にある燃料のf.j;1Il的スウ .T. リングで 10.000MWd/

MTM叶りの JV/Vを 0.4%とIli叫する。

V" 13000Cから 1700

0CのIlllにある燃料の体的

Bu 燃焼度 (MWd/MTM)

V" 170Q.C以上の燃料の体制

V、・ 13000

C以ドの燃料の体積

体積増加の 1/3が納ぶ向lζ向かうものであると似kじするとスウェリングによる半f手助力11J rs

は.

1. j Vn

LI rR 一一一一ー日 2πr

燃料の再組織化

燃料の再組織化はある温度で起乙り，その温度は出力状態におかれた時聞に依存すると仮定

する。コードでは Christesenの関係式制

Jー=1.367 X 10-11 )oglo( t) + 4.8 x 104

1 RS

を用いて，再組織化の起こる温度(TRS (OK) )を決めている。 1:式は tは出力状態におかれ

た時間(hr)である。

再組織化を起ζ した燃料の半径と中心窄孔の半径は.上記の再組織ft温度と再組織化した燃

料の密度を基K計算される。燃料密度を以下の巡り仮定する。

--94 -

JAKR1- M HH 224

MHSmm 93 % T D

"$ fill Aft 95 * T D ( 1350 °C~ 1700 °C )

ft. W Aft 96.5 « T D ( 1700°cn k )

(2) SUS 304 ©Ml:flf

*M/c-"3*, 'JI'JMlO'iSifff^liASME Sec III ICtfiflN" •&„ -c ©fl!'©W!:.f|i'i(i 15 APCON -THERMA1.2 3 - K l c r t i $ £ n r ^ 6 ? v - v S-fMhJ/i,,

(3) JfceoWW

I l^(3S«'f-£-*xlA' !" )lt^iftLiif^„ iiifWAli. KiWffilc ' jx . 0*1 "Ci> o i>o>&m\\tZ>n

(41 + > v V'3 y y ? 'y y x

M " y l«£l#$TV©li-i]©-1--> 7 7 3 y O ? y *©,ift?:<C(i, G A P C O N - T H E R M A L 2

tc*ii^.£n-o^m..-i;&/iK>£0

15) F P * ' x W | l ! f '

T A C O 2 a ) T-«I/fi * n T l ^ i'KsK.(C J; 0 F P tf x « i |„4 ! £rtf-fiiii L fco

F( Bu.T) = f ( T ) 1 - e x p | -0.436 x IQ-" ( Bu-20,000) J

1 1- ~— exp L - 1.107 x 10'4 ( Bu - 20.000 ) [ 1 - f ( T ) ]

CCV, F ( B u , T ) : mWWBu ( MWd/mtU ) . M E T C r ) lcfctt-5 FP t fxJ fc l l iWi

f (T) = - 0 . 3 2 3 + 0.4077 x 10 8 T ( f (T) > 0.01 ).

Fi R .A 1.2ic t> < 'ifr<»m\\)y&;Wfctttz>biiih--¥!S:>j<itza \:xmxhm®t-n>]<£nz^ -So

(6) $1^4' m\iM.<n®UViMi¥li.UYO) D i t t u s - B o e l t e r O^sCiC <fc 0 ^ J 6 S „

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i f c . *«Blte»ro»fflf?i i i i i i f i l»l i<fc© Thorn ©^ 2 4 ) £rai^T,?f-ffi-f S 0

i T s = { 0.072 e x p ( - P / 1 2 6 0 ) } ( q " ) 0 1 1

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P

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Tw-Ts ( ° F )

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- 9 5

J^EI~I- /0.1 HH-221

MJ~H:1l織 93 yち1'0

てt・'IhM， 95 お1'0 (13500C-17000C)

件状品 96.5<'1GTO (17000C以上 )

燃料制度分1h.lI'l?:はr1jW織化した燃料ヒン11:品JLてれなわれるの

(21 SUS 304の物性Iii'

熱心J早宇中，引 ']l~ り強r{!'~守q j， AS M E Sec 111にベJi拠寸る υ そ(1)1ゅの4申'1ft1，I'".t l;八pじON-

1'HERM 八1， 2 コード lこ I)~脱されているデー引をl~iJlI-，)るけ

(3) J)<ω物t'l:(i1'j

"本機州学会 f娘、L}.f~Il，ζ 叩\~処する。 i!i似 )'\11. 文献2'2に， jえられているものそ他JlI.)る。

(41 ギャッブコンダアタンス

ヘレットと彼初代のIIlJのギャ y フコンダク?ンスの .ll'l~ には. GAPCON -1'HER MAL 2

に事11みi止まれているiIl初代を@、る。

(5) F Pガス1/，111'字1'ACO 23)で使lIiされている次式によりド Pカス牧111+を止f.抗Lた。

1 -exp l -0.436 x 10-< (Bll-20，000)J F( Bll，T) = f(T) +一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一[1 -f (T)J

0.665 十一一一ー expL -¥.107 x 10叶(Bll -20.000 ) 1

f (1')

ここで， F(!311，1'l 燃焼!政 Bll(MWd/mtU). 似度l'(oClにおける FPガス欣111中a

f(T) =ー 0.323ト0.4077x 1081' (f(T)>O.OI l.

Fig・A1. 2にいくつかの線111Jj'i何度に対する I/{/1¥中をIJ;Lた。1-.;.¥はlヌIqJfi皮線で・ぶされてい

る。

(61 熱(ui本

単純1流の熱伝達ネは以ドの Di(tus-Boe I terの.rI.:2引lこより求める。

h 0.. _ _ _ _ _ "" _ .， f = 0.023 Re". Pr'"

ζ 乙で h 熱{ム述率(Btu/hr・ftヘOF)

D.. 水力等価筒筏( f t )

.1流体の熱心i将率(Btu/hr・ft・。F)

Re 流体のレイノルズ数

Pr 流体のプラントル数

また，沸騰開始後の被OOn'l~ IflI煽度は次の1'homの式24)を!日いて訴価する。

L1 1's = { 0.072 exp ( -P /1260 ) } (q九M

ζ 乙で，L1 1's 1'w-1's (OF)

P 令却材Ir力(ps i )

1'w，1's 被沼管Ri耐温度と冷却材飽和温度(oF)

-95-

JAERI- M 88-224

ttfc. i$Mffl&f-!M B e r g l e s - R o h s e n o w 0>j£M ) :

q; = 15.6 p""( J T S y^/pWM

^ H H ' T * * 5 o h^T-q," tfffiWimbh&ffi-'M ( B t u / h r • f t 2 ) -?#>£„

T (TC )

F i g . A l . l Compar i son of fuel p e l l e t t h e r m a l c o n d u c t i v i t y

Dutt and Baker correlation NRC correction function

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Burn UP GWD/T

F i g . A 1 . 2 Compar i son of FP gas r e l e a s . . mode l s

- 9 6 -

JAERI--M 88--224

なお.沸騰開始点は Berg!es-Rohsenowの式2-tl

qf' = 15.6 pW6 ( j Ts )2S0/po.02S4

を1Il~、て:}(める。 b'~ で、 qj'が沸騰開白台無1流.~(Btu/hr ・ f t 2 )である。

X10-2

ど 3.0

e SrEX MODEL d MαもJUDESIGN + S[EX MI MODEL >( PNC EQ，

OENSITY = 0.93 O/M • 1.98

5.0

4.0 <.)

'E u ¥ ~

SIEX

J 、¥

¥¥¥弘、

2.0

~ー「

1500 r--r--r 20∞ 2500 500 1000

T (1・C)

Fig.Al.l Comparison of fuel pellet thermal conductivity

間

的

ωmwm

(J心)印

ωのω一ω庄

ωeuco一的ω一比

F(Xl

一一一一 Duttdnd 8aker correlation ----NRC correctioll tunction

0 1:::::::~ I _ L _ ， o 10 20 30 40 50 60 70 80 拘 100

Burn UP GWD/T

Fig.A1.2 Comparison of FP gas releas~ models

-96-

JAERI-M 8 8 - 2 2 4

# » 2 C0BRA-HCLWR3-H

(1) K S COBRA-HCLWR li, fttomtfcWmtiiMatt.. \:^ftl!;W£om-(&)Mni:mrt

ZtzihlC, C0BRA-I I IC3- K,6>^MlctJjJS6L/:t.c?)-C-*)50

|A]^-^^^s- i t7 '^- | . y * ^ i n f i l l . 6 £ <»•?•-!• y * 'HCKfiJL. ft* i- > i> ^Z--fc>M KSSft L. ft ^ ffl#U>fi7>< 7 y x &;)<*<> 6 •+ 7 * + y 7. /H*W T'& S„ ft -> T, Mtf lUUil '

fi + 7'f +• y ^ ; i / ^ r ( i D y h ' ^y K ^ © ^ L ^ t f t A J t t W . I W t c i u ^ T - -(tSKftlcMll^JiT

c* CTI i , COBRA-Dl C O S M W a o o , f.lcW KlCjîfll |©&& • flîl.^-fft .'

® Es^^vS sji£ * jx. S msK. <2) *p<WBIMffi (?) 7K©M4:(i

* 3 - K©{$ffla.-(if--t^ 4 ic,]< itzo

c; coBRA-nic feJ^r££^-;i5ftJ[M]jU CHF, DNBfflWjt) ft*0$?7j<*pn .y K'<y K^fcf tLTfi . ^<cDCHFfi]Rg^-Ct@*$ntfe»3, COBRA

- 1 C 3 - Klcfc-o©ffl58iS;( W- 3 M B & W 2 ) " V f t i i ^ f t T ^ . 5 , , ,Sfcftt?*#'K ftLTIi, ®2. 2.2{3)IJ5lc^Lfc—-DC0fflMj«:^*n'inTl(»5o —oli M.Dalle Donne ^ i g . ^ L T ^ S K f K l B I H ^ " ' - ? , fe-5—o(i, V. Uotinen îc«k & B&W- VP I &SU ( E P R I JfflUa^" r$>Z>0 cn^-OCDfflflit^'COBRA/HCLWRIclfliAf tlT^Z (V7'j\s-3-vCHF£lOSftitlZ>y 7>? '> a yCHFKFKiCHFEPR »c «t O&O'tttt y>

COBRA-fflCJCii, JiSrffllf&EtMHffijS; f = a R e b + C ^ftjSc£*lT^x,o 3fc. x

$ T L < , M t E S I ^ ^ T O ^ f f l A ^ X - b n T ^ S x ^ M 7 ^ ' J Affile, |5 2 . 2 . I ( 3 » K * L / ; Rehme ©#ffi5£ , l0£*H&/,fc*o LH|_, &*|I)#[S]/ - Kfc fctt S«Stt«*fflt , iTH:«fffli* f T - 9 ^ ^ ' G A P C O N - T E R M A L 2 - H C i ( i S / i ' > T l ^ o

7Kg»#)tt<f

$*ffl COBRA-IDC =>-Kli, TkfflfettflSiLTtaifnTKW^^ffl^T^S*!, COBRA-HCLWR T12, e :7J&D='^®lc«<#L/cffi^ffiffltr#^J;olcJiiELfco 7KOfett#i LT

- 9 7 -

!!!?

jAERl-M 88--224

COBRA-HCLWRコード付録 2

E裂

COBRA-HCLWR は印私f魚料水炉の猟if;t}J料利. Iに'.i''i;¥'~ J:. r.症の似祈tJJ料tlを解析す

るために. COBRA-llIrコード川を1ょに|持Jitしたものである。

COBRAコードは. JI~ 4>:的には.目tit保ti-J''¥..'1IIJi¥;，I.iill動IftCNrJ¥..怖心，;ljil!(ojiJjfjt(米({J'i..

及びエネルギ一保I/s¥.を.i!l.1，7.し.{-f IlH )¥:;分訟を111~ 、て併をωるものである。その liHt，カ3心

内をいわゆるサブチャンネルと 1I予ば寸1 る多くのチャンネル lこう~:昨IJL. ~チャン不ルそー-ì'A:. Jじがl

lと結fTし.作々の熱inUJパランスを求めるサブチャンネル解析である。 iit.って，

ては.流ßl'. lfli紛とぬれ総長さが lff'æ. で、ありド.町jitJ チャンネル ff;~kLi必必ではな L 、。このよう

なサブチャンネル解析は口 y ドノ、ントル明の.J:ii心動流}J特性解析においてー-般的lζ11¥~ 、られて

-1>:，11'11.におい

慨(u

七iζ以ドに，.J~すJ(1 11 の改良・修tIーをfi~ 、 121

いる。

ここでは. COBRA-IIIC の機能を保持しつつ，

転換鮮水炉系に対しでも適用可能とした。

臨界熱流東を与える柄l関s'¥.mw-

:炉心IJ銅評価L旦)

水の物性{前(手)

一次系ポンプ特性(4')

本コードの使用r:i;lま付録 4'こぶした。

e 臨界熱流東を与える相関式(CHF. DNBffJ閑式)

従来の静水炉ロッドバンドル'C対しては.多くの CHF制閉式で提案されており.COBRA

-IlICコードにも二つの相関式 (W-3及びB&W 2 ) 16)が内蔵されている。 f詰転検事事水炉IC

対しては.第 2.2.2(3)節iζ示した二.つの相関式が知られている。一つは M.Dalle

等が提案している KfK相関式wで，もう一つは. V. Uotinen等による B&W-VPI&SU

(EPRI)相関式!)である。これら二つの相関式が COBRA/HCLWRIC組込まれている

(サブルーチン CHFより呼ばれるファンクション CHFKFKとCHFEPRICより結び付けら

Donne

COBRA-IIIC

れている)。

炉心圧損評価

COBRA-IlIClcは，通常の摩擦圧損評価式 f= a Reb+ C が内蔵されている。また，ス

ベーサとしてワイヤーラップ型とグリッドスベーサ型の二積煩が用意されている。乙こでは.

新しく，高転換事事炉での使用が考えられているスパイラルリプ用IC.第 2.2.1(3)節に示した

Rehme の評価式I~) を組込んだ。但し，各事Ib方向ノードにおける物性値を用いて圧鏑評価を

行う点が GAPCON-TERMAL2-HCとは異なっている。

水の物性値

従来の COBRA-IlICコードは，水の物性情として飽和水の僻を用いているが， COBRAー

では.日:力及び温度iζ依存した植を使用できるように修正した。水の物性信として

-97-

HCLWR

JAER1-M 88-224

l iRETRAN-02 T'ffl ^ T ^ S I ^ J T " ^ ! ^ / ^ , , Cttlil964fpffl AS M E S T J U ^ K W

l / c f e © T * S o fflL, RETRAN-02 (Dm%.^^i$^CitUm^'>> 3: y 9* t'-Zft&t

®t>tlZW&, Aimft--( T i n=286.6°C, P = 159 ks/cni) fktfP = 159 kg/cni T •?©«&*[! tt$K;fct>Tlttf l T * S i W T © J ; - 5 l c / < s s 0 t CT1l&fa*©WJ-«m, 1967fT-r*l|#Mm&

» All£W©#l& ( T i n = 286.6°C, 547.9°F)

mftVfcfrt><D\H&m K H I J ^ S U RETRAN-02$SU< c mmmun)

A l l iSffi

Ali lx y 9 >\,\£—

547.9°F 547.9 549.8

J I t 546.7 Btu / /b 543.4 546.7

= P= 159kg/di©iSfr]$<§

mn7kfrt><niHffiffi K H I I M RETRAN-02^§1^

fiS ft] i l IS 653.4 °F 653.4 655.2

702.7 Btu/ /b 703.8 703.3

j M , cwfi?fff©fl)^l©*>5Ci*-.^B/3ici)H'TW^©)l«W«-fr-7£>a i^*So

—&•£» >7f.H1-: 352. 2SRT'if^f;GAPCON-THERMAL2-HC 3 - K£l"]*tK. -&&tf£|JM* >7°

©Q-Hftffe*-^'Hi:<^£|JWfliifii«-n¥ffli-rS«lfl6*iefli]Lfco M l , * >rfttt.li H T = A • Q + Ba)tf5lc;!r^§focDi-r'5.. COBRA - HC LWR T l i . & A/}:$£ '£ U S * + >*>!/© M:ffl£ffl(.>T-ft£#aM»ilffi£itiJ-f So £©&$, f-+>*^T©M-ffllC(i reversibleft ^ i i f H ^ i m ^ l c ^ S ^ ^ ^ ^ A - r ^ ^ ^ ^ t C , ^<AX£fl:ffl£A-£<f?-ffiLTfc*3> HE-© S I t L t , -&&?rJit£ii/MF-<ILTt>£<= &f- + x**oAuffiIUi^!&fii8|lcii>L;TE ^-TSo ttz. Anx y •? jist'-%.z>'AUi&JgaMW:£%mmfrz>frW-l. &**>i-Ji<<Dk N x y y ^ f - S O ^ S i l f ( i ^ L ^ i - f S o

W T © ~ o © W * £ - # * L T . COBRA-HCLWR3- Vlz&Zt\'&.\c 7 v / f t - f rT^ - i . V % /I/ * f 'Is&f&ffi L fco

i) fi£*OCOBRA-HlC3- K T f D l o H ' S f y f t ^ ^ - ^ ^ r V u - S - ^ ^ C ^ ^ I C J i

- 9 8 -

li--[[

JAERI-M 88-224

は RETRANー02で用いている内情式27)を組込んだ。乙れは1964年の ASME蒸気炎IC.塑拠

したものである。倒し. RETRAN -02の蒸気表内指式IC.は温度からエンタルビーを算式す

る式がないので.乙の部分には川崎重工附所有の蒸気表を組込んでいる。これらの蒸気表から

得られる似を，入口条件 (Tin=286.60

C. p= 159kll/cn!)及びP= 159 kll/cn!下での飽和

状態において比較してみると以下のようになる。乙こで飽和水の物性仰は. 1967年同際蒸気表

を採礎にした1980年のLI:本機会学会蒸気表21)から取っている。

。人II条件の栴|遺 (T;n=286.60C， 547.9市)

飽和l水からの内情i{ir.i KHI 蒸気ぷ RETRAN-02結対必( 1瑚際蒸気表)

人 1]温度 547.90

F 547.9 549.8

入山ンタルビーl546.7 Btullb 543.4 546.7

。P= 159 kg/cnlの飽和l状態

飽和水からの内縛鮪 KHI 蒸気表 RETRAN-02蒸気表(国際蒸気表)

飽和1温度 653.40

F 653.4 655目 2

飽和lエンタルビー 702.78tu/lb 703.8 70:U

{准って，このWrすの何li盆のあることを念日両において以後の解析を行う必要がある。

一次系ホンブ特t'l=

第 2.2節でj15ベた GAPCON-THERMAL2-HC コードとl.i1棟IL.一次系冷却l材ホンプ

のQ-H特性からが心冷却j材流鼠を評価する機能を迫力1]した。何し.ホンブ特性は HT=A'

Q+8の形lこ力けるものとする。 COBRA-HCLWRでは.般大IHtlを生じるチャンネルの

IE伺を附いて一次系冷却材流鼠を討11する。乙の時，チャンネルでのIE損には reversibleな

加速損失と雪力による鍋失を含んでいるために.いくぶん全圧損を大きく評価しており.その

結果として，一次系流鼠を過小評価している。各チャンネルの入口流鼠は流路面積iζ応じて配

分する。また，人口エンタルピー及び入口温度は流量と発熱債から計算し.各チャンネルの人

1]エンタルビー及び温度は等しいとする。

ランプイtサブチャンネルモデル

以下の二つの事由を考慮して. COBRA-HCLWRコードによる計算IC.ランプ化サプチャ

ンネルモデルを採用した。

i)従来のCOBRA-IDCコードで取り扱っているサブチャンネルモデルを全炉心体系IL適

用すると，数千から数万のサブチャンネルが必要となり膨大な計算時間と記憶容量を苦手し

現実的でない。

-98-

JAER1--M 88 -224

mi^.(S'm*4T-fe > 7' ij - T O T c D t t t t l c t t U - f -5 C £ di iTftf-T* 0 , -* 7'-f .». > * n,f|W

COBRA - ID C n - K(7)M:fi8;jTiUt:(iW +'©j|fi t] T*> S " ' CO iilifcii©.^

(5/9 (5 m, V1

A, - ^ + - = — L = - ; w,. <5 t o>x i-i , J

j - '

~ T "a— + T " 1 = - L u / ( t j - t . ) -+ - ^ = - ^ - ? ( t j - t, ) —li-1 rr

N . N

y ( h , - h , ) -^u. + y ( h , - h * ) ^ i Lt ' m i Li n i j

uf = — T77T— :'J£ftftx>«"i't-«|fti»i!}|ff i (/» - h ( R jj-j- ) ( K-JW •.fl|»l{&tfi|HHM£T?Ji u[' = u, )

S , c , , = — * G K

IS) mj$m§)ift.'/mx.

2 u ' 5t 5x U , / L 2D, 2ix A ' <?x V A 7 J A; <?t

V , > w-j £ R/O, c o s O - f T 2 J ( u i - u J ) ^ i + 2 J ( 2 U i - u ) ^ -1-1 ' 1 - ' '

® ## |6 l i l l&«#« iC

ii. + l i u V i i = A ( p . - p ) - Klw„| W i , / ^ dt

Fig-A 2.1 Sf fA2.2K, J i g ( 0 + y f + y * / k i 7 y / f t t T ' + t si->is<Dffl£*to

- 9 9

JAER1-M 88 -224

ii) 全炉心体系での熱流力特性では側々のサブチャンネ Jレ特性よりも，もっと太きな ft1{な，

例えば燃料アセンブリ-tttiなでの特性lLi'tl-]することが市野であり，サブチャンネル解析

は特i.Eのホットアセンブリーに対して行うだけで十分である。従って，人;きなI制収の中で

は.個々のサプチャンネルは、1'.均的な一つのサブチャンネル(ランプ化サブチャンネル)

jζモデルイtし，その111での平均的な熱流力特例;を計算すればよし、。

COBRA-IDCコードの以礎Ji刊パは以卜のiI!iりである;酎

。〕

~)

，'3)

⑨

迎統のよ

A， θρ， θt

θmc + --~ w白目。x ・J

エンタルビーiW:作式

lθh'θh

U;' Tt + aτ

1Tl，

j岡 2

N

=i-T(tEー1.) m1]1

C ')

1Tl，

N N r 一、1[1 u，' ¥"--，・'"

( h. -h. ) -..:ユL + ( h目ー h~ ) --.-:.ユL7， ITlj ，7， ITlj

:実効エンタルヒー輸送$1笠

(i~'/'N '.l'1liJ!i岐ぴrlt将liJ!iでは u;'= U， ) Aj (ρ-hr目先)ui' ==

C， )子JGK

制l方向運動鼠1.n~式

a旦L ー?日立ム+三ι=-ima Y「vsf 1 68+K1v;+A θ(~)ì Ajθ t:. Ujθt h lA1ハヲ0;--r刃X"'l'¥iTx町7)

N N

-McosO-f(U1-u)w，1+ヤ (2u，-J)21L¥ Uj Uj J

Aj ム

布告方向運動f武方程式

θwθ ( Uヘ.vjj) _ 8 I n n' K I w" I Wj1 I S ¥ 一一一一ームー=一一(P; -P; )一 'E議!l..(....::::-)

θ (ix "， '，' 282ρ事

¥ 1 )

Fig. A 2.1 及びA2.2 IL，通常のサプチャンネルとランプ化サブチャンネルの例を示す。

ランプイtサプチャンネルモデルは上記基本方程式の中の機方向運動寧方待式にのみ影響を与え

る。バンドルをランプ化サブチャンネルによってモデル化した場合κは.各チャンネルの基本

-99-

JAER1-M 88-224

hli'•< 7 / - 9 ( « £ M » . tfin&M * I? ) li 7 > 7°<ft 7 ' * + y * ;Kc fc » hmkWm£ \ijUHttl(it£C,t£^0 Rfliffjieii. * * + 7 7 F ( i S 1 3 > hn-^ . f . ' j ^ - iMKjf l ign , $ ^(Siafn^fit^StKij, ttU&tfamARtfthtiH&& P w l c o l > T ( i . Fig.A2.3«cCKTable A 2.1 lc^-rf i f i*A#Ltt t t t t t f t t£ t t l , \> ffl.L. S, i , Kjj l i . ,tHSt*S»U:-€-ntai'»i:^

(3) #(ft-b;u-ef ^ICJ;5 a - KfiflfflJttSf

0N-THERMAL2 3 - K £ COBRA-HCLWR 3 - KCDliI'MTilV, fc'/iM-ltWl, ill" J*

ofc„

Q T == 3240 MWt

P = 11 mm

D == 9.5 mm

Lc = ; 2.5 m

qi = 16kw/m

F J H = 1-5

JMlffi 100%

T - * 5 „ ^iSSlllifiS, X ' M 7 ' M 7'|fiifiK, « j n « * i * S f i - e n - m 0.3391 ciii, 0.018 oil, 2.985

COBRA-HCLWR <DmffiMtTJfcPHiWl-'ffliiS 9 T'#>•&<>

^ti lvMLSt; * •> y ?'

tt*r»i«t*iitttfi:ffi» W ' = A S K G , A = o.o2 &-}}ft&Wim><7/ -9 Kj, = 0.5 ftatsftit'*?*-* s/< = o.5 s>i^«ifc^^° 7 y - ? f T = o. o tt^|S|7>Wa 30 »ffl

H g - H f

# 4 K$ feJH-e-fVu

a = <

0 ( X<10 )

( X > 0 ) XV, i. ( l - X ) V f + X V f i

•*}•-/>?-)\sV #4 Y ft&

- 1 0 0 -

JAERI-M 88-224

入力パラメータ(Mi路耐繍.ぬれ縁長さ等)はランプ化サプチャンネルにおける現実的な納を

入力しなければならなL、。具体的には.ギャップ幅 S ，コントロールボリュ』ム間前~.l ，繍

方向流れ祇抗係数 Kji，流路IHi積A及びぬれ総長さ Pwについては. Fig.A 2.3及び Table

A 2.1 11:示す怖を入力しなければならない。但し， S， 1. K j i '1. ，W界結果Irそれほど敏感

には反映され;ほし、。

(3) 単位セルモデルによるコード聞の比較

スパイラルリブスベーサ裂が心を 1つ取り 1:げて， ti1Ï1lセルモテ'ル iζ)I~づく ìlt.算を GAPC

ON -THERMAL2 コードと COBRA-HCLWR コードの111~ }jで"{ j'い，車内*を比鮫し I ilt・.

訟の遣いの~1・Fを検討した。;11'1:1:は一次系ポンプ特例:を巧・慮する場合としない場合についてu

った。

比較したか.心は，

QT =， 3240 MWt

P 11 mm

D =， 9.5田田

Lc =， 2.5 m

ス r~イラノレリフス<<ース

ql. 16kw/m

F JII ，= 1. 5

i品負荷 1 00 ~杉

であるo inumllli狩1.スパイラルリフr1flj積.ぬれ鰍iてさはそれぞれ O目 3391cnl， 0.018 cnl. 2.985

cmである。

COBRA-HCLWRの熱流力nr.t条件は以下の通りである。

単相流乱流ミキシング

横方向流れ抵抗係数

横方向運動鼠パラメータ

乱流連動鼠パラメータ

径方向熱伝導パラメータ

前h方向分割j数

等価クオリティ

ボイド率

サプクールドポイド

w'=βSK G.β= 0.02

Kij = 0.5

S/l = 0.5

fT = 0.0 30分割

x = _~ -Hr =ーHg-' Hr

同質モデル

( 0

α

|一一三斗l (I-X)Vf+XVg

無

( X~二 o )

(X>O)

本計算は単位セルモデルで行っているために，上記条件の中で惨方向流れに関するものは計

算結果に影響を与えない。

-100-

JAERl-M 88-224

GAPCON-THERMAL2 - H C i COBRA-HCLWR ©&J»i©lttf £ Table A 2. 2 (C ']<?•<, COBRA-HCLWR ic j ;5 , ; t$m, .+. y I- * + y * ;uAl ]*{'l-£ GAPCON -THER MAL2-HC©*S*fc"g[S-£Tfr-oTl>5c:>T-. Bnil^xtMi&S-il] Wzfc'ilttfi. ;,W-Jltfi G A P C O N - T H E R M A L 2 - H C c O ^ J I i i - a t S b W - C * * ^ , *Ml>H:tti KM I Tlilfa 7 a$fflfilK#*£tt3o Cftl i , JI:KW-fflii^^l>fQ3- KTftt tO, COBRA-HCLWR TliWl >jl"J^> y i'a.AUfijfflJI^J'&MKt-rSWIcWLT. GAPCON-THERMAL2-HC 'C(i*i ^ f l i - i a i f t ' ^ I I I ^ T W l H L T l ^ C i i , $ t f 3 - KTti, JrtU,N41liK.t. •> I- f- t v * ^«flft «-iiH,^Tl^fcJ6-e*)« ( Wl-:, GAPCON-THERMAL2-HC a - K ©A'-CWf'MNHillifc li 'b '^t-K-JMtW^JtH^^TlcJ&ili 'LTl^ ) 0 L*»L, Ai 'hDNBRICol^T&6£. KfK KiVEPR ltitmX?Ztl?tl0.1%, 1.6»JJlrtT-H&LTlô EPR J miJg^T-ftf-fflfl];*

* ,u* ' - /<7 v x ^ ' i t l / f , EPR 1 fllfMJjr^tCfi 5H/<3Z ©lfitf<*.g> /; J 6 - ? * * £-£*. £ t t

•Oo

N-iiicti. COBRA-HCLWRIcfc^T. 'SfS • JI ;;/J!t{&#Lf;7K©#)tt#s £fij/fi LfcB# fflSiy^ntl-5. Al I £{4-©'>*.#( Al iffiiSÂllx > ? * t " - ) f * S * ^ ' > L I I « o T ^ £ffllinul5fJTi£~:/: J: -5 KiBffii x >- ? >\, £'-©&"$#*—ft—Wftlki ft iTl>t£l ' fc J6T-*So LA>L, H^jfll*. M'hDNBR £ b/ f iKt i 'hSô «aill«g'x(Xlc«fcS«S!liiit«? • f S i . *©«Jl«fe«»OJUKr«Ui^«c^«:**aLfc«Jft. M-WU'Jili'hS <<£»?. «MDNB

R t t - k£ < tt-sWii"]^ OftSo

*£*& Table A 2.3lc>Kf0 GAPCON-THEMAL2 -HC ?l$~1k£tf£lA$:#>7tt ttic*o'^-ryi'j£-r5B*©'tf5'Wj-:ffltc(i, fli]j4ffl*<hiR>jic«fcsjia*«i^*n^^^. COB RA-HCLWRT"(icnt.©ft!)5fi(iSi4Wlc#f«$n-5fl5<!:^-oT^So It #©*:*!>. # & © GAPCON-THERMAL-HCWfeJIiKte. cn^©flj*£f^f.:#ib;]Pi?i2 L T ^ S„

m\lM%.M&V^tzt%ftlcit, « * W K - a - i - S l i - r - e * * A i . (l)-efliffiLfcfl?ifllc.fc*) COBRA-HCLWRJCfcSIBMtiGAPCON-THERMAL2-HC £i t#L. *>fc fJi RJC sf-ffi^nr^-So ^©i^*, -acîifitmji'hiô. #m*Ai]iSJtii{ftT-rs*Sfa&*-fo

f i . t ^ , ISftlI6St#*fi6fflLfcl§&. - * * a t » * * ' h 3 < t t » J « / h D N B R fc/hS<<£o

fi/hDNBR ItP^LTIi. KfK, EPR I ffl^-fnofflBU^Tb, Mn?£Sl3i£fflW.:J£-& **—ffi® <<£*), GAPCON-THERMAL2-HCICj;Ste*li , COBRA -HCLWR © *£

W±«k»3, m<#Hz ^ * r ' M C J; £fffiPJtJJItBilLT^, GAPCON-THERMAL2-HC £COBRA-HCLWR©R.TT!!, *©! tWaSOf* - f ^fC^ffWf S H:'fflffffi<CJH»it^ffl*t. ftSfeffl©, Sf?-*£DNBR JcBULTIi. JiJf—St L T ^ S CI ttiWl&Z tl1z0

- 1 0 1 -

.lAERl-M 88-224

一次系ボンブ特t'l:を身噸しない場合

GAPCON-THERMAL2-HC と COBRA-HCLWR の結拠のlU~'を Tabl e A 2.2 Iζ

ぷす。 COBRA-HCLWRによる計算は.ホットチャンネル人11条例:を GAPCON-THER

MAL2-HCの結束l乙←・致させて行っているので. At11干11蒸気IE，むを111~、た車占拠は . JI~み;的には

GAPCON-THERMAL2-HCの結以と一致する bのであるが，カ3心IHUIこ|刻してはがn%の刷興がみられる。これは. IFtui1'HiIli訟がlifOコードで兇なり. COBRA-HCLWRでは申!l1

}j/I'J各メッシュ点指示のIUJを積算するのに対して. GAPCON -THER MAし2-HCではが

心、，i. ~'J制肢を 111 ~、てね111 していることと.後r.-コードでは. J HlJ.N;.fllli 11:: ;f~ ットチャンネルii!tfil

をIIH、ているためである(刷(E. GAPCON -THERMAL 2 -HCコードのカl心IHtm.ftffiに

はカi心中均iritt.tを川いるように愛:IJ!している)。しかし， /I?t:小DNBRについてみると.KfK

&.びEPRI相関式で1それぞれO.1 ~払 1.6%以内で一致してL、る。 EPRI相関式で.j''ir-の相違

のみられるf11!111は.;.lhJj向エンタルビーをメッシュ点で評価する形としているので正儀にはエ

ネルギーバランスがとれず. E P R 1 fill刻.rtll::は θHIθZの墳があるためであるとJ)・えられ

る。

I口]表には. COBRA-HCLWR において.温度・ IF力に依存した水の物性舶を使用した時

の結果も示されている。人11条件のり・え方(入11温度か入11エンタルビー)で結巣が少し異な

っているのは前町jで述べたように制度とエンタルビーの変検が一対ーの対応とな勺ていないた

めである。しかし .IUJlU失.般小 DNBRともi';::'R.は小さL、。飽和l蒸気おによる結集と比較

すると.水の物性保!iの品nlf!l'・ IFjJ依m'l:を身憎した場合， IF力llEたは小さくなり.般小 DNB

Rは大きくなる傾向がみられる。

一次系ポンプ特例:をJ57雌した場合

結栄を Table A 2.3'こぶす。 GAPCON-THEMAL2-HCではー司次系流Ittをポンプ特

性iζ感づ句、て決定する時の炉心J+闘には，加速損失と積jJによる倒失は含まれないが， COB

RA-HCLWRではこれらの効果は自動的に考慮される形となっている。比絞のため，本表の

GAPCON-THERMAL-HC の結*'には.乙れらの効果を含めた伯も並記している。

飽和蒸気Rを用いた場合lζは，基本的11::__0致するはずであるが，(1)で指摘したP/l1れにより

COBRA-HCLWRによる1Ft員はGAPCON-THERMAL2-HCと比較し，かなりぬiH11::

評価されている。その結果，一次系流慌は小となり.冷却]材入1I制度は低下する傾向を示す。

水の物性僻の迎いの影響は， Q-H特性を考慮しているため(1)の同一流鼠の場合とは幾分異

なっている。飽和蒸気表を使用した場合，一次系流鼠が小さくなり最小 DNBRも小さくなっ

ている。

最小 DNBRK関しては. KfK， EPRIのいずれの相関式でも，飽和蒸気表を用いた場合

が一苦手低くなり， GAPCON-THERMAL2-HCII::よる結果は. COBRA-HCLWRの結

果と約 1%内で一致している。

以上より，単位セルモデルによる簡易計算11::関しては. GAPCON-THERMAL2 -HC

とCOBRA-HCLWRの問で.その計算法及びモテ'ルIζ婦閃する If招評価に幾分違いのみら

れるものの，重宝Fーな DNBR 11::関しては.ほぼ一致しているととが確認された。

-101一

JAER1-M 88-224

Table A2.1 Parameter variation with channel lumping

N Columnar 2H Row

parameter Subchannel Lumping Lumping

M J

S

.0

K G A

P „

 S

1

K G A

P „

N W J

 NS

&

K G NA

NP.„

W •

H J ( P i i " P j j > s H i

K G HA

H P W

N Column

2H Row

Lumping

N W .

H (PH-PJJ ) NS H 1 K G NMA NHP „

calculational variables

input

parameters

- 1 0 2 -

JAERI-M 88-224

ji!

lumping Tab 1 e A2. I Par且metervariation with channel

N Column

2H Row

内

dnH

nu

--Eoa

'tnE

内

d

a

t

-E，LHU

HU

内

d

FEh--EE

・

E

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qqqa

p-wuv

、EEZEB--EEa，

) ---d

•• ，u-

E

n

v

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nH-

・・'

・・1.

，Ji

e

n

E

n

r

目『

HW'l

H

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-

n

丸uw

at-M刊

M

H

M

H

2H Row

也盟並LW J

H (P::-P::) JJ

N Columnar

n

u

-

n

v

'

--E-

・・J・

m-HWi'

u

E

p

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n

-

-L-M同

，

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、E，

n一・

J

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H

-

-

FEME-Bt

hu---J

・'t

H

u

-

n

v

'

ea-H刷"t1ea

parameter

u J

(P::-P::) 11 JJ

S s -E、Hu

nHF

nH

・l

parameters

H .o

nu-H

un

uRHM開"

H .o

nu aH

URHUHH

9

内hu-

-uH

Mmnumn

a K G

A

9

nhu

uRHa品H

H凶

n

nvE

H円H

M同円

w"

nv-H門

-102-

凶"

nvE

M開H

p w

p w

Table A2.2 Compar i son be tween GAPCON-THERMAL2-HC and COBRA-HCLWR

( u n i t c e l l m o d e l , w i t h o u t pump p r o p e r t y )

T h e r m o h y d r a u ! i c GAPCON- COBRA-HCLWR p r o p e r t i e s T K E R M A L 2 - S a t u r a t e d f ( T , P ) u f ( T , P ) 2 )

HC av . h o t c h a n n e l av . ho t . c h a n n e 1 a v . h o t c h a n n e l

P r e s s u r e d r o p ( k g / c m 2 ) h e a t e d s e c t i o n 3 . 178 ( 3 . . 4 7 3 ) 3 . 7 3 4 ( 3 . 4 2 7 ) 3 . 5 8 9 3 . 6 8 4 3 . 3 6 5 3 . 6 7 8 3 . 5 4 8 p i e n u m 1 .296 1 . 5 3 8 ( 1 . 4 1 5 ) 1 .552 1 .523 1 .549 1 . 5 2 0 1 . 5 2 6

MDNBR K f K 1 .450 1 . 4 5 2 1 . 4 5 1 1 .457 EPRI 1 .276 1 .255 1 . 2 5 8 1 .264

F l o w r a t e ( k g / h ) 5 8 2 . 8 5 8 2 . 8 5 8 2 . 8 5 8 2 . 8 M a s s f l u x ( G g / m 2 h ) 1 8 . 16 1 9 . 12 ( 1 8 . 1 6 ) 1 8 . 1 6 1 9 . 1 2 1 8 . 1 6 1 9 . 1 2 1 8 . 1 6 O u t l e t

q u a l i t y 0 . 0 0 7 0 . 0 0 6 0 . 0 0 3 v o i d f r a c t i o n 0 . 0 4 2 0 . 0 3 4 C . 0 1 5

« Hot channel : F,iw=1.5, mass f l ux i s reduced by 5 X. 1) I n l e t c o n d i t i o n i s g i v e n by i n l e t e n t h a l p y . 2) I n l e t c o n d i t i o n i s g i v e n by i n l e t t e m p e r a t u r e . 3) The value in p a r e n t h e s i s i n c l u d e s a c c e l e r a t i o n and g r a v i t a t i o n l o s s e s . 4) The va lues in p a r e n t h e s i s cor respond to the GAPCON-THERMAL2-HC c a l c u l a t i o n .

Table A2.2 Comparison between GAPCON-THERMAL2-HC且ndCOBRA-HCLWR

Thermohydre.u 1: c GAPCON- COBRA-HCLWR properties TI-.iERMAL2- Saturated f(T，P)り f(T，P)2l

HC av. hot channe 1 av. hot channe 1 av. hot channe 1

Pressure drop(kg/cm2) heated section plenum

MDNBR KfK EPRI

Flow rate Mass r lux Outlet

qua 1 i ty ー一一一一ーー 0.007 一一一一 0.006 一一 0.003 void fraction 一一一一一一一一一 0.042 一一ー一一 0.034 一一ー 0.015

・Hotchannel F，m=1.5， mass flux is reduced by 5 ". 1) lnlet condition is given by inlet enthalpy. 2) Inlet condition is given by inlet t白mperature. 3) The value in parenthesis includes acceleration and gravitation losses. 4) The values in parenthesis correspond to the GAPCON-THERMAL2-HC calculation.

」〉同

-21ζ

∞Z

3.548 1.526

1. 457 i.264 582.8 18.16

3.678 l. 520

3.;;65 1.549

1.451 1.258 582.8 18.16

3.684 1.523

( uni t ce 11 model. wi thout pump property )

3.589 1. 552

1.452 1.255 582.8 18.16

(3.427) (1.415)

3.734 l. 538

3.178 (3.473) 1 .296

l. 450 1.276 582.8 18.16

(kg/h) (Gg/m2h)

lgω1 N

Nム

19.12 19.12 19司 12 (18.16)

Table A2.3 Compar i son be tween GAPCON-THEBMAL2-HC and COBRA-HCLWR

( u n i t c e l l m o d e l , w i t h pump p r o p e r t y )

2 I

Thermohydraul i c GAPCON-p r o p e r t i e s THERMAL2- Sat u r a t e d

HC av . hot chanr

P r e s s u r e d r o p ( k g / c m 2 ) To ta l 7.846 ( 8 . .165) 8.213 Core 4.676 ( 4 . .994) 5.243

hea ted s e c t i o n 3.178 (3 .473) 3.556 3.434 pi enum 1 .296 1 .466 1.503 i n l e t 0.224 0.220

Othe r s 3.171 2.970 I n l e t t e m p e r a t u r e

( C) 286.6 285 .3 285 .3 Mass ' l u x (Gg /m 2 h) 18.16 18.60 17.67 Flow r a t e ( p r i . loop)

(Gg/h) 52.46 50 .92 MDNBR

KfK 1.450 1.434 EPRI 1.276 1.249

COBRA-HCLWR f ( T , P ) "

hot channel

8.323 5.279 3.579 1.479 0.221 3.044

285.2 18.85

51.61

3.446 1.471

285.2 17.91

1.460 1.271

• Hot channel : F^H=1.5, mass flux is reduced by 5 %. 1) Inlet condition is given by inlet enthalpy. 2) Inlet condition is given by inlet temperature. 3) The value in parenthesis includes acceleration and gravitation losses.

f(T,P)2' hot channel

8.323 5.279 3.579 1.479 0.221 3.044

285.2 18.85

51.61

3.449 1.472

285.4 17.91

1.458 1.269

>

Tabl e A2. 3 Compar i son be tween GAPCON-THERMAL2-HC and COBRA-HCLWR

』〉阿見一

lp-z

∞iNNA

wi th pump property )

Th自rmohydr且ulic GAPCON- COBRA-HCLWR properties THERMAL2- Saturated f(T.P)l) f(T.P)2)

HC av. hot channel av. hot channel av. hot channel

Pressuro drop(kg/巴m勺Total Core

heated section pl enum inlet

Other5 Inlet temperatur自

( C) M且S5勺 ux (Gg/m2h) Flow rate(pri. loop)

(Gg/h)

3.449 1. 472

285‘4 17.91

8.323 5.279 3.579 1.479 0.221 3.044

285.2 18.85

3.446 1. 471

285.2 17.91

8.323 5.279 3.579 1.479 0.221 3.044

285.2 18.85

3.434 1.503

285.3 17.67

8.213 5.243 3.556 1.466 0.220 2.970

285.3 18.60

model.

(8.165) (4.994) (3.473)

(unit celJ

7.846 4.676 3.178 1.296 0.224 3. 171

286.6 18.16

l-zl

51.61 MDNBR

KfK 1.450 1.434 1.460 1.458 EPRI 1.276 1.249 1.271 1.269

・Hot channel F.dH=I.5， ma5S flux is reduced by 5 ". 1) InJet condition is given by inlet enthaJpy. 2) Inl et cond i t ion i 5 gi ven by inl et temper且ture.3) The value in parenthesis include日 accelerationand gravitation los5es.

51.61 50.92 52.46

JAERI M 88-224

SUBCHANNEL

GAP GAP

F i g . A 2 . 1 S t anda rd subchanne l s

STANDARD SUBCHANNEL A = Asc P = K !>

FUEL RODT DlAiMETER=D

LUMPED CHANNELS I 1

A = NAsc P = N K D N = NUMBER OF STANDARD

SUBCHANNELS IN ONE LUMPED CHANNEL

LUMPED GAP, S = 4 S

F i g . A 2 . 2 Lumped subchanne l s

105

STANDARD SUBCHANNEL A = Asc P=πI‘

FUEL ROD-; D IA.J.¥IEl'ER = D

JAERI M 88-224

Fig.A2.1 Standard subchannels

A = NAsc P==NπD N == l¥'UMBER OF STANDARD

SUBCHANNELS IN OSE LUMPED CHAN¥EL

LUMPED GAP， S == 4 S

Fig. A2. 2 Lurnped subchanne 1 s

-105-

JAERI-M 8 8 - 2 2 4

•* »A M£

8§» SUBCHANNEL LAYOUT

(a)

2M CHANNELS 2M ROW LUMPING

(c)

i~-L

N COLUMN LUMPING (b)

2M CHANNELS

2M ROW x N COLUMN LUMPING (d)

Fig-A2.3 Layout of lumped subchannels

106

r-.li ー!

JAF.RI-M 88-224

ト

CHANNELS 2M

LUMPING ROW 2M LAYOUT SUBCHANNEL

化)

M.l

∞凶回

ZZ〈ご

υ

(a)

的、同日

ZZ〈こ

υZ Z

CHANNELS 2M

LUMPING 2M ROW x N COLU島町

ω)

Fig.A2.3 Layout of lumped subchannels

一106-

COL(;MN L(;MPING

(ω N

JAER! M 8 8 - 2 2 4

tf«3 GAPCON-THERMAL2-HC3-H(3DA*3?i*

GAPC0N-THERMAL2-HC 3 - F ' © A A f - 5 ' ( t GAPC0N-THERMAL2 CD kft?- 9 K* f b <tt1lBbfcXtem&&iFMtf*7i'a>ak&<Dvt-9*ttto*.fc4)<D'l>&*. I51TK kti^-^<DVK.m^\loifi, DATA 1 - 9 *«»ib < ttftlb & fcOT**. 3t>W?A,«J 7 7 A - - f l J t F ^ 0 » ? < f f © A ^ W * Fig.AS.l K * * .

DATA 1 TITLE * 4 W U * - K (A80)

H B J © 4 i ? 7 ^ K STOP * ^ > 7 , - y f f * t

DATA 2 NPROP,NGRID,PREF, INCHF, NPAVG ; ,LHOT,MITER,MITQ

(free) NPROP- • • D j t t f f i O T - r J K D t t NGRIO- -XA- - - * © » «

< 0 ; A - f 9 A i ; 7 3 f i - * SO ^ V -y K 2 A 1 - ?

(»M«tty';^ K » * * * ) PREF • • - jp/fr j f l s f f i <kg/cm2a) INCHF

NPAVG

LHOT

MITER

MITQ

= 1 «J|4fI(D7 1-7';U^50S :a^>y h*»&R#i&t?.

= 1 DATA 6T?*»v h + > ^ ; H 3 I f « £ % U & ; » f t t f & & &

=-1 *-y h ^ + i / ^^H^ t t t t JPTt t f t i r JaS i f i F A H

S K »

- * * « « S i - » © f e « > < o f t * R « ® * < ^ 7 # ^ H i t t 100) *Faj* jg t -»©**£«@tt ( f 7 * A H t t 500)

1 0 7 -

JAERJ M 88 224

付録 3 GAPCON-THERMAL 2 -HCコードの入力方法

GAPCON-THERMAL2-HCコードの入力データは、 GAPCON-THERMAL2の入力データに新し

〈付加した高転換軽水炉解析庁プシヨシのためのデータを付加えたものである。以下に

入力データの説明を行うが、 DATA1-9が新しく付加したものである。スパイラルリ

プスベーサ型炉心の解析の入力例を Fig.A3.1，こ示す。

DATA 1 TITLE タイトルカード

(A80)

OATA 2

最初の4カラムに STOPをインプットすると

実行は、停止する。

NPROP，NGRIO.PREF， INCHF，NPAVG，LHOT，門ITER，門ITQ(free)

NPROP--物性値のテープルの数

NGRIO‘ースベーサの種頼

<0スパイラルリプスベーサ

~O グリッドスベーサ

(絶対値はグリッド教を示す〉

PREF -ー・炉心運転圧 (kg/cm2a)

INCHF =1 物性値のテーブルを50番ユニットから読み込む。

=0 物性値のテープルを読み込まない。

NPAVG =0 s Pcを炉心各メッシヱ点から評価する。

=1 炉心平均温度から sPcを評価する。

(いずれにしても一次系減量は炉心平均温度に対する圧

損から決められる〉

LHOT ---=1 OATA 6でホットチャンネル因子を指定しなかればならな

=-1 ホットチャンネル因子は出口で飽和となる値 FsHSに設

定される。

門ITER 一次系摘量計算のための最大反復回数〈デフォルト値は 100)刑TQ 炉出力計算の最大反復回数〈デフォルト値は 500)

--107-

JAERI-M 88 224

DATA 3 NTIME, (NCHF¥y^/f>iSS FD - Vym® (mm) BB - •; 7 ' i t l (mm)

DATA 5 TINC*,TOUTC,WRAT10,QRAT10,WRHOT,FLOW* (free)

TINC- - - - A P f f i g ( °C) TOUTC---iK^JPssaiPja* < °c) WRATIO -*P/j>HSf*Sij^-

WRATI0<0.0 © i : § WRATI0=1.0 QRATIO--^^*PiU^|"J^

QRATIO^O.O <Dt£ QRATI0=1.0 WRHOT - - * « y ^ + > * ^ S K S V J ^

WRHOT<0 © £ : § WRH0T=1.0 FLOW frmtiim. (kg/h)

*) A P ? £ J g & t f — f t & f t E * © i n i t i a l guess

DATA 6 (HCF< I ) , I =K 2) (2E10.2)

HCF(l)- -FA H ( LH0T=-1 T « H * g £ f t 3 ) HCF(2) FQ ( y 5 - ) & ) * * # | S J t b ; f t # ; f i l J e - ? < g 1.55 © Chopped Cosine fl-IUKlS^*

DATA 7 OPF - jgtbrttifcffc ( f ree)

- 1 0 8 -

OATA 3

DATA 4

DATA 5

OATA 6

OATA 7

JAERI-M 88 224

NTI門E.

(NCHF干(1 ). 1 = 1， NT 1門E)

(f ree) NT 1門E- 憾焼ステップ敵

NCHFY =0 CHF評価を行わない。

=1 CHF 評価を行う。

PITCH.APD.FD.BB

(f ree) PI TCH-ーピッチ (mm)

APD ・ー軸方向ピッチ/ピン直径

FD ピン直径 (mm)

BB ・1)プ幅〈開閉〉

TINC.，10UTC，WRATIO.ORATIO，WRHOT，FLOW. (t ree)

11 NC. -ーー人口温度(OC)

TOUTC ---原子炉容器出口温度〈・0WRATIO・ー炉心涜量割合

WRAT 10 < O. 0のとき WRATI0=1.0

QRATIO--原子炉出力割合

QRATIO~O.O のとき QRATIO=I.O

WRHOT -ーホットチャンネル流量割合

WRHOT< 0のとき WRHO'f=I.0

FLO¥rー一一次系流量(同Ih)

本)人口温度及び一次系涜量の initialguess

(HCF( 1 )， 1 =1、2)

(2EIO.2)

HCF(I)一・FムH ( LHOT=-1では無視される〉

HCF(2)-. Fg (ダミー〉

注〉軸方向出力分布はピーク値1.55の ChoppedCosine分布に設定さ

れる。

OPF .-過出力係数

(f ree)

-108-

JAKR1- M 88 22A

DATA 8 <NAMELISTKJ;*A7]> /PUMP/ - & & ^ t t

AA1 -J (-23.163) \ / K > 7 * & t t ( H(m) = AAlXQ(ni 3/s) + AA2 )

AA2 J (192.69) COEFIN : « 3 < t A P « * f f i » (1-2) HRO : mm PWR <DtPfoleMG>JEm(n) (42.0)

(p=1000kg/m3) FLOWO : mm PWR 0 - & » a K * ( k g / h r ) TINO I mm PWR < D A P * g j £ ( # C> TAVO : mm PWR <D*F*fr¥9ff i t f ( *C) LOOP : ^ - 7 »

(60.1X10 6 ) (289=552.2 T ) (307=584.6 *F) (4)

( ) W O ^ t t ^ ? * ^ Mile

DATA 9 < NAMED STK £ 3 A ; / J > / S G / - f t$1*t t

UAFO : mm PWR r ^ > h SG - * ( 0 UXA (MW/ *C) (32 PSO : mm PWR 7 ^ > h HfcJRl I r tC kg/cm2) (62 CI ' C2 j (0.2)

(0.8) C3 )> mt&mntiLVkik (0.6) C4 C5 C6 J

<DRH*JC<D«» (0.1) (0.25) (0.1)

- 1 0 9 -

/

白

6-nr

-M川

島内一

UU

申

1

一nr

M一/

JAEI~I.. M HH :!'!.1

< NA門ELlSTによる入力〉

一次系特性

F'LOWO

TINO

TAVO

LOOP

(-23.163)

ポンプ特性(H(剛)=AA1XQ(m3/s)+AA2 )

(192.69)

:炉心人口損失係数 ( 1.2)

:基準 PWRの炉心以外の圧損(m) (42.0)

(ρ=1000kg/m3)

革・準 PWRの一次系摘量(kg/hr)

:基猶 PWRの人口温度〈吋〉

:基機 PWRの炉心平均温度(・C)

:ループ数

( )内の値はデフォルト値。

OATA 9 く NA門ELISTによる入力〉

/SG/ 二次系特性

(60.1X106)

(289=f52.2・n(307=584.6・n(4)

(32.799)

(62.5)

:基準 PWRプラント SG一基の UXA(刷/・C):基準 PWRプラント二次系圧力(kg/c則的

(0.2)

(0.8)

(0.6)

(0.1 )

(0.25)

(0.1)

総括熱貫漏係数

の関係式の係数

-109

JAER1-M 88-224

DATA 10 TITLE - * - r h )lij - K

(20A4)

TlTLE(l)- STOPCDt §

Slfftt, fflhTS.

DATA 11 <NAMELlSTC«fcSA*>

/INPUT/ ATMOS,

CRUDTH.CTHfCK, DBO.DCO, DSINZ.DVOIDZ,

FRACAS FRACH,

FRACHE, FRACKR, FRACN,

FRACXE,FRDEN.FRSINX

FRPU02,

FR35. FR40.FR41. FB42. GAPC, HPLEN, ICDFxICOR, ICREP,

IPENSF.JGAS,IOUTPR

IPEAKJRELOC, IRELSE,

IRLJSTOR.IT,

KB, KOOU

LFUEL.LVOIDZ,

MINK

NCLAD,NFLX,NFUEU

NOH.NPOff,NPRFiL,

NT1ME,

PRCDH.PROFILPSEUDO,

QTOTAL

ROUC.ROUF,

S.SIGHF,

TIME.TM.TPLAS,

XCC\XH,XN,

ZCLAD

- 1 1 0 -

OATA 10

OATA 11

liNPUTI

JAERI -M 88-224

T ITLE…タイトルカード

(20M)

TITLE(])" STOPのとき

実行は、停止する.

< NAMEL 1STによる入力〉

ATMOS、

CRUDTH、CTHrCK、

DBO、OCO、

DSINZ、DVOIDZ、

FRACAR、FRACH、

FRACHE、fRACKR、fRACN、

FRACXE、FRDEN、FRSIN、

FRPU02、

fR35、FR40、FR41、fR4Z、

GAPC、

HPLEN 、

ICOf、ICOR、ICREP、

IPENSF、JGAS、IOUTPR

IPEAK、1RELOC、IRELSE、

1 RL、ISTOR、IT、

KB、KOOL、

LFUEL、l.VOIDZ、

MINI、

NC l. AD、 NFLX、 ~F l! EL、

NOH、NPOW、NPRFiL、

NTIME、

PRCD目、PROFIL、PSEUDO、

QTOTAL、

ROUC、ROUF、

S、SIGHF、

TIME、TM、TPLAS、

XCO、XH、XN、

ZCI.AD

次頁にNAMELIST文の説明を示す. {単位系に注意}

-110一

JAERI-M 8 8 - 2 2 4

£ & «

A T M O S C R U D T H

C T H I C K D B O

D C O

D S I NZ D V O I D Z F R A C A R F R A C H F R A C H E F R A C K R F R A C N F R A C X E F R D E N F R S I N F R P UO 2 F R 3 5 F R 4 0 F R 4 1 F R 4 2 G A P C H P L E N I C D F

I C O R

I C RE P

I D EN S F

I G A S

atm inch

an inch

•m

inch n

on ci

#JS8&A#XJ3E

d d l ? . crud£)$Hgi&^{£0.23Btu/hr. ft.F £5&5£l>TV>-5

2 # I C D ? 5 * Y-MXXVv h O ^ S . » S l b t e V N * £ . 2 #

CCTf. 0 ? * l « 0 F » i S DCI-DC0-2CTHICK >*l/«yh©J|.£ DFS-DCI-2GAPS

7ffilKftMII4««9ffllBTe (1**8:0.0 )

*ZJ&&A T)ldytfxm& (0.0) (0.0) (1.0) (0.0) (0.0) (0.0)

'N y •? A H ^ y 7' h > "

* -t y > « s<l/ s» h£>fractional density

puo2cos:*it («5(iuo s t » f t * n s ) (J 2 3 S ©fi*it («DttU*"a » ) Pu 4" 0 » Pu*"1 « Pa*"* « i ' ? . ; ^ " < l / ' y f fHJ3f * •> r/'Ei

= 0 • • • C l W ^ / i ' a V t t f f l t f PWR Zr-#4P# ( < 3 ) * fc t t . BWR Zr-ft#J# ( > 3 ) © Sf-fb^CDfcfeCDsignal ??>> K © ^ y - 7 V ? > f i © f t 5 r A * - r S 5 i - 7 * - > 3 > = 0 - « r l l | | e t t # b f c ^ * 5 * K ^ ^ S - ^ J t t S >0 -tifMt2V-7f?ym*T-7)\'M&'t>At>t& = 0 - I S t f O ^ * * ^ f ^0 •••tt&U*DCJ;*^8fc*flsfc*lt1-S

= 0 ~ftils¥fl5 5 0 "95%«aKf f | IS

- 1 1 1 -

変数名単位

ATMOS at血

CRUDTH inch

JAER1-M 88-224

定章義

初期封入ガス圧

クラッドに付着したcrudの厚さ

ここで. crudの熱伝導率はO.23Btu/hr.ft.fと設定している

クラッドの厚さ

D B 0 1 i nch 2番目のクラッドがパスケットの外佳、指定しない場合‘ 2番

目のクラッドはないものとみなす

DCO

DSINZ

DVOIDZ

FRACAR

FRACH

FRACHE

FRACKR

FRACN

FRACXE

FRDEN

FRSIN

FRPU02

FR35

FR40

FR41

FR42

GAPC

HPLEN

ICDF

ICOR

ICREP

IDENSF

IGAS

I .111 クラッドの外径

こζで、クラッドの内径I)Cl-I)CO-2CTH I C K

ベレットの外径 OFS-OCl-2GAPS

となる

i叶再組織化燃料の初期直径{榊は0.0IJ ベレットの初期中心空孔径

初期封入アルゴンガス割合 (0.0) 11 水素 11 (0.0) 11 ヘリウム 11 (1. 0) J/ クリプトン 11 (0.0) J/ チッ素 IJ (0.0) /1 キセノン /1 (0.0)

ベレットのfractionaldensity

再組織化後の M

PU02の重量比(残りはU02 とみなされる)

U2:15の重量比(残りはU23・ 11

PU240 1/

Pu宜41 11

PU242 11

11111 Iクラッド・ベレット間ギャップ帽

cm Jプレナム長

キ0・・・クラッドの弾性変形を考慮する

=0…このオプション使用せず

PWR Zr-冷却材(<3)または、

BWR Zr-冷却材(>3 )の

酸化率のためのsignalクラッドのクリープダウン備の数を入力するオプション

=0・・・時間に依存しないクラッド変形を仮定する

>0・・・時間とクリープタウン債をテーブル形式で入力する

=0・・・焼きしまりを考慮せず

キ0・・・焼きしまりによる寸法変化を考慮する

ガス放出モデルのオプション

=0・・・最適評価

~O ・..95%信頼度評価

JAKRI M 8 8 - 224

« ft « # t t ffi &

I OUT PR lte3RiZ>7£ hy'-y htfT'S'g > ( * -T AXf * 7'ft /c#-ft3?) = 0 i tiae step ©*ifc£7 9 h:/* K*S 4= 0 M L f c ^

I P E A K =0 H'-^aj**PSEUD0^6A*tS 4 0 ¥•*}&*>* n

I R E L O C A signal that allows the user to use the fuel relocation aodel developed for this code. If IRELOC-0 change in fuel diaaeter due to relocation is 0 , ( i . e . , relocation is not taken into a c c o u n t ) . If 1REL0C>0 the change in fuel radius due to relocation is taken into account by a best eat i iate value. If 1RELOC<0 the change in fuel radius due to relocation is taken into account by a conservative est iaate i . e . gives less gap closure.

I R E L S E An integer signal to designate at which tiae the fission gas i s to be r e l e a s e d , during the t i a e s tep (noraal power operation) or after the t i i e step (which would correspond to a reactor shut down or change in power). If IRELSE-0 the gas is released during the t iae step. If IRELSE O the gas is released after the t i i e step.

I R L An integer to specify the output of flux depression values ( f ro i subroutine DEPRES). If IRL-0 eleven flux depression values and their respective pel let diameters will be printed out, with the f i r s t value given at the pe l le t centerline and the last at the pel let surface. If 1RL>0 the subroutine DEPRES wil l divide the fuel pe l l e t into IRL equal nodes and print out the flux depression values and their appropriate diaaeters at the aidplane of each node.

I S T OR An integer to specify the calculation of stored energy in the fuel. If ISTOR-0 no calculation is performed. If ISTORfrO the calculation is perforaed.

I T A signal that allows the user to input the duration of the irradiation as burnup, MWd/MTM. These burnup values are read in through the naael i s t variable array TIME when IT^O. For regular input (days) set IT-0 and use array TIME to read in the values.

- 1 1 2 -

jAERl M 88-224

変数名 l単位定議

IOUTPRJ Jj結果のアウトプットオプシ冒ン(タイムステップ散だけ必要)

= 0 tiae slepの結果をアウトプットする

+ 0 11 しない

IPEAK 1=0 ピーク出力をPSEUDOから入力する

~O 平均出力を M

1 RE LOC I A slgnal that alJows the user to use the fuel relocatlon aodel

developed for thls code. If IRELOC-O change In fuel diaaeter

due to relocation is O，(i.e.， reJocation Is not taken into

account). If IRELOC>O the chan，e in fuel radius due to

relocati~n is taken Into account by a best eatiaate value. If

IRELOC<O the change in fuel radius due to relocation is taken

into account by a conservative esti・atei.e. gives less gap cJosure.

I RE LS E I An integer signal to designate at which tl.e the fission gas is to be released， during the ti・estep (noraal power operation) or after the tiae step (which would correspond to a

reactor shut down or change in power). If IRELSE-O the gas is

reJeased during the tiae step. If IRELSE刷 thegas is released

after the tiae step.

I R L I An integer to specl fy the output of flux depression values

ISTOR

(fro. subroutine DEPRES). lf IRL-O eJeven flux depression

vaJues and their respective pellet diaaeters wiJl be printed

out， with the first vaJue given at the pellet centerJine and the last at the pellet surface. If IRL>O the subroutine DEPRES

wil1 divide the fuel pellet into IRL equal nodes and print

out the fJux deprcssion values and their appropriate dia・elersat the ・idplaneof each node.

An integer to specify the calculalion of stored energy in the

fue 1. If ISTOR-O no calculation is perfor・ed. 1 f ISTOR~O the

calculation is perfor・ed.1 T I A signaJ that allows the user to input the duration of the

irradiation as burnup， Mid/MTM. Theee burnup values are read

in through the naaelist variable array 1IME when IT十O. for regular input (days) set 11-0 and use array TIME to read in

the values.

-112-

JAER1- M 8 8 - 2 2 4

* «

KB

K O O L

L F U E L

L V O I D Z

M I N I

N C L A D

N F LX

m& 3£ 8

Theraal conduct ivi ty of the secondary cladding or basket (Btu/hr-ft°F).

If a value ( integer) greater than zero is assigned to KOOL, the cladding I.D. te iperature is the saae as the coolant temperature.

*P.6*£

Length of initial central void in the fuel pellets (inches).

An integer signal to specify the output wanted. If MINI>0 a complete suaaary is given for each axial segaent. If MINI-0 a coaplete suaaary is listed for the hottest segaent of the pin and a short suaaary given for all the axial segaents. MINI<0 only a shorts suaaary is given for the axial segaents.

An integer signal to specify type of cladding. If NCLAD-0. cladding is Zircaloy. If NCLAD<0, cladding is 304 SS. If NCLAD>0, cladding is properties are input as described previously with the nuaber of points (teaperatures) input equal to NCLAD.

An integer signal to specify flux depression values used. If NFLX-0, flux depression values will be estiaated in Subroutine DEPRES. NFLX should not be set to less than zero for fuel pins containing P11O2 or for pins in which t a , U enrichaent is greater than AX If NFLX<0, it is assuaed there is no flux depression. If NFLX>0, a table of relative flux versus diaaeter is input as described previously with the nuaber of points (diaaeters) equal to NFLX.

- 1 1 3 -

JAERl-1¥1 88-224

電器刺

YFtt‘ttsト

lif九、

11El

位単輸

KB basket secondary claddlng or

~

A

the Ther.al conductivity of (Btu/hr-ftoF) .

名数変

greater than zero is assigned to KOOL. If a value (integer) I.D. te.perature is the sue as the coolant the cladding

KOOL

tuperature.

炉心高さE LFUEL

central void in the fuel pellets (Inches). Len耳ゼhof Initial LVOIDZ

An integer signal to specifY the output wanted. lf MIN1>0 a

co.plete su圃・aryis given for each axial seg・ent.If MINI・oa

co.plete su..ary is listed for the hottest seg・entof the pin MINl<O

MINI

and a short sum.ary given for all the axial seg・ents.only a shorts sum.ary is given for the axial seg.ents.

integer signal to specify type of cladding.

If NCLAD-O， cladding Is Zircaloy.

If NCLAD<O， cladding is 304 SS.

An NCLAD

input

If ~CLAD>O ， cladding is properties are input as described

previously with the nu圃berof polnts (te・peratures)equa 1 to NCLAD.

1n

An integer signal to specify flux depression values used.

If NFLX-O， flux depression values will be esti・atedSubroutine DEPRES.

NFLX

NFLX should not be set to less than zero for fuel pins is containing PU02 or for pios in which 量2・Ueorich・ent

grea te r thao 4~ If NFLX<O， i t is assu・edthere is 00 flux depre書sion.

edea

----AτL・nH ・1O

RV

ST o

v--w 色

D・圃Hu

nH 'w hH

.，.h

-113-

If NFLX>O， a table of relative flux versus dia.eter

input as described previously with

(dia.eters) equai to ~FlX.

JAERI-M 8 8 - 2 2 4

IE ft *

N F U E L

NOH

N P O W

N P R F I L

N T I ME

P R C DH

P R O F I L

* t t 3E *

An integer signal to specify the use of recycled U02-Pu02;fuel theraal conduct ivi ty and ge t t ing temperature are changed accordingly.

If NFUEL-0 the theraal conductivity equation for U0 t is used. If NFUEKO the theraal conductivity equation for recycled UGVPuOt is used. If NFUEL>0 a table of theraal conductivity values aust be input.

An integer signal to specify disposition of the hydrogen present in the sorbed gas. If NOH-0. the hydrogen is assuaed to react with the cladding. If NOH^O, the hydrogen is assuaed to reaain in the fuel pin as a gas.

**:fr|nj&*4#*!ft (ft*9 0)

An in teger s i g n a l to spec i fy the nuaber of axial power profi les , PROFIL, to be used for all tiae steps. If NPRFIL>1, then NPRF1L-NTIME(i.e. an axial profile for each tiae step.)

Nuaber of tiae increaents. LIMIT (15)

Percent of fuel coluan voluae that is dish voluae ( i . e . , lOOx total dish voluae/total fuel coluan voluae).

A table that is used to input a noraalized axial power profile for the pin. NP0W+ 1 values for each profi le needs to be input with the f i r s t and last values corresponding to the bottoa and top of the fuel respectively. If aore than one axial profile is to be used, then NPRFIL x (NP0W+1) values have to be input in this table. If a power profile is not input a standard one in the code wi11 be used.

114

-FJdド

11iTEB;

、‘ir--事

JAER1-11188-224

変散名~

K S集

NFUEL An inleger signal to specify 1he use of recycled U02・PU02;fue I ther.al conductivily and melting te圃peratureare changed 21ccord i ng ly.

1 f NFUEL.O the therul conduc1 Iv i ly equatlon for UO. is used. If NFUEL<O the ther.al conductivily equation for recycled UO.-PuO. is used.

If NFUEL>O a tablc of lher.al conductlv!ty values ・ustbe input.

NOH I An integer signal to specify disposition of the hydrogen present in the sorbed gas. 1 f NOH・0，the hydrogen is assu・edto react with the cladding. lf NOH十0，the hydrogen is assu・edto re.ain in the fuel pin as a gas.

NPOW 軸方向燃料分割倣(最大 90)

NPRF 1 L I An integer signal to specify the nu ・berof axial power profiles， PROF1L， to be used for all ti・esteps. If NPRFll>l，

then NPRFIL-NTIME(i.e. an axial profile for each ti ・estep.)

NT 1 ME I Nu.ber of ti.e incre.ents. LrMIT (15)

P RC D H I Percent of fuel colu.n volu.e that is dish volu・e(i.e.， 100x total dish volu・e/to1alfuel colu・nvolu.e).

P RO F 1 L I A table tha1 is used to input a nor.alized axial power profile for the pin. NPOW+ 1 values for each prQfile needs 10 be input with 1he first and last values corresponding to the botto. and top of th唱 fuelrespectively. If ・orethan one axial profile is to be used， then NPRFIL x (NPOI+ 1) values have to be input in this table. If a power profile is not input a standard one in the code will be used.

-114-

JAERI-M 88- 224

£ ft £

P S E U D O KVI/i

Q T O T A L

R O U C R O U F

S

S I G H F

T I M E

T M

T P L A S

X C O

XH

XN

* & s &

Power for each tine step (KW/i) allows the user to follow a power history. NTIME values need to be input. PSEUDO (1) and PSEUDO (2) nay not-0.

(See 1PEAK)

MWt x+tpman) Arithmetic lean cladding ID surface roughness (inches). Arithmetic Bean fuel surface roughness (inches).

Fuel sorbed gas content (cc/g of fuel).

signal

( i ) SIGHF<0 fe6fcm£P#t±.

(11 ) SIGHF>0 fc&(*r%£P#(±%

mmmxit* SIGHF c t y ^ n s A set of accunulative tiie increients (days) allows the user to follow a power history. NTIME values need to be input.

LIMIT (15) values TIME (1) iust-0. Tiie (x) iust be larger than previous tiie, tiae (x-1).

Melting teiperature of the fuel(*C). If no value is input the code uses 2790'C

The teiperature at which the fuel becoies plastic. If no value is input the code uses 1200 *C. Fraction of sorbed gas that is carbon lonoxide and carbon dioxide.

Fraction of sorbed gas that is hydrogen and loisture.

Fraction of sorbed gas that is nitrogen. Note: XCO + XH+XN should-1.0 when S>0.

- 1 1 5 -

.IAERl-M 88-224

蛮撤名 l単位定議

PSEUDO IPower for each ti田estep (KW/・)allows the user to follow a

KW/・Ipower history. NTIME values need to be input. PSEUDO (1) and PSEUDO (2) 圃ay

not-O. (See J PEAK)

Q T 0 T A L I MWt I原子炉熱出力

ROUC

ROUF

s

SIGHF

TIME

Ari ui・etic.ean cladding ID surface roughness (inches).

Arith・eticmean fueJ surface roughness (inches).

fuel sorbed gas content (cc/g of fuel).

冷却材の種類を指定するための

signal

( i ) SIGHf<Oならば冷却材は‘

水で、熱伝達率は、計算によあ

れt) SIGHf>Oならば冷却材は‘

指定しない

熱伝遺率は、 SJGHfにセットされる

A se~ of accumuJative ti.e increaents (days) allo問 theuser

to follow a power history. NTI~E values need to be input.

LIMIT (15) values

TIME (1) .ust・O. Tiae (x)・ustbe larger than previous

tiae. ti・e(x-l).

TM I Melting te.perature of thc fueJ(・'C). I f no value is input the

code usas 2790・c

TPLAS The te ・peratureat which the fuel beco・esplastic. lf no

value is input the code uses 1200 ~.

xco I fraction 01 sorbed gas that is carbon .onoxide and carbon dioxide.

XH I fraction of sorbed gas that is hydrogen and ・oisture.X N I f ract ion of sorbed gas that i s n i trogen.

Noh: XCO + XH+ XN should・1.0 when S>O.

-115一

JAERl M 88 -224

£ ft * #ft % ft Z C L A D An integer signal to specify Zr-2 or Zr-4 cladding,

properties. If ZCLAD>0, cladding is Zr-4. If ZCLAD<0, cladding is Zr-2.

NOTE: NCLAD lust have a value of 0 to use ZCLAD.

Material

DATA 12 ( ( CF(F.J). 1-1.3 ) . J - l . XFI.'FI. ) ) (3E10.2)

&)DATA 1 IT N F U E L X K a f c S A A T S

DATA 13 ( ( AA(I .J) . 1-1,7 ) . J - l . NCLAD ) ) (7E10.2)

£)DATA lit? N C L A D > 0 © f c * A # T *

DATA 14 ( ( RV(I.J) . 1-1.2 ) , J - l , NFLX ) )

(2E10.2)

f lux depression <D\~)3

£)DATA 11-C NFIX>0 O t S A A t S

DATA 15 ( ( CLCRP(I.J), 1-1,2 ) , J - l , iCREP ) )

(FIO.O.EIO.O)

tine*--* creep down value

SE)DATA 11T ! C R E P > 0 « i : S ; A ± | - r S

116

M 88 -224 .IAERl

E情

"yhhILbHドi:

一一変数名 . 定 • ZCLAD An integer signal to specify Zr-2 or Zr-4 cladding. Material

prope rt ies. If ZCLAD>O. cladding is Zr・4.If ZCLAD<O. cladding is Zr-2.

NOTE: NCLAD・usthave a value of 0 to use ZCLAD.

XFL'FI. ) ) ( ( CF(l、 .1)‘ 1..1、J)、，1"1、

(3EI0.2)

DATA 12

フェエルベレットの熱伝導率入力

NFUEL>Oのとき入力する

NCLAD ) ) J-l、

住 )OATAIIで

( ( AA(I、 J)、1・1、7)、

(7E10.2)

グラッドの物性個入力

OATA 13

NCLAD>Oのとき入力する

NFLX ) ) J-l、

住 )DATA11で

( ( RV(I、 J)、 r-l、2)、

(2E10.2)

DATA 14

flux depressionの入力

NFLX>Oのとき入力する住)DATA11で

iCREP ) ) J-l、1・1、2)、

(FI0.。、El0.0)

( ( CLCRP(I、J)、DATA 15

グラッドのクリープダウンの入力

ti.e←-+creep down value

JCREP>Oのとき入力する

-116-

注 )DATA11で

JAER1- M 88 2 2 4

/ /JCLG JOB / / EXEC JCLG / /SYSIN DO DATA/DLM='++' II JUSER a M M a M / S A . F U J I I / 0 4 3 1 . 0 1

I .3W.OC.1 T.2

OPTP PASS'«JORD = »»/MSGCLASS = R / / EXEC LMG0»LM« ,J23S0.»0ATAP' / /FTlOFOOl DD UNIT=TSSWK/DISP=(/PASS)/DSN=&8DATA1/ / / DC8=(RECFM«FB/LRECL«80/BLKSIZE«3200),SPACE=(TRK/ ( 2 , 2 ) )

JAER1 HCLWR-J1 (P = U . 1 / D = 9 . 5 / 0 = 1 6 . 9 / LF=2 .23 / 100* ) 12? -1 159. 0 1 1 100 500 / 15 1 /14«0

11.1 20 .0 9.5 0.533 289.0 325.0 0.95 1.00 0.95 60.1E6 1.50 2. 41 0.0 0.0 0.0 1.00 ¥PUMP *END »SG ¥END JAERI HCLWR-, Jl <P = U.1/D = 9.5/Q = 16.9/ LF=2.23, 100X) ¥INPUT

QTOTAL =3411./ DCO = 9.5/ PSEUDO =1S«16.9, LFUEL =2.23/ HPLEN =100./ ATMOS =10.0/ GAPC =.085/ PRCDH = 0.0/ IRELOC = 0/ IDENSF = 0/ IGAS = 0/ MINI = - 1 / FRDEN =.9 30/FRSIN=.965/FR35=1.975E-3/ NCLAD =-l/FRACHE=1.0/ SIGHF = -5000. /ROUF = .000039/ROUC = .00002/TM = 2550./ NPOW = 30/ ISTOR =1/FR40=.25132/FR41=.10158/FRPU02=.08,NFUEL=-1, FR42 =0.07775/ NPRFIL .=1/IPEAK=-1/ NTIME = 9/ IT = 1/ TIME =0.0/5000./10000./15000./20000./25000.,30000./35000./40000

¥END STOP // EXEC F0RT77/S0= ,J3803.¥GAPCNXX ,/A= ,ELM(FLCAL)/N0PRINT' // EXEC F0RT77,S0='J3803.¥GAPC0NX ,/A= ,ELM<*)/N0PRINT'/DISP*M0D / / EXEC LKED / / EXEC GO / /FT05F001 DD DSN=S£DATA1/DISP=(OLD/DELETE) //FTSOFOOl DD DSN=J3803.¥WPROPA.DATACWATER1)/DISP=SHR

//

F i g . A 3 . 1 Sample JCL and data of GAPC0N-THERMAL2-HC code

1 1 7 -

JAgRI M 88 224

IIJCLG JOB 11 EXEC JCLG IISVSIN 00 OATA，OL糾=r'++・11 JUSER .・・・・・・・，SA.FUJII，0431.01

I.3W.OC.1 T.2

OPTP PASS¥oIORO=・・'，MSGCLASS=R11 EXEC L阿G口，LM..'J2350.事OATAP'!IFT10FOOl 00 UNIT=TSSWK，DISP=(，PASS)，DSN=&&DATA1， 11 DCB・(RECFM-FB，LRECL-80，BLKSIZE-3200)，SPACE・<TRK，(2，2)) JAERI HCLWR-J1 (P=11.1，D=9.5，Q=16.9， LF=2.23， 100%) 127 ・1 159.0 100 500 1

15 1 ，14・011.1 20.0 9.5 0.533 289.0 325.0 0.95 1.00 0.95 60.1E6 1.50 2.41 0.0 0.0 0.0 1.00 ￥Pu阿P￥END ￥SG ￥END JAERI HCLWR-Jl (P=11.1，D=9.5，Q=16.9， LF=2.23， 100%) 尊INPUT

事ENDSTOP

QTOTAL =3411.， DCO =9.5， PSEUDO =15・16.9，LFUEL =2.23， HPLEN =100.， AT川口S =lCJ.O， GAPC =.085， PRCDH =0.0， IRELOC =0， IDENSF =0， lGAS =0，同lNI ー1，FRDEN =.930，FRSIN..965，FR35=1.975E ・3，NCLAD ・1，FRACliE=1.0，SIGHF ・5000.，ROUF=.000039，ROUC=.00002，T例=2550.，NPOW =30， ISTOR =1，FR40=.25132，FRゐ1=.10158，FRPU02=.08，NFUEL=-1，FR42 =0.07775.. NPRFIL=1，lPEAK=-1， NTIME =9， 1 T 1， TI阿E =0.0，SOO().，10000.，15000.，20000.，25000.，30000.，35000.，40000.，

11 EXEC FORT77，SO=・J3803.尊GAPCNXX・，A=・ELM(FLCALl，N口PRINT'11 EXEC FORT77，SO=・J3803.単GAPCONX・，A='EL例(*)，NOPRINT・，DISP=MOD

" EXEC LKED // EXEC GO IIFT05FOOl DD DSN=畠畠DATA1，DISP=(OLD，DELETE)" FTSOFO口1 DD DSN=J3803..WPROPA.DATA(WATER1)，DISP=SHR J・++

"

Fig.A3.1 Sample JCL and data Or GAPCON-THERMAL2-HC code

-117-

JAERI-M 88-224

# » 4 C0BRA-HCLWR=1-KCDA^^^

COBRA-HCLVR © A T j f ' - ? ^ * # # £ COBRA-IIIC (DkH?- 9 *U$f b o - 3 . &

b f c # - > T \ A ^ J ^ - ^ t t 3 > h a - J l - * - K ( * - F 9 ^ A COBRA.1 .SETUP.0.1,SET UP.0.2) , $ O l / ~ 7 * f i i © A : * J ' 7 * - * t NAMELIST {£ J; 3 A T J ^ - 9 «fc 9 8JfiX£tt « .

® * - r 5 ^ a , ^ - ^ - K ^ w i ^ r - * © * ^ ? * <tttt©a-K*»#j&

* K « k o T U * n T « . > * . fflUtf* GROUP.2 t i y ; W 7 " 2 o y ; i / ~ 7 3 > h a-;!* # - K * £ l ^ GROUP.2.3 tty*-73> h a - ; ^ - F * | l > T ^ ; i / - 7 2 f J I # f c* f t**3©3! ; -K4&t t ;&- -K©*- f : 7 * a U T ^ * .

@*-K9A*^CR0UP.l**SJ*«)*ty/I/-7 ,ttC0BRA-fflCi:ra«C12»*. & ? > -

READ (5,5001) NGR0UP.N1,N2, ,N8,N9 iT3T NGROUP tty^-:/©*^-?**. tyfe^-sT, ATJttiOl'-T'lH&TMTl.K # y ^ - 7 © A ^ j a f f i t © j « * T f f - 5 i i : * * T ? * * .

« f b < W J t a U f e * 7 ^ a > © * < * # t r A ^ I 5 * - ^ © « l * Fig.A4.1 K * * . Zft t t W H * © 2 - / f > K ^ * - 5 s * © A y 3 l W l ? * * .

K, im<W5*-9<F>%><\$, 3.—?tfrtJ*—90i4 >'7°-v h7 < -)VYi7' y > ? IzLXii^X i>, a-)ifyX'Wlt %l i 0 fc, f ' 7 */U h f l ^ - t -y hZtlX ^ t . r 7 */U I- ffi£ i

- 1 1 8 -

‘sgtJtkvbV-1-B1

JAERI-M 88-224

付録.. COBRA-HCLWRコードの入力方法

COBRA-HCL械の入力データは、基本的に COBRA-mcの入力ヂータを保持しつつ、高

転換軽水炉解析用オプションのための数枚の入力データを付加した形式となっている。

したがって、入力データはコントロールカード〈カードラベル COBRA.l，SETUP.Q.l，SETUP.O.2)、グ)1，，--プ単位の入力データと NA阿ELISTによる入力データより構成される。

①カードラベルは、各データカードあ~いはデータのタイプ〈複数のカードを続み込

む場合〉に割当てる。

②各ラベルをもった入力データの組に対して読み込みフォーマットが与えられる。

③ラベルは読み込みが行われるグループ名とそのグループ内での相対的な読み込み順

序によヮて表されている。例えば、 GROUP.2はグループ2のグループコントロール

カードを表し、 GROVP.2.3はグループコントロールカードを除いてグループ2で読

み込まれる第3のカードまたはカードのタイプを表している。

④カードラ代、ルGROVP.lから始めるとグループはCOBRA-mcと問機に 12ある。各グルー

プは次の形式のグループコントロールカードを読み込むことによってアクセスされ

る。

REAO (5，5001) NGROUP，Nl，N2，・・・ーー・ー，N8，N9 ここで NGROUPはグループの番号である。したがって、入力はグループ単位で行い、

各グループの入力は任意の順序で行うことができる。

新しく付加したオプシヨンの多くを含む入力データの例を Fig.A4.1に示す。これは

第三章の2ーバンドルモデルの入力例であ号。

COBRAには、ユーザの指定するいくつかの経験的相関式がインプットされる.

どのような相関式が必要なのかを明らかにするため、相関式は各インプット毎に詳し

く述べる.インプットの作成では、ユーザをより深く助けるために、計算のパラメー

タの多くは、ユーザがパラメータのインプットフィールドをブランクにしておいても、

コーード内で有効となるように、デフォルト値がセットされている.デフォルト値をも

っパラメータは、インプットの構成の中で指定されたテ'フォルト値が与えられる。デ

フォルト値をもっパラメータの大部分が、解の安定性に影響するので、デフォルト値

は、各パラメータをよく知ってから使うようにしなければならない.

-118-

JAER1- M 8 8 - 2 2 4

T - - • ? / ? - - ! - • '/>l--7'-.iy\-vi--iit)- Y

tl — Y • yKil gg % £ 7 * -- v -y h t m m

COBRA. 1 MAXT Format ( [ ! ) )

A y T -y T- r ••/ ? <?)KkW)ft - H

• 'J § -v h ( f i^ l i ) M A X T m m t a i - c h , %%*-/yyi-1-&;

t £%&lXtttt!&<?>CP?<(i> • >J 5 7 Mi, MAXT J: 9 * £ < %Mxtt%e>%^.

Hm<Wt£. MAXT-1000 (BW!)

SETUP.0.1 KASE.J1 Format(215) ayhv—jlf}—}* KASF = |BJjSO^-XS-!>-

KASE^l 3 7£0(cfcjJ8H[:LT. * t f ) ^ - x £

KASE< 1 STOP J1 = >f >-7*y l - f - ^ r ' J > - h r / y g >

J1-0 #fUW>"7> hT-?<7)fr7'VyhtZ> .11-1 t^TW-f >-r-y h r - ^ ^ r U ^ b t l . JI =2 «if ls<?)t tss«*ruyht j J1-10 -fKxcnAy?<v VT-•?*rvyVLX

STOP

SETUP. 0.2 TEXT Format (20A4) TEXT = fflfflcom&COtzbbmrTjhT-v h • f-^fX h

£ * 8 0 £ ^

- 1 1 9 -

カード・ラベル

COBRA 1

SETUP. 0.1

SETUP.0.2

JAER1-M 88-224

データカーード・グJ~ ープコントロ - -/~ カード

窓一弘一主

トti¥XT

トIXl

フォーマットと ~ìt 明

rormat ([!J)

インプットデ・ソアの品初のカード

1J.主だけ読まれる.

問題の計算のために許辞される ~I 到般のタイム

.リミット(秒単(;1， )

トIi¥Xlが限度を越えても，結県をプリントするこ

とを帯'J.~: して計算機のCP タイム・リミットは，

HAXTより大きくなければならない。

附TX<lわとき.トIAXl~...， 1000 (回定)

KASE.Jl Format(215)

コントロールカード

KASE = 問題のケース番号

Jl

KASEミl コアを Oに初期化して，そのケースを

始める

KASEく1 srop

インプットデータのプリントオプション

Jl=O 新しいインプットデータのみプリントする

.J1斗すべてのインプットデータをプリントする

Jl =2 操作の状態のみプリントする

Jl=10すべてのインプットデータをプリントして

STOP

FOl'mat (20M)

問題の認識のためのアウトプット・テキスト

最大80文字

-1I9一

JAI'RI M 88 224

~/]- F • y^il % & £ V * ~ •<• ••/ h ^ $t ^

GROUP. 1 GROUP 1 W t t I r - - ' / ; l Pornui l ( I0IG)

Nl - NPROP

H2 = ISTEAM

N2-1 NlfflfljSttSKfcWtottliflfc:.? V\'rC

N3 = jfi«liS««0«ittffl<!OJEIffl

f 7*)VYffi*±H3-0"C, - « f c & 3 - |< (J&W IIJ) K £ f t £ f i t f l&&«> i i 1500 F & -C'CON 1ffli« jg

N3-1COt £ . 3 - K(iDTHAX(GR0UP. 1. 1)T#j£

ts N4 = NFUNC

N4-0 ftttfflti. ttft&«E#*T--//l'«fc*

htrt<9tefU3K»IE3!l£-fc-y h * &«&( ; : . J3803. VWPROPA. DATAteT--*# f f l£$f lT O S .

- 1 2 0 -


GROUP. 1

JAERI M自白 224

グ J~ -ーフ'(j)インプットデ‘ータ

主主」ソォマヴトと説明

GROlJP 1 ~布IJ11: {l'l うに司ゾI~ fo I'n・ill( 10' G)

N I NPROP

読み込む物性値のデーータ1同数

N2 ISTEA"

N舵2=0 泊!白E熱燕主気~~グの下叩~l，判!れれ拘1も句h司刊1げf性t寸1川(11仙'11ぬI町1リ汁山'j目j川J戸N2=寸1 N川1間のj過品熱讃範i気の物性他をコ |ド、 l内句てで

計算・ずる

N3 過熱蒸気の物性値の範聞

N2-=Oのときは迎mできない

デフォルト値はN3'，0で，このときコードは系の

圧力における飽和樹皮から1500FまでのNl聞の過

熱蒸気の物性値を計算する

N3~1のとき，コーードは OHIAX(GRO lJ P. 1. 1)で指定

される泊皮の限界を越えて.N 1個の物性{直を計算

する

N4 := NFUNC

N4"O 物性値は，飽和燕気圧決をテーブル陪式

で読み込む.50番ユニットから{り欄に記

された物性値が読み込まれる“叩I世:Lニ吋

トに水の飽和蒸気圧表をセットする均合に，

J3803.州PROPA.OATAにデータが用意きれて

いる.

-120-

JAKRl- M 8 8 2 2 4

^ - H • J<iU £ ft £ 7 * - V -y )> fc jft Rfl

H4-1 * * ) f t t t « l i . 3-Hrt«<?3iaa(RETRAN 02f$ffl) fcJDttSSfc.*.

N4=2 IFC 1967«0*«3K$l**<ffll*fc;h.*.

N5 = NLOOP

H5-1 - « * ! K y 7 Q - H W t t * * a t 5 . (*) fPP(l).TT(l),WF(I),VVG(l),HHF(I),HHG(l),

KKF(I).UUF(I).I-1.N1] Format (8E10.2)

PP = ^<^JEE^J ( p s l a ) TT = iS 1 ( F ) VVF = * O J t S « ( f t 3 / l b ) WG = 3&&<7)ii:$» ( f t 3 / l b ) HHF = ^xy^tf—(Btu/ lb) HHG = j JKSW>xy* /H f - (Btu / l b ) KKF = * 0 ) & £ * # (Btu / f t • hr • F ) UUF = *«> f t t t< *R< l b / f t - h r )

f tSSRAI i . 1980 H + W t t s s s ^ J I W R R ^ r t f f ^ ^ ^ a - K r t T

GROUP. 1. DTHAX Format ( t 10.2)

> t 7 n > a > • -f > • / • • / }- H2=1*"JN3-1-CA^J

DTNAX - &».«ft*>WttlB £ H-» 14 ?S g &|g DTHAX - ( T - T s a l u r a t i o n ) .1 c -c. Tw^s^jaiiasfflKir'A*.

121


(・)

GROUP.1.1

翠 lt :g

]AERl-M 88 -224

フォーマットと説明

N4=1 水の物性値は，コード内蔵の関数(RETRAN

02使用)により計算される.

N4=2 IFC 1967の水の蒸気表が用いられる.

現在使用禁止

N5 = NlOOP NS=O 一次系ポンプQ-H特性を考慮しない.

N5叶一次系ポンプQ-H特性を場1書する.

[PP( 1)， TT( 1)， VVF(I)， VVG( 1)， HHf (1 LJi盟~

KKF(I)， UUF(I)， 1"1，N1] Forlat (8E10.2)

N1枚の飽和水と飽和蒸気の物性値のカードを読み込む.

PP = 系の圧力(ps i a)

TT = 温度(F )

VVF = 水の比容積 (ft3/lb)

VVG = 蒸気の比容積 (ft3/lb)

HHf = 水のエンタルピー (Btu/Ib)

HHG 蒸気のエンタルビー (Btu/Ib)

KKF = 水の熱伝導率 (Btu/ft . hr . F)

UUF = 水の粘性保散 (Ib/ft.hr)

表面張力は， 1980 日本槻械学会蒸気表の内得式からコード内で

計算される.

DTHAX Format (E 10 2)

オプショシ・イン . .1 .，卜 N?・1かっNJ:lで入)J

OHIAX τー過熱蒸気の物性値を計算する温度Ti!凶

DIHAX二 (T-Ts日luralion)

ここで.TH必要な最高温度であるゆ

一121-

JAERI M 8 8 - 2 2 4

a - H • 9*W gg lie £ 7 t - 7 7 h i: jtt m

GROUP. 2 GROUP. 2 J » i a f f i f t & # 2 f f l f l i E f f l M a format (1016) N1 = J2 *jr7?-tv • tf'-f Y<n*m&

N1=0 -»f7"?-/U • ;K-f b'Ji&v^ N1-1 •yrH—iV • X4 K(j:Levy?)-tf7'?-A-

N2 = J3 ,tM H*ff lM« N2=0 mi^rll N2 = 1 fg IE Armando ^ f ' / l -N2=5 X i j y r - t f ^

Slip rat ioSrAf l f fc&f i r t 4 *)* .

N3 = J4 2fflS£l$JS«fcfg& N3-0 l & K t T / l ' N3=1 Armand^^r/l-

2fflfttfffilft&ftft«r 7 * U r <f 0>l"JI

N4 = NVISCW ttfflttttffiftllHjK N4=o tmfomtmfaWk&

N4=l J*Jftffiftti;[)a&fam£

( i t ) V79-fr • # 4 FfflW*. rfW H*ffiW^. 2f i f tJ*J»f t£t t f t f f lN£t t .

- 1 2 2 -


GROUP.2

.lAERI 1¥1 88 之24

主主一車フォーマットと越盟

GROUP.2 勝聞係数及び2相疏相関式 Format (1016)

N1

N2

H3

H~

J2 サプクール・ボイドの相関式

Nl=O サブク←ル・ポイドはない

Nl =1 サブクール・ボイドはLevyのサブクール

・ボイドモデルを使って計算される.

J3 ボイド率相関式

N2=O 均質モデル

N2 = 1 修正Armandのモデル

N2=5 スリップ・モデル

51 ip ratioを入力する必要がある.

N2=G ボイド率をスチーム・クオリティの多項

式関数で入力する.項の数と係数を. 6次

の多項式まで読み込む.

J4 2相涜摩擦損失倍数

N3=-O 均質モデル

N3= 1 Armandのモデル

2相涜摩擦損失倍数をクオリティの多項

式閑散で入力する.項の数と係数を. 6次

の多項式まで読み込む.

NVl5CW 壁間粘性係数相関式

H4=O 摩擦係数は非加熱相関式

H4=1 摩擦係数は加熱相関式

(注) サプクール・ボイド相関式.ボイド率相関式. 2相涜摩擦損失倍数相関式は、

後続ページ参照

-122-

JAKR1- M 88 224

ii -Y • 7^)1 gg m £ 7 *• - •? ••/ h fc at m

GROUP.2.1 [ A A ( I ) , B B ( I ) , C C ( D , 1-1,4 ] Format ( 8 t 1 0 . 2 )

AA .BB .CO f = A A ( R e ) B B ^ C C

GROUP. 2. 2 NV.AV Format ( IS, E10 .S )

tf T ^ 3 > " ( >'7'7 h N2>4T'A^J NV = H2-6<5Dfc &{i;K-< VW&JRitcr)*- ¥~

N2=5^fc£(iNVJ2f£/F]Lt^ AV = N2=6<3i:&lia=a 0 «a 1 X + - f a 6 X 6

wa 0 , a 1 ,a 6 i:Xf)i'l

GROUP. 2. 3 NF.Af Format ( 1 5 , E 1 0 . 5 ) ^•y'>- a V • -4 >7° ••/ h N3>4T'A2J NF = 2 $»$$£(§$

AF - £ 8 5 $ M R » 6 & « * - * ' - - 4 - C ^ f f i f e </>=a 0 +a . X + +a X n

123

tJ :.:..-ド・ラベル

GROUP. 2.1

GROUP.2.2

GROUP.2.3

JAERl-111 88 224

主一弘一室一一一一之助トマット.); alt f札一一一一

[AA([)，B!H.LL旦斗ι!=1，4 ~ormat (8~10.2)

乱iilU管関係数は.以下の形式であろ.:1 f~fi jJU: で七ッ 1 ・すること

ができる"BB M， BB，CC= r之 AA(Re) ，，，.. tCC

の形式の~1I閲式で表される"

ただ/.....，グループ4カードでサブチ「・ンネルタイプをちとした均

合は無制される o (スパイラ J~ .リプ)

NV， AV Fo /'ma t ( 15， E 10. 5 )

オプション・インプット N2刈で入力

NV N2=6のときはボ.イド率の多項式のオーダー

N2=5のときはNVは使用しない

AV =: N2=6のときはα=a l a. X t・・・+anX 6 0"1

に 0・ 1， '''6

N2=5のときは定数値とする

虹~ FOI'mat ( 15， El0. 5)

オプション・インプット N3刈で入力

NF = 2相流摩搬恨失倍数

プオリティの多項式関数の明の数

を入力する

AF :..:: 多項式関数の6次のオーダーまでの係数

φ= a ta. X t +a_ X n o . ul ". . un

(注) サブクール・ボイド相関式，ボイド率相関式，2相流摩隙損失倍数相関式は、

次ページ参照

-123

JAERI-M f?S 224

X =0. X e < X d

X «XC - x d exp ( -1) x e / X d < 1

where X g is the equilibrium quality and

x - - 3 _ 1 T . \l

AT -QP.. Y r

P h h

0<Y„ g!>

A T = -50(P_ +log(1+P_ (2Y- - 1 ) ) ) P h h

5<Y 0 ^ 3 0

A J = = 5 Q ( p t | 0 g ( 1 + 5 p ) + | 0g ( L_ )) 3 0 < Y

P h h r r 2 30 B

Q = C V r w

P F V p w

fv nt 2 — ( ) 8 A

0.015 CTD

M

1 2 4 -

，.‘IRR

ん6

1

0

B

<:24 JAERI-M宵宮

サフクール・ボイ"相関式

-t

vA

〆、

AU

uzn

-〆、・nu

van

/

，

、.t

V八

X_ (ーー九一-1)

X(j nv

VA

nu

-{

U

曹ハ-M

PU

VAH =

VAH

X =0

is the equi I ibrillffi Qual ity and

AU

一印

cJ

z l

(

VA

aE

VA

Pν Fs nu

LnH U.，

1

。<VB ;;:;; 5 Y B 、I

RVg

nu -

q

Ph h s T =

5<V B豆30)

)

)

-nnu

uy

n，ι

(

R目.

nr 晶‘唱E

『(

何

H3

れ

u|

+ n--

nν' (

AU

Ld

q

Ph h

s T =

内

MU

uv-J

、内

uqιv

.1 Y n

ー log(-"-)) 2 30

AT

) "'e

nv-r吋叫

AT 1

(

nuu

AU

1

4r n

・'nv'

(

AMu-

rhd =

q

Ph h ムT=

イヲア1w nv

nlv Q =

m 2 (一一)

A

fv

8 τw

芹

-124-

0.015

).L --nhu

uy

JAERI-M 88-224

Homogeneous Model

a = 0. X u 0.

"h X < 0. (l-X)Vf +Xvg

Slip Model

a = 0. X s 0.

J X > 0. (l-X)Vf r *Xvg

where r is a specified slip ratio. Modified A'rmand

a - 0. X g 0.

(0.833*0.167X)Xvn

a . S_ X > 0.

(l-X)Vf +Xvg

Polynomial Function

a = 0. X g 0. a = a Q +a., X +a 2 X 2 * a n X n X > 0.

125-

JAERI-M 88-224

nu-

JHu-

Av-

H門-

=t'-cuE

開一山一

四国

-nZ

4命4nH-

率一巴

A

、-nu-

t」

m-

イ一。一

---HnHE

--

α= O.

VJ α

SI jp Model

α= O.

Xv_ α =一ー一一一一一一一一一一一一

( 1 -X) V f T + Xv f ( . "T 9

where γis a specified sl ip ral io. Hod i f i ed A'rmand

α= O.

hv--

Yハ一一

nH初

、af-uv

MXハい

-

u

A

H

71一

+

nhvv

一!

-apva-

nuw

一uv

+-)

内屯U

F

V

A

H

qAV

一-

のM

V

-

'

l

'

• AHv-

(『

=

α

Polvnomial Function

αO.

nH V

A

nH

ηロ

4-

n''M VA

nd

qa A?

VAH

-Eg

qu +

AU

2u =

α

-125-

x ;二 O.

Xく O.

X ~ 0目

x > O.

X五 O.

X > 0，

X ~五 O.

X > O.

JAERI-M 88-224

Honogeneous Model

<t> = 1.0 X<0.

4> = '— X>0.

Armand

<t> = 1.0 a g 0

( l-X) 

( l - a ) 1.42

<t> = 0.478 ( l - X ) 2

<t> = 0.478 ( l - « ) 2 ,2

<t> = 1.730 ( l -X ) 2

<t> = 1.730 ( l - a ) 1-

64

Pol lynomial Function

0 .39<( l -a) ^ 1.0

0 . 1 < ( l - a ) £ 0.39

0 . < ( l - a ) £ 0.1

4> = 1.0 X ^ 0

4> = a 0 ^a, X+ a 0 X 2 + a n X n X § 0

126-

11:ー JAERI-M 88-224

2相涜摩擦損失倍数相関式

Homogeneous Hodel

X<O φ= 1.0

X>O目十三L-

ρ

Armand

α話。

0.39<(卜α)~ 1.0

φ= 1. 0

(I-Xl

， ;.42 (トα) ー

φ

話 0.390.1<(1-α) -n

，ι

274

のと一、，，

約一

α。。7f

aq

aHU φ

O. <( 1-α)ぎ 0.1

nt )

vaH

• |

( 1. 64 (トα)

φ= 1.730

Po/ynomial Function

X ~玉。

X言。

φ= 1. 0

nH V

A

nH

na ゐE

n，ι

VA

内，a

‘

qa +

VAH

2U

4τ

Au

aa =

AV

-126ー

JAERI-M 88-224

a - K • yOl g ft -ft 7 < r - v ? h fe ia i J l

GROUP. 3 GROUP. 3 tt#|ftlft&%JQ-f - 7'H Formal (1016) N1 - NAX

&«ii5flr-7'yl «A^J r - ? Wl'( N2 = HAXV

N2\0 GROUP. 3.1 l i ski [ i f 4 N2=0 //-KGR0UP.3. 1 J W U J 3 * I £

N2--1 :»—HrtBSjt (chopped cosinefrfli. t --?=1.55) frt>Mi$tih

GROUP.3.1 [ Y ( [ ) , A X I A L ( I ) , l = 1 , N 1 ] Format (8E10.2 )

*?*/*> • Jyy'vh N2 = 0 X'htl

Hffleo^tfti o.ot i.ot-gro. AXIAL = (X/L) KtJ l tSf f i t fM&a&asR

(«. f f i {Bfc*m4Flux/AVG.Hux)

- 1 2 7 -


GROUP. 3

GROUP.3.1

JAERI-M 88-224

率一主主...Jうフォーマットと税明

GROUP.3 軸Ji ltl)熱流曜のテ・プI~ FOrme11 (1016)

N1 ニτNAX

N2

熱lfrt束テーブJ~ の入力データの以

NAXV

N2刊 GIWIJP. 3. 1はskipする

N2=O カードGROUP.3. 1が入力される

N~戸l こ1 ード rþ.)蹴A (chOllpcd C05 i ne分布.ピ

ーク=1.55)から入力される

[Y(I)，AXIAL(I)， I=l，N1J FOI'mat (8E10.2)

軸方向熱流東のテーブル

オプション・インプット N2=Oで入力

Y 熟読東の与えられる相対的な位置(X八 )

ここで.Lはバンドルの長さの総計である.

両端の点であ若 0.0と 1.0も含む.

AXIAL = (X/Llにおける相対的な熟読束

(各位置におけるFlux/AVG.flux)

一127ー

JAERl-M 88-224

a - F • y^)V 3E ft fe 7 t - 7 7 b t tttm

GROUP. 4 GROUP. 4 f ^ y ^ t - • M r f r h fc T ^ y y g >Format (1016) N1 = m^ihtS-fZ-l-^ y ^)Ucr,r-- f A ~ KcO&JSC,

^J&J&SgSiiTH&vMRD. ^^7 ' f -A-y^^H

(Witf. ' J x * - b • i r - x ) N 2 = IfT'f-ryjM^lglfe. NKCftEMffi

- 1 2 8 -

JAERl-M 88 --224

!

ー

ー

:

Jil--:lt(

トと説明フォーマッ~ n色カード・ラベル

GROUP.4チャンネル・レイアウトとディメンションForm<lt(10[6)

読み込むサプチャンネルのデータカードの枚数。

予め指定されていない限り、各サブチャンオ、ルに

つき l枚のカー下が必要

(例えば、リスタート・ケース)

サプチャンネルの総数.Nlに無関係

-128-

ー

Nl

N2

GROUP.4

JAERI-M 88-224

/j~)< • yKjl> gg ft £ y * - v -y h t fft «!B

GROUP. 4 . 1 i— 00 * J = 1 , N1

N. 1.AC(1).PH(I>.PH(1).AFIH(I).ZF1N(1). (LC(I,L),GAPS(I,L),DIS1(I,L),M,4)

- CONTINUE Fornat(I1.14.5X.5E10.2/4(14.2E8.2)) H = •y-7'"?-jry%-Ji<D?4y

e>tih N>0 * 4 7*H 36<ffiJ0*fci4)<t6 N>4 WJi-*V*k<n947\t. WSg«OW»

(GROUP.2.1) N=5 X-rW 7/1^ • ' J 7 ' M ^ - 9 ' 7 > ^ y ^ / l ' -

I = •9 -7 ' f - j i * y^PtoS^-AC = ;z.-f)i--*r7?\y*)V<n&#>hmm®.

( i n 2 ) (<;7*®«££fr) PW = ;$ii-)v-y-7~r*ry*)v<F>wlm¥x%(\n) PH - 7 5 ^ - i f 7 ^ y * / t ^ ; ! i f l & £ $ ( i n ) AFIN = / s ' j^ ;U7-f J'WiSAftWiiSKin 2 )

r ' T ^ U ' U K l i 0 ZFIN = ' M / a / l / y * ><9i5#>6:ft$(in)

T 7 * ; P b J g { i 0 ic = m&-t *•*?+* y*fro>tt

•9-7 r f-vy*;Hk:H«1-4ft3B4-?4T«)i?-

* # * ( = • * - * * £ . LC(I,l)>I O i £ o * A 2 l t I)

GAPS = ^ 7 i M - >*.*-1 fc LCT'*SJ6§fl4BII«t5^ 7i-vy*>utnr*\<?>S z-fii- • =5r-vy7'<S(in)

DIST - LCTjs&s/isw«-rsif7*f-+y^/pfai<o4' 'l>IBM (S L =GAPS/DIST£ft*£ft-5)

DIST=OtfOt * (iS! £ £ £ £ » - * - 4 # E # * 0 . DIST-GAPS/SL-CftflC-f 4

129-

JAERI-M !l!l-224

!ix--

タイプNが制りあたえられる

サプチャンネルのタイプは、特定のj事隙

係数が使われることを意味する

(GROUP.2.1)

スパイラル・リブ型のサプチャンネル・

タイプを指定

サプチャンネルの番号

ノミナル・サプチャンネルの占める断面積

(in 2) (リプ面積を含む)

ノミナル・サプチャンネルのi需縁長さ (in)

ノミナル・サプチャンネルの加熱長さ (in)

ヘリカルフィンの占める断面積(in 2 )

デフォルト値は 0

ヘリカルフィンの占める長さ (in)

デフォルト値は O

隣接するサプチャンネルの番号

サプチャンネル Iに隣接する最高4つまでのサ

プチャンネルを指定できる.サプチャンネル番号

を昇順にする場合.lC(l， l)>]のときのみ入力す

る

r 00 :~ J = 1. H 1

H， 1， AC ( U. PW ( 1 ) ， PtI ( U ， AF 1 N ( 1 ) ， zf 1 N ( I ) ，

lC ( I. l) ， GAPS ( I. l) ， 0 IS 1( 1， l) ， l = 1， 4 )

←CONTlNUE Format(l1.14，5X，5UO.21404，2E8.2))

H サブチャンネルのタイプ

ブランクまたはOのとき.タイプ 1が制りあて

られる

N>O

lC

フォーマットと説哩

N>4

N=5

一

.白

一一一

一ー

一一

主主主一章

AFIN

ZFIN

AC

PW

PH


GROUP.4.1

サプチャンネル IとlCで指定される隣接するサ

プチャンネルとの聞のノミナル・ギャップ幅(in)

I.Cで指定される隣接するサプチャンネル聞の中

心問距離 (S L =GAPS/DISTと計算される)

01S1=0のときはSIを先に定義する必要があり，

OIST=GAPS/Slで計算する

-129一

一一

一一

GAPS

OIST

JAERI- M 88-224

;fr-H • 7^)V £ & £ 7 * - v 7 h t m m

GROUP. 5 GROUP. 5 t T ' - h ' y^iWMW^V x - y 3 y Format (1016) N1 = NAFACT

W\W<V x - x a y f - - 7 ' ^ S:Iffi/*ao-9-/^ •vy*;K038:

N2 = NAXL

N2<1c5Dfc ^ . GROUP. 5.1 l i s k i p t S

N3 = NARAHP jgfffyN'lfx—v =3 yogradual insertion <7)J*

T7*;H-ffiteNARAMP=1?&£> i j X ^ - h t - X ( O t ^ ^ f . l l NARAHPti

GROUP. 5.1 [AXL ( I ) , 1 °1 .N2 ] Format (8E10.2 )

m-jT\*)im<7)f~y')i-AXL = Vy"i-*y*J\sCOWW<V2--is3ycr>ft'&.$

GROUP. 5. 2 Xft,fcZhlt^XCO-<ryj^'yi-

GROUP. 5.2 00 * J=1,N1

1. (AFACT(J. L ) . L-1.H2)

*•— CONTINUE Fo rma t ( I 5 / (12F5 .3 ) )

N1HW?"7'f-^y*;M;:o^T(AXL) fc»JC-f 4H2ffltf)ili*|ftlffi

I

A FACT

K^skipLT. AXL OffiSfctfJ&UT, H^W-tr •yhAFACT Sr^Tl^tf. infflflVfryf-irVJM'fc:

&tti /MAXD iz&vzttftmtcvy'i-vy * ^ B r « W i / A H o t , n a , )

1 3 0 -

!yt!rlLIP--in

JAERI-M 88-224

マットと説明フォー室一弘畠カード・ラベル

Forsl<lt (1016)

面積バリエーションテーブルを読み込むサブチ

ヤンネルの数

NAXl

サブチャンネルの面積バリエーション

NAFACT 一

GROUP.5

N1

GROUP.5

サプチャンネルの面積バリエーションのための

軸方向の位置の散

N2<1のとき、 GROUP.5.1はskipする

一N2

NARAHP

面積バリエーションのgraduaI i nsert ionの反

復回数

デフ:tルト値はNARAHP=1である

リスタートケースのとき必要ならは¥NARAHPは

再び読み込まなければならない

一N3

Format (8E10.2) [AXL(I)， 1=1， N21

軸方向位置のテーブル

AXl

GROlJP.5.1

サブチャンネルの而.摘バリエーションの指定さ

れる軸方向位置は/l)

GROUP.5.2で指定されるすべてのサプチャンネ

ルに割りあてられる値を， N2個の値に読み込む.

[ohJ1N1 1， (AFACT(J，l)，l=1，N2)

CONTINUE Format(I5/(12F5.3))

N1個のサプチャンネルについて (AXl)に対応するN2個の軸方向位

置での面積バリエーション因子を読む.

どの面積バリエーションが指定されるかを示す

サプチャンネルの認識番号

フォーマット(15)に従って読んだら，次のカー

ドへskipして、 AXlの位置に対応して、因子のセ

ットAFACTを全て読む.Nl個のサプチャンネルに

因子が読み込まれるまでくり返す.

各軸レベル(AXl)における相対的なサプチャン

ネルの面積(Ai/A HO踊ina1)

130-

AFACT

GROtJP.5.2

JAERI- M 88-224

g ft £ 7 t - 7 7 h t K Bfl

GROUP. 6 ^ V 7 7 ' t ^ X A ' j x - - / 3 > Format (1016) N1 - NGAPS

*> -yrAUx-y 3 >-£A?JtSGAPS«9lBIS N2 = NGXL

=¥> 7 7 A i J l - y 3 ^W«l>/r&Jl»

CGAPXL(L). L-1.N2] Format ( 8 E 1 0 . 2 ) GAPXl = dr' ^ 'y 7 ' • A' U X - •/ a y ^ %j£t § fltf;ft {£

«(X/l)

[K , (GFACT(L ,LL) ,L°1 ,N2) , IL=1 .H1] Format ( I 5 / C 8 E 1 0 . 2 )

GFACr = ^'•Vy7"§^K CO^>.y7"A'>JX-;/3yf^m GFACT=(GAP l/GAPNn o m i n a |)

- 1 3 1 -

JAER 1 -M 88 -2 24

ap可〆

iutrEιfat-陶'J10~JMoto-iιs

ー:・トと説明フォーマッ窓一塁一室カード・ラベル

Format (10[6)

ギャップバリエーションを入力するGAPSの吊|数

NGXl

ギャップサイズバリエーション

NGAPS

GROUP， 6

Nl

GROUP，6

N2

ギャップバリエーションの軸方向間数

[GAPXL(L)， l=l， N2Format (8E10，2)

ギャップ・バリエーションを考慮する軸方向位

置(X/l)

GAPXL

GROUP， 6， 1

IK， (G F AC T ( L， l L)， t = 1 ， N 2 )， II = 1 ， N 1] Format (15/(8[10，2)

バリエーションするギャップ番号

ギャップ番号Kのギャップバリエーション係数

GFACT=(GAPr / GAPN ・ I) ------nom I na I

-131一

K

GFACr

GROllP， 6，2

F

ifi--i

JAER1-M 88-224

7 t - v 'v ht m m

y •< \---y v 7'k x ^ , - V--c>)XMfi?il IormnI (1016) = J6

N1-1 ; J ^ 5/t-'.; 7' ;<^- - - • / - - C M > 7' ••.<

N1-2 / ' J ••/ H x ^ . - - f - < 7 M >-v •/ h«•>;';. N1 =3 7 - ( t - 7 7 7'O-f y r •/ h t ?"'.; ••/ V

- NGRID

= NGRIDT

?" v -y F .? 4 y<nw = NRAHP

?- u -y vizxh mm £ y yyit u a a £#>*>

- NJUMP

U X ? — )- • 7 7 /

N5=1 f/?>B?£tu8Hguess f l f c - f ft|Sjjffl*6^ * i , je*nr-* *>£K*a«!ita*--x

N5=2 N5-0fc|3|t • ? * * # . t ^ ^ ^ r v bT-fiiyvyhZtLi.

N5=3 yyy • T-yzm*. Jyy-yhtte S S r r ' j y h L T S T O P i - S .

- 1 3 2 -

.，‘.psr14や4よ

Mri，tt凶

r

A

-

-

i

・

JAERI-M 88-224

トと説明r、yオー7 変数名カード・ラベJL

101'111川 (1016:1ワイヤーーラップとスペーリーの入力情知句

'''env'-

JE

--

nu--I

nn-M円

ρhu

一GROUP.7

J6

スパイラルリブスペサーのインブヴ

グリ‘ソドスペーサーのインブソトC:1)}.J

ワイヤーラップのインプットとグリッド

スベーサー損失係数のインプットグ)iif，j)j

トグjみ

Nl弐 1

Nlζ2

Nl:3

NGR[D

グリッドスペーサの軸方向位置の数

NGRIDT

N2

N3

グリッドタイプの数

NRAHP

グリッドによる圧拐をランプ化して扱うための

反復回数

ト14

リスタート・フラグ

定常状態または非定常の解からの述統計

算。追加データは読み込まない.

前の解を初期guess値とする問題あるい

は、追加データの必要な連統計算ケーース

N5~Oと同じであるが、すべてのインプッ

トデータはプリントされる。

ダンプ・テープを読み、インプットと結

果をプリントしてSTOPする。

NJUHP N5

NS'=O

N5=1

N5=2

NS=3

-132-

JAERI-M 88- 224

a ~ K • 9 < ^ g % & 7 » - - ? • • / h fc IE BJJ

GROUP. 7 .1 PITCH, DIA, THICK Format ( 3 E 1 0 . 5 )

7 ^ - 7 7 7 t t i PITCH = V-f-\--5'yTf-yf-(in) DIA = uvh'2£li?7 7 HW^g(in) THICK = y-f-V-^yr^fiSdn)

GROUP. 7 .2 K, DUR(K). (XCR0SS(K. L ) . L - 1 , 6 ) Format ( 15 ,5X . 7E10. 2) ^ • r ^sy - f y r vh NI=I,3T-A^ Wrap Crossing T—9 K = ^ t ? 7 « S f OUR = ? n X 7 n — ^ f o r c i n g c o / ^ i b w e • / f l § «

OUR=AX/PITCH i d T \ AX l iaxial nodeco^$ (in)

PITCH ( i < 7 ^ - 7 - y 7 ' t > f - ( i n ) XCROSS = 7 - f ^ - 7 v 7 7 n X ( ? ) f t l g

XCROSSfiGAP i ^ - f - ( A y F ^ A P - C ) <?> & - * - # £ £ 360- T W o T t t J I C t i .

5 <y 7V>&< £ 0 ) * * * $ H # ^ A » 6 * & V ^

&ufc# Jit-£'#>&. 7 ^ - 7 7 T # ; < y KivAPT\ * > f 7%

#±fc*4fcfeXCR0SS{i± LOT' Ofc L & V \

GROUP. 7 .3 (NWRAPS(I). 1=1. HCHANL) Format ( 1 0 1 5 )

XTissy • 4 yy-y \- N I = I , 3 T - A ^

7 7 / * - 4 y ^ y h ' j -NWRAPS = & i f : / f - - \ ' ^ * ; i ' 0 ) ' 7 4-f—^;IS

bu nd I eAP fcis if ft v >f -V-o i fc £ EJRffl-CK

l t t t f >T— *# -FK10f f l t f ) t t4T - f > 7 ' y h

- 1 3 3 -


GROUP. 7. 1

GROUP.7.2

GROUP.7.3

lAERI-M 88--224

足並一二宣フォーマットと説明

PITCH.OIA. THICK Format (3E10. 5)

オプション・インプット N1 =1. 3で入力

ワイヤーラップ仕様

PITCH = DIA

THICK

ワイヤーラップピッチ(in)

ロッドまたはクラッドの外径(in)

ワイヤーラップの直径(in)

K. DUR(K). (XCROSS(K.l). l=1.6) Format(15.5X.7E10目 2)

オプション・インプット N1=1.3で入力

Wrap Crossinoデータ

K ギャップの番号

DUR クロスフローのforci ngのためのピッチ長さの

有効な部分.推奨値は

DUR=ムX/PITCH

ここで、ムXはaxialnodeの長さ (in) PITCHはワイヤーラップピッチ(in)

XCROSS = ワイヤーラップクロスの角度

XCROSSはGAPとワイヤー{バンドル入口で)の

なす角度を 360・で削って計算する.

ラップの巻く方向が小さい番号から大きい番号

のサプチャンネルならば、この値は正で、そうで

ないときは負である.

ワイヤーラップがバンドル入口で、ギャップ境

界上にあるならXCROSSは:t1.0で 0としない.

{NWRAPS([).I=l.NCHANL) Format (1015)


ラップ・インベントリ-

NWRAPS 各サブチャンネルのワイヤーの数

bund I e入口におけるワイヤーの数を整数値で読

む.ワイヤーがギャップ境界に位置する場合には、

進行方向のサプチャンネルにあると考える.

すべてのチャンネルの値を読み込む.

1枚のデータカードに10個の値までインプット

される.

9d

qd

JAER1-M 88-224

a - l < • yOl £ ft £ 7 * - v ••/ h fc M BJ1

GROUP. 7 . 4 (GRIDXL( I ) , IGRIDCI) , I = 1.N2) Format ( 6 ( E 5 . 2 , 1 5 ) )

*y'i/ay • Jyy-yh N1=2,3T'A^J ?'y v Ko«*-i4naiafc ^u •/ v<n9 4T CRIOXL = ?'y 7 K^^-t-»«l*fWfiS(ll/l) [GRID = ttl^r&JttffiGRlDXLUfclt&^y •/ F : M 7 '

GROUP. 7. 5 [ (J .CDCJ. I ) , K. FXFL0H(K, I ) . 11-1 .NCHNL). U 1 . N 3 ] Format (I5,E 5.2. 15,E 5.2)

^ ' • / • ' > • A >?-yb N1=2.3T*A7J

ffcfc forced crossf lowSr f^ t r . NCHANL = 1f7*f' + :<'*/K3&ft

? ' 'J -y H 9 A 7" 1 c?)-f KXCT>i)-7i--\- y */Utf>

K = GAP associated with subchannel J, through which forced diversion crossflow is specified. If blank, no forced crossflow.

FXFLOW = Fraction of axial flow which !s diverted through GAP K for grid type I.

If blauk, no forced crossflow.

- 1 3 4 -


GROUP. 7. 4

GROlJP.7.5

JAERI-M 8B--224

主単一主フ才一マットと説明

(GRIDXl(J).IGRID(I).I=1，N2F 0 rm a t (6 (E 5. 2， 15) )

オプション・インプット Nl=2，3で入力

グリッドの軸方向位置とグリッドのタイプ

CRIOXl = グリッドスベーサーの相対的位置はIL)

IGRIO 軸方向位置GRIOXLにおけるグリッドタイプ

[ ( J， C D ( J， I )， K， f X Fl 0101 ( K， 1 )， Il = 1 ， N CH N l)， 1 = 1 ， N 3 )

F 0 rm a t (15， E 5. 2. 15 ，E 5. 2 )

オプシ Uン・インプット Nl=2，3で入力

必要ならば各グリッドタイプの各サプチャンネルについて損失係

数と forccdcrossflowを読む.

NCHflNL サプチャンネルの総数

グリッドタイプ 1のすべてのサブチャンネルの

データを読む.

そして次につづくグリッドタイプをくり返す

J サプチャンネルの認識番号

CO グリッドタイプ Iに対するサプチャンネルJの

損失係数

K :::: GAP associated with subchannel J，

through which forced diversion crossflow

is speci fied. If blank， no (orced cross(low.

fXFlOW Fraction of axial flow which iS diverted

through GAP K for grid type 1.

If blauk， 00 forced crossf low.

-134-

JAEKJ M BB 22 A

a - F • -jK>V £ ft & 7 » - v -y b k Si m

GROUP.8 GROUP. 8 p - y F - M T f r h J : fc*.PI?)tatt(iS Format (1016) N1 = K^&tfOv H • r-9 • fj- F^ttR

tr/UfcSft.fcS-n-y h-lcoot llfcoa--F *<£»?**. 'J** -F • ir-xiKli&tiiy

-^^DltfW^rtmilUL^D-y F?M >7*v h

N2 = NR00

N3 = N00ESF

N3-0tf)fc*liJBfl*T/Hifrl.* N4 = NFUELT

J»»ti **&£**«#*»*>» N3=0<7)fc^{i;^ii8JS

N5 = NCHF CHF «H!5lt f>*7i /g>' N5=0 CHF ^ f taJ iL&V^

H5-1 BAW-2 fflMaSfcffl^* N5=2 W-3 «M*«r f f l ^6 N5=3 * > M 5/HflKfK ttPtt$&tfBSH-VPI*$U

H5-4 &ffl&ib

- 1 3 5 -


GROUP.8

)AER J M IH! :!2 4

主主ー金フォーマットと説明

GROUP.8 ロヴド・レイアウトと燃料の物性値 F 0 fl1la t ( 1016)

Nl 読み込むロッド・データ・カードの枚数

モデル化された各ロッドについて l枚のカ←ド

が必要である.リスタート-ケースまたは重複ケ

ースの実行のためには新しいロッドのインプット

のみが必要である.

N2 == NROO

Nlに無関係に、モデル化♂れるロ'"ドの総散

N3 = NOOESF

燃料べレットの分割数

N3=Oのときは燃料モデルはない

N4 == NFUE LT

熱特性と指定する燃料物質の数

N3=Oのときは不適当

デフォルト値はNFUfLT=lとする

N5 NCHF

CHF相関式のオプション

N5=O CHFの計箆はしない

N5=1 BAW-2相関式を用いる

N5=2 W-3相関式を用いる

N5=3 スパイラル用KfK相関式及びB&W-VPI&SU

相関式(fPR 1)を用いる

N5=4 使用禁止

-135-

JAERI-M 88-224

jfr-K • 7<)l g ft £ 7 t ~ ? 7 h ^ I f

GROUP. 8 . 1 N. I , D R ( I ) , RADIAL, ( L R ( I , L ) . P H I ( I . L ) . L - 1 , 6 ) Format (12 . 1 4 , 2 6 7 . 2 , 6 ( 1 4 , E6. 2) )

D-y H • -f yr-y r-f-*£N1ft«0;&- KTlSA&tf

N<0 JF«S«Sf4Sr*gJH-6

(GROUP.8.2) fc-StS. 1 = DvCOKUSf DR = n-yHtftfrfKin). a-y KoajbOfc??? F

#*ft I*. DWi ? 5 ? F ©JI-STft &. RADIAL = o-y HI WO-y HT^ffi^fcW-f 6g*I*ltB*

t f -4f>^f f ia (GROUP. 11) LR = u~yY\<nt.h^(n^^&^y^)V(r)VSM^^

Pill = Bftgts-^y-f-v^^/ut'f y/7 resign •y Fit}#tf>ff"J£ (*£*>•&. LR-C8gS!IS*l*-9-r

GROUP. 8. 2 [ K F U E L ( f ) , C F U E L ( I ) , R F U E L ( I ) . OFUEL( I ) . K C L A D ( I ) , C C L A D ( I ) , R C L A D ( I ) , T C L A D ( I ) . H G A P ( I ) , 1 = 1,N=4] Format (9E 8 . 2 )

t T i / a V • 7 7 h H4>0*»oNC>0'CA 1"6

H4ft«0*-HS:Ktf. #«m*fcL loia±<o;fife«Oifttt3&»4>*

KFUEL = «#*>J*e«¥(6tu/hr - f t - F) CFUEL = «5f i«OJkJR(Btu/ lb • F) RFUEL = »ttO&K(lb / f t 3 ) DFUEL = BMnmmin) KCLAD = 7?v HWJftea*(Btu/hr - f t - F) CCLAD = ? 7 > y H£Ol f c» (B tu / l b • F) RCLAO = ?^-y KWffJKdb / f t 3 ) TCLAD = ?7-y H«9J?$(in) HGAP = «IS-^5vh*IS|<0^-\"y7 ,3y^^^>'^fl5

ft(Btu/hr • ft 2 • F)

1 3 6 -

カー l'・ラベル

GROUP. 8.1

GROUP.8.2

JAERI--M 88-224

:E Ix -d フォーマットと説明

N，I. DR(I)， RAOIAL， (lR([， l)， PHI(I， L)， L=1，6)

Format(l2， 14，2E7.2，6([4，E6.2) )

ロッド・インプットデータをNl枚のカードで読み込む

N = 燃料体の形と燃料物性値のオプション

N~O 円筒型燃料を指定する

N<O 平板型燃料を指定する

Hの絶対値は、燃料!の物性髄番号

(GROUP.8.2)に一致する.

= ロッドの認識番号

DR =: ロッドの外径(inl.ロッドのまわりにクラッド

があれ!;f'.DRはクラッドのタト径である。

RADIAL ロッド Iのロッド平均出力に対する径方向出力

ピーキング係数 (GROUP.11)

lR =: ロッド Iのまわりのサプチャンネルの認識番号

6個のサブチャンネルについて読み込む

PI11 =: 隣接するサプチャンネルにインプットする総ロ

ッド出力の割合(すなわち、 lRで認識されるサプ

チャンネルに面するロッドの外周径の割合)

[KfUEl(I)， CfUEL(I)， RFUEL(I)， OFUH(I)， KCLAD(I)，CCLAD(I)，

RClAD([)，TClAD(l)， HGAP(I)， 1=1，N=4] Format (9E 8.2)

オプション・インプット N4>OかつNC>Oで入力する

物質の物性値，熱特性を指定するための、 N4個の物質に相当する

N4枚のカードを読む.各燃料棒は、 1つ以上のこれらの物性から成

り立つ.

KfUEl

CfUEl

RFUEl

DFUEL

KCLAO

CCLAD

RCLAO

TClAD

HGAP

一一一一一一一

一一

一

燃料の熱伝導率(Btu/hr . ft. F)

燃料の比熱(Btu/lb . F)

燃料の密度(Ib/rt3 )

燃料の直径(;n)

クラッドの熱伝導率(Btu/hr . ft. F)

クラッドの比熱(Btu/lb ・F)

クラッドの密度(lb/ft3

)

クラッドの厚さ(in)

燃料ークラッド聞のギャッアコンダクタンス係

数(Btu/hr ・ft2 • F)

-136一

JAKR1- M 8 8 - 2 2 4

*}-}< • yK/ls £ % £ 7 » - T - y h f c i t t « g l

GR0UP.9 GROUP.9 ffj-J|L.boaEJR Format (1016) N1 = NSKIPX

N1>1 N U i f t O ^ ^ l P i P ^ ^ t ' r ' J y hi'Z, N2 = NSKIPT

N2=o.i f^Tco^M A • x f ' y r t r y y h

N2>1 N2ffli5co^^fA • x f ' / r t ' r ' j y h

N3 = KDEBUG

N3=0 f A * 7 / ' t 7 ^ h 7 7 M ^ ^ N3-1 f ^ v ^ r ^ h r v h t i N3=2

N4 = ^ 5 -

N5 = ^ S -

N6 = JSTART

CHF t l-** i i3ri f t i f t f t#> N7 = JEND

CHF f|-*tt#l»l»9

t

- 1 3 7 -


GROUP.9

jAERl-M 88-224

窓Jt.一会フォーマットと説明

GROUP.9 計耳上の変数 Format (1016)

N1 NSKIPX

アウトプット・プリント・オプション

N1"0，1 すべての軸方向レベルでプリントする

Nl>l Nl個毎の軸方向レベルでフ・リントする

N2 = NSKIPT アウトプット・プリント・オプション

N2"0，1 すべてのタイム・ステップでプリント

する

N2>1 H2個毎のタイム・ステップでプリント

する

N3 KDEBUG

各計算値のデバッグ用オプション

N3=0 デバッグとアウトプットしない

N3=1 デバッグをアウトプットする

N3=2 縄

qEJunb

M問

M阿

M円

め

り

始

終向

向

方

方

軸

軸

算

算

一

一

計

計

ミ

ミ

附

F

F

ダ

ダ

Mmmm

府

b

F

L

，Ja

J

N7

-137-

JAERI-M 88 224

GROUP.9.1 Z, TTIHE, FERROR,KU.SL, FTH, THETA, DAHPNG Format ( 8 E 1 0 . 2 ) I = tt#l*KOg3<*>*8ft(in) TTIHE = jSi&«*gft£?)B#[gl(sec)

FERROR = tt^fiffifi^&fgOfr-gfSJI T 7 * / U h i l l ± O.OOITfc*

KIJ = ?n*7n-«ffiffi» T7sr^hfi(i 0.5

SL = $#[*]**>? A • A?* -? f7*/l'h<Ite 0.5

FTH = aSfE*^^^A • 77?*--f 7 t ; H ^ l l i 0.0

THETA = bundle O r i e n t a t i o n ( g )

•/yyrtti&oii., mmx\ toxz^tz DAHPNG = iterative SP term (F>Wm%&.

N + »N-1

S P ( l , J ) N == DAMPNG * S P ( I , J ) N + (1-OAHPNG) * S P ( I . J ) '

T7*Arhmt 0.8

GROUP. 9. 2 NDX, HOT, MTRIFS Format (3I5) NOX = tttfrttfHWB NDT SP»Sil4B*ra^ :f'y7*«Offi» NTRIES T*y?---<(?U~^3><7)&jzfc®®%

FERRORt<i*WffT'*6. T 7 * ^ M U i 2 0

1 3 8 -


GROUP. 9. 1

GROUP.9.2

，1AERl-M 88 224

窓~主フォーマットと説明

1，TTIHE， FERROR， KIJ，Sl. FTH， THETA， OAHPNG Format (8E10.2)

z = 軸方向の長さの総計(; n)

TTIHE = 過漉状態計算の時間(sec)

FERROR = 軸方向涜量の反復の許容誤差

デフォルト値は 0.001である

KIJ クロスフロー抵抗係数

デフォルト値は 0.5

SL = 横方向モメンタム・パラメータ


FTH = 乱涜モメンタム・ファクター


TlIETA = bundle Orientation (度)

プランクまたはOは、垂直で、そうでないとき

は、垂直を基準に離れている最も近い角度を入力

OAHPNG iterative SP termの緩和係数

SP(I， J)N =OAHPNG事 SP(I， J)N+ N-l

(1・OAHPNG)・SP(I， J)

ただしNと N-lはそれぞれ現在と前回の反復で

ある


NOX， NOT， NTRIFS Format (315)

NOX 軸方向分割数

NOT 許容される時間ステップの総数

NTR I ES アウター・イタレーションの最大反復回数

FERRORには無関係である.

デフォルト値は20

-138-

JAERI-M 88-224

a - n • ?^/i> gg » 45 7 *• -- v -y h t m w

GROUP. 10 GROUP. 10 J L a S ^ y y ^ f f l W format (1016)

N1 = NSCBC

SLSE?n*7a-r<3f f lW5eU: , J S L T f c ^ t *

N1-0 W'K = ABETA*(SK G) N1-1 W'K = ABETA*(Re)BBETA *(S K G ) N1=2 W K = A B E T A * ( R e ) B B E T A *(0G) H1-3 W' K = A B E T A * ( R e ) B B E T A * (S K / Z K )(DG) • I I T ^ A B E T A fcBBETA(GR0UP. 10.1) J i . N1

iz±~>xmiR£tiiiiUiMmmzixz>. N2 = NBCC

N2-0.1 -f7"?-;H£.«i?.fc[5]-N2>1 BetatXf— A • ^ ! ) f ^ f - 7 *

H3 = J5 radial thermal conduction mixing^>fcy>^)^"

7 * ^ 3 y N3=0 thermal conductions fro N3-1 mitoWfaW?*-** K £=5?fr

N4 = HIXK GROUP. 10. W%tfrjh*ff)t:ib0)Jt7,is 3 y

- 1 3 9 -


GROUP. 10

JAERI-M 88--224

主主一室フォーマットと説明

GROUP.10 乱涜ミキシング相関 fOI'mat (10[6)

Nl

N2

N3

N4

NSCBC

単相涜乱涜ミキシングのオプション

乱涜クロスフロ-14'の相関式は、以下に示す形

式の方程式が可能である.

N1=0 W'v = ABETA*(SνG) .nru _ In~\ BBETA N1=1 W' v = ABETA*(Re) 車(511 G ) >nrTA _ In_，BBETA " Nl =2 W・ν=ABETA*(Re)VVL，n *(DG) >nrT> _ In_，BBETA Nl包 3W'" = ABETAホ(Re)UUL，n *(S v /Zv )(DG) K "-K

ここで定数ABETAとBBETA(GROUP.10. I)は、 Nl

によって選択される方程式に適用される.

NBCC

J5

2相涜ミキシングのためのオプション

N2 =0， 1 サプクール状態と同一

N2>1 Betaとスチーム・クオリティをテープ

ル形式でN2個のべアのデータを入力する.

radial therm-al conduction mixingのためのオ

プション

N3=0 thermal conductionはない

N3=1 径方向熱伝導パラメータGKを読む

HIXK

GROUP. 10.1の読み込みのためのオプション

-139-

JAER1- M 8 8 - 2 2 4

; » - K • y^iV- SE jR & 7 t - 7 7 h J: i i qfl

GROUP, 10.1 A8ETA, B8ETA N4=0<7)£;£

£fct i(ABET(K),BBET(K).K=1.NK) N4 = 1,N1 <0 cr>t%

Format ( 8 E 1 0 . 2 )

ABETA. BBETA = 13iftZllt;&tfL$*zs>yttm<?)%.'&fc& Nl=0fiOfc & , BBETA l i T ^ y ?

GROUP. 10.2 (XQUAL(I),BX(I),H,N2) Format (8E10.2)

XQUAL = ^ f - i ^ * U f ^ BX = *-?•-A?* Iff- -ftfflS-f* S^y^Beta

GROUP.10.3 GK Format (E 10.2)

HTvvV • 4 yr-v r-N3>1TA* GK = mnftmm>u*-f

•140 —

i

カー!と・ラベル

GROUP， 10， 1

GROUP， 10，2

GROlJP， 10，3

JAERJ-M 88-224

主主一室フォーマットと説明

ABETA，88fTA……N4=0のとき

または{ABET(K)，BBET(K)，K=l，NK)......t14=1，Nl ~O のとき

Format (8El0.2)

ABET A， BBET A = 選択された乱涜ミキシング相関の定数係数

Nl=Oのとき、 BBETAはプランク

(XQUAL(I) I BX(I)， 1=1， N2) Formot (8[10，2)

オプション・インプットN2>1で入力

ミキシングBetaとスチームクオリティの値をテーブル形式で読み

込む

XQUAL スチームクオリティ

BX スチームクオリティに相当するミキシング8eta

GK Format (E 10.2)

オプション・インプットN3>1で入力

GK 径方向熱伝導パラメータ

-140-

JAER1-M 88-224

a - K • v<)\s g » £ 7 * - V -y h fc » BJ}

GROUP. 11 GROUP. 11 K £ £ f t £ : J & j K : R f f i l > £ 9 l Format (1016) N1 = IH

A nx y ?/i/e-,>; i&g £ ftsrt & * r ^ 3 y H1-0 HIN(GR0UP. 11.1) l i A D x y ^ ; | / f -H1-1 HIN f i7^P&£ NI=2 «.^r-f-+y*/nzAPxy^/ut:-«:

N1=3 *-9-7'f-^y*/K=APffltf [SrMtf N2 = IG

N2=0 GIN(GR0UP.11.1) J i , # t r f + y * f l /

H2-1 GIN i i T ^ ^ K J U f M S S *

T ' f - vV^ l 'SMU i , b iax ia l node£J8

N2=2 GIN «¥%*>?</HMtSSK fcrt£L«*J4, GROUP. 11.3-C'A^tS

flow fraction fcJOftKSfi* N3 = £/*ri*ffi:fi<z>fc»03i«#»<3S6«

N4 = Anxy^/Hr-fcffiffi<Ofc»<Oia»ttJII<!0* -a

AP^OH afcJiTfactorfcfciafcNHfflo^T* fcttr—:/;HfCR»&fc

N5 = * P f t * » * 4 f c * i E » W f c f t ^ a » # J B « 0 £ IS

* a a « ± f e « A P k B * | B t : . NGff l^^Tifc

N6 = ¥^3!feaji!«fc»«a»*»«^»

(& ) fcrtfUROUP.1 «NL0OP=1 * > * £ £ « * . N1. N2tf>t&j£littJ|||iWMe«tefflH*

- 1 4 1 -


GROUP.11

]AERI-M 88-224

ゑ...!L一室フォーマットと説明

GROUP.11 運転条件と過渡状態の定義 Format (1016)

N 1 IH

N2 = IG

入口エンタルビーと温度を指定するオプション

H1 =0 HIN(GROUP.11.1)は入口エンタルビー

Nl=l HINは入口温度

H1=2 各サプチャンネルに入口エンタルビーを

読む

N1=3 各サフ'チャンネルに入口温度を読む

入口質量涜束を指定するオプション

N2=0 GIN(GROUP. 11. 1)は、各サプチャンネル

の入口質量涜束

N2=1 GINは平均バンドル質量涜束

ただし等しいDP/DXを与えるために、サ

プチャンネル涜量は、第 1ax ia 1 nodeを横

切って分離する

N2=2 GIHは平均バンドル質量涜束

ただし涜量は、 GROUP.11.3で入力する

flowfractionにより分躍される

N3 システム圧力のための過渡状懸の定義

システム圧力と時間をNP個のベアまたはテープ

ル値で読み込む

N4 入口エンタルビーと温度のための過渡状懸の定

義

入口のHまたはTfactorと時聞をHH個のぺアま

たはテーブル値で読み込む

NS = 入口質量涜束または圧損のための過護状態の定

義

質量涜束またはムPと時聞を、 HG個のベアまた

はテーブル値で読み込む

H6 = 平均熱涜東のための過渡状態の定義

熟読東と時間をHQ個のベアまたはテーブル値で

読み込む

(注} ただしGROUP.lのHLOOP=lの場合には、 H1.H2の指定は初期値の定義に用いる

だけである.

-141-

JAERI- M 88-224

Jfr-h' • y<)l g ft & 7 » - ? ' y h f c j g B H

GROUP. 11.1 PEXIT.HIN.GIMFLUX Format ( 4 F 1 0 . 0 )

PEXIT = y^TAff^j(psia) HIN = A P x y ^ / U t — ( B t u / l b )

i f c t t A P f f l f f i t F) N 1 £ { £ # t £ flIN<0 s f i r * > t f A P x v * / i , e - i i . KIN *>te*J

fi*\ f lowtf f f i f i Lfc*£ff i [ fc: |?tW$;h.fc8 1 nodc^ox y ? ; i / t'—cr> if*, h *»?& & .

GIN = M t f T S ' g y - e f t E S f t f c , APHJ ISS* ?S5i8SffifilttGR0UP4.1OAC (HBtu/hr • f t 2 )

AFLUX = ^F^rJSSttJRfHBTU/hr- f t 2 )

( & ) HIN.GIN l i % GROUP. 1 TNL00P-1 O i : fclitoJfflffi

GROUP. 11.2 (HINLET( I ) , 1=1.NCHANL) Format ( 8E10 .2 ) ^ 7 y 3 y - > f y 7 7 h N1=2,3T'A2l APxv*/we-*fciiAPffl* HINLET = #-^7'^^y^;Uc7)APXy^/|,t'-(N1=2)^

fctiAPffl*(N1=3)

GROUP.11.3 (FSPLIT(I). I-1.MCHHL) Format (8E10.2) xrissy • A y-r-v v N2>2-CA/J A P S *

FSPLIT = #-9-7 '?- J ry*r t^APBSft (F( I ) /Fav)

GROUP. 11.4 ( Y P ( I ) . f P ( I ) , I - 1 . N 3 ) Format (8E10 .2 ) *7i/3> • 4>7yb N3>1T'A7J

YP = 7 7 ? ? - * { j f f f l $ i x l > £ S O g f t R J B O t t ISJ(sec)

FP = a» t t f f i l l *YP£ fcJ t& )£##«^S ' *T rA jgE*

- 1 4 2 -


GROUP目 11.1

jAERI-M 88-224

ゑ盈ι一主フォーマットと説明

PEXIT.HIN.GIN.AFLUX

運転条件

Format (4F10. 0)

PEXIT

HIN

GIN

AFlUX

システム圧力(psia)

入口エンタルビー(Btuハb)

または入口温度(F)

N1に依存する

IIIN<Oならは.入口エンタルビーは、IlINの絶対

値か、 flowが逆転した場合前に計賞された第 1

nodcのエンタルビーのどちらかである.

N2オプションで分配された、入口質量涜東

流路面積はGROUP4.1のAC (HBtu/hr. ft2 )

平均熱流東(HBTU/hr・f[2 )

(注 111N. GI Nは、 GROUP.1でNLOOP=1のときは初期値

GROUP.11.2

GROUP. 11. 3

GROUP. 11."

(HINLET( I). 1=1. NCHANL) Format (8E10.2)


入口エンタルビーまたは入口温度

IHNLET 各サブチャンネルの入口エンタルピー(N1=2)ま

たは入口温度(N1=3)

各サプチャンネルについて、 1個の値を読む

(fSPLIT(l)， 1=1，NCHNL)

オプション・インプット

入口涜量

fo rma t (8E 10.2 )

N2>2で入力

FSPLIT 各サプチャンネルの入口涜量(F(I)/Fav)

(YP(I). FP(I)， 1=1，N3) For聞at(8E 10.2 )

オプション・インプット N3>1で入力

過護状態圧力テーブル

YP ファクターが適用されるときの過渡状態の時

間(sec)

FP = 過護状愚時YPにおける定常状懸のシステム圧力

の割合

-142-

JAER1- M 8 8 - 2 2 4

*-\< • y^V gS » £ 7 » - V y h J: ft ff

GROUP. 11.5 ( Y H ( I ) . F H ( 1 ) . M . N 4 ) Format ( 8 E 1 0 . 2 )

YH = 7T??-a<Bffl3ft6fc£<73a»#JBtf)B* IS (sec)

FH = aattffiBSYHtfcJtSAPxy^/Hr-WW^-(N1-0 4fcJi2)4fctiAPa*«0*J^ (NM *fcJi3)

GROUP. 11 .6 ( Y G ( I ) , F G ( I ) , I - 1 . H 5 ) Format ( 8 E 1 0 . 2 ) 3j-7^ay • - f y r y b N5>1T'A*J a»*JBAna*4fcjiE««ff*ftwx-7*^

YG = 7r?*-#aWiSftSfc*OjI»:RJB0i$ fa(sec)

FG = 3fi»tt®B$YGfcfcJtS£»tt!B<Z>Anffift*>

GROUP. 1 1 . 7 ( Y Q ( I ) , F Q ( I ) . I - 1 . H 6 ) Format ( 8 E 1 0 . 2 ) J j - r5 /3>" f>7*vh N6>1T'A^ jft«tt«S&8SJl?T-7>

YQ = yTtf-WmMZii&tZco&mftBotif fal (sec)

FQ = a»tt«l$YQfc*SttS£«#ffi^&«Jfc«oai£

-143-


GROUP.11.5

GROUP. 11.6

GROUP. 11. 7

JAERl-M R8--224

込盈一会フォーマットと説明

(YH(ll. fH(ll， l=l， N4) Format (8E 10.2)

オプション・インプット削>1で入力

過渡状態エンタルビーまたは温度のテープル

VH ファクターが適用されるときの過渡状態の時

間(s町}

fH = 過渡状態時VHにおける入口エンタルビーの割合

(NドOまたは2)または入口温度の割合

仰い1または3)

{YG(I)， FG(I)， 1=1.N5) Format (8E10.2)


過渡状態入口涜量または圧損境界条件のテーブル

YG ファクターが適用されるときの過渡扶態の時

間(sec)

FG 過渡状態時間における定常状態の入口流量の

割合

(VQ(I)， FQ(I)， 1=1，N6) Format (8El0.2)


過渡状態熟読束テープ.ル

YIJ ファクターが適用されるときの過渡状態の時

問(sec)

FQ 過渡状態時四における定常状態の熟読束の割合

-143-

JAER!-M 88- 224

# - H • v^)V g » £ 7 t - ? 7 h J: IB 9?

GROUP. 12 GROUP. 12 I t g ^ r ^ h r - y b • ^ 7 y g y Format (8E10.2) N1 = NOUT

r y y h • r> -g y NI=O - t f r f - ^ y ^ ^ ^ r - ^ o ^ N1 = 1 -if 7 ' f A - y ^ « f - ^ ? D X 7 0 -

N1=2 i r : /? -+y*> l^T-* fcm£H*«oasa

N1=3 t 7 ' f t y ^ K 0 f - ^ t ? D X 7 O -

N2 = NPCHAN

N2=o f K t « t 7 f - v y ^ ; ^ f - ^ N2>0 7VyYth-?y^Jr>*>M%^<0®i

N2£H*&tr N3 = NPROD

ffiflfc&sn&i: ffl&or u y r- r ^ h (cpgti. ^ • y ^ H y

N3=0 •$-ALT <Z>DyK *>•?•"-* ^^LN1=2,3cOi:g=c7)^

N3>0 : r ' J > - h " r & n . y F 0 > # # 0 ) R H 3 £ & *

iitr NCHF(GR0UP.8)>0 i^HfCHF f - H a v H f

N4 = NPNOOE

H3TS£§ i i fe t - ^T«o-y F«oflM*rt»node cOfSJS^7" 'J y h 7>7 h fcWf £ ^ 7 " ^ a y

^-7->-3y<ifi*f4^T^(GR0UP.8) W i T D

N4=0 n v H W ^ t O ' / K S f f i t ^ ^ ' v b ' i

N4=3~7 N 4 « a $ I S | g a n ? h ' a r t » £ K * ? 7 y K*ii iff l*fc ^ o L J: ( c rU y

-144 -

JAERI M H!l 224

fiht

トと説明オーマッフ主~ ~ カード・ラベル

Formal (8E10.2) 計算のアウトプット・オプションGROUP.12

NOUT 一一

GROUP.12

N1

プリント・オプション

サプチャンネルのデータのみ

サプチャンネルのデータとクロスフロー

N1=O

Nl=l

のみ

サプチャンネルのデータと燃料棒の温度

のみ

サプチャンネルのデータとクロスフロー

と燃料棒の温度

Nl=2

Nl=3

NPCHAN

サプチャンネルのデータのプリントアウトに関

するオプション

N2=O すべてのサプチャンネルのデータ

プリントするサプチャンネルの番号の数

仰を読み込む

N2

N2>O

燃料様熱涜束と温度のプリントアウトに関する

オプション

N3=0 すべてのロッドのデータ

ただしHl=2，3のときのみ

プリントするロッドの番号の数H3を読み

込む

NCHHGROUP.8)>0ならばCHFデータもロッドデ

ータと~\っしょにプリントされる

NPROD N3

N3>O

N3で指定されたすべてのロッドの燃料内部node

の温度のプリントアウトに関するオプション

オプションは燃料モデル(GROUP.8)を用いてロ

ッド内部温度を計算した場合のみ適用される

ロッド中心線とロッド表面とクラッド表

面の温度をプリントする

H4個の等間隔のロッドの内部温度を

クラッド表面温度といっしょにプリン

トする

NPNODE

H4=O

H4

H4 =3....... 7

-144-

JAERI-M 88-224

a - n • 7<JI> £ % & 7 * - •? -v h t m m

GROUP.12.1 ( P R I H T C ( I ) . I - 1 . H 2 ) Format ( 1 6 1 5 )

PRINTC = r - ? £ 7 - ' ; y b-th\ttm<n*r~?+*ry*)V<n

N2=oofc#, t^x w?** y *&>$•'? vy h-ti,

GROUP. 12.2 (PRINTRCI). 1-1.H3) Format ( 1 6 1 5 ) *?\/ ay-jy7vh N3>0t'A^

PRINTR = JBftSEStfflftSrrUyh-fSHaffl^D-yH^)* v £ A # t &

GROUP.12.3 (PRINTN(I),M.N4) Format (1615) XT-i/ay • -iy-r-v h H4>0TA*

PRINTN = MM^U y M*J<Offl*«'fli«07'y > h • * 7 ' ^ 3 y

- 1 4 5 -


GROUP. 12. 1

GROtlP.12.2

GROUP.12.3

JAER I -M 88-2 2 4

之盈--I! フォーマットと説明

{PRINTC( I)， [=1， N2) Format (1615)

オプション・インプット N2>Oで入力

PRINTC データをプリントするN2個のサプチャンネルの

番号を入力する

N2=Oのとき、すべてのサプチャンネルをプリン

トする

(PRINTR(I)，I=1，N3) Format (1615)


PRINTR 熱涜束と温度をプリントするN3個のロ・yドの番

号を入力する

ただしN1=2，3のときのみ

(PRINTN(I)， I=1，N4) Forl11at(1615)


PRHnN 燃料ぺレット内の温度分布のプリント・オプシ

ョン

-145-

JAERI-- M 88-224

tATWUM-fili., NAMEUST;fcfc:J:>)A2rt*»

SIR* HCOREV HPLENV

RDPIT

AXPIT

FDIA

QTOTAL

WRATIO

TOUT

HYDE

ATTL

FLOW

FLFACT

ITRHAX

EPSF

AA1

AA2 COFFIN HRO

FLOWO T l NO TAVO LOOP

T •< y •* iv v is

3411.0

1.0

325.0

«»*«)»$ (m) 7 U t A g (cm) t ••/ -f (mm)

t y l g ( « ) HmFfflf i tHHt)

as • a * cc) JF'&SStilEffi (on )

-&&?pfi]fl"SiE;tintial guess 60.1x10'

- a » a f t l f » < O R 1 K B i f t 100 SEfc^iRSK'fllJgBT- 0.0005

-23.163 # > : 7 « r t t (H(w) = AAlXQ(in 3/s) + AA2)

192.69

£ * PWR <D*F/j>Um<Dr±»(ltt) </> =1000kg/m3> H * PWR C D - » * « E « ( k g / h r > S * PWR% ©AP*SJ t< ' O * * PWR <D*F*fc¥i9ffl«< c O * - 7 »

1.2 42.0

60.1X10 6

289=552.2 *F 307=584.6 °F 4

(a) * + >*-«/1 ©APaEaa^o.k'iKH-win*, FLOW X FLFACT

X ( AN< I ) - A F I N C I ) ) ATTL

HYDE tt*P*&©¥^£E»©fflliK«Bfflr«fc'{fP. 1 « ! © S r * K : t t H H * t t l \

-146-

JAERI-M 88 224

以下のパラメータは、 NAHELlST文により入力する

変数名内借廿用ディフォルト値

HCOREザ炉心の高さ(m)

HPlENV プレナム長 (ω)

RDPIT ピ、Y チ (mm)

AXPIT 軸方向ピッチ

fDIA ピン直径 (mm)

QTOTAL 原子炉出力(附t) 3411目。

WRATlO 炉心有効涜量割合 1.0

TOUT 出口温度 (.C) 325.0

HYOE 炉心部等価直径(佃)

ATTL 炉心部流路面積 (aif)

FLOW 一次系冷却材涜量intialguess 60.1X106

FLFACT 涜量配分のパラメータ 1.0

ITRHAX 一次系涜量計算の反復回数 100

EPSF 涜量の収束判定因子 0.0005

AAl -23.163

ポンプ特性(H(聞)= AAl X Q(m3/s) + AA2) AA2 192.69

COEF I N 炉心人口損失係数 1.2

HRO 基準 PWRの炉心以外の圧損(m) 42.0

〈ρ=IOOOkg/剛3)

FLOWO 基準 PWRの一次系減量(kg/hr) 60.1 X 106町

TINO 基準 PWRの人口温度〈・C) 289=552.2・F. TAVO 基準 PWRの炉心平均温度(吋〉 301=584.6・F

LOOP ル}プ数 4

(注〉チャンネル Iの入口椀量は次のように計算される。

FLOW X FLfACT

X ( AN( 1) - AF I N( 1 ) )

ATTL

HVDEは炉心の平均圧損の評価に使用するだけで、他の計算には関係ない.

146

JAERl-M 88-224

//JCLG JOB // EXEC JCLG //SYSIN DP DATA/DLM-'•*•+' // JUSER ••^UM,SA.FUJII,0431.01

I.4W.2C.2 T.3

OPTP PASSWORD = »,MSGCLASS = R // EXEC LMG0,LM='J3803.¥DATAP' //FTlOFOOl DD UNIT=TSSWK,DISP*(,PASS),DSN=88DATAP, // DCB=CRECFM=FB,LRECL=80,BLKSIZE=3200>,SPACE*(TRK,(2,2)) 1000 999 1

(88.7.2>2BUNDLE/LUMPED/K=.5/SL=««/FT=.0/GK=.0/P=11.1/D=9.5/L=2.23/STEAM/Q-H/

0.0 0.0

1 150 0 0 1 1 2 0 0 0 1

0.0 0.0 0.0

3 1 -1 9 1 1 0 0 0 2 36

127.165 2.0 0 .001 0.5 0.08 0.00 50 0 100

4 2 2 5 1 17.9 395.1 352.5 1.1897 113.4

2 0. 62992 8.1102 5 2 17.9 395.1 352.5 1.1897 113.4

7 1 0 0 7.4803 .37402

1 .52632 1 1 8 2 2 7 1 3 1. 374016 1.3 1 300 .0 2. 374016 0.7 2 300 0

2.0 .08 640 .0 .502 8.8 . .076 405. 10 0 0 1 0

0.02 0.0

11 0 0 0 0 8 0 2261.512 546.72 3 52051 0.1795 0.0 1.0 0 5 1.0 1.0 1.0 2.0 1.0 3 0 1.0 4.0 1.0

12 3 0 0 0

*COBRA

.030 1000.

1.5 1.0 50. 1.0

QT0TAL=3411.0, WRATI0=0.9S, TOUT =325.0, HC0RE¥=2.23, HPLEN¥=100.0, RPITCH=11.1, AXPIT =20.0/ FDIA =9.5, ATTL =32453.46, HYDE =0.4604, FLOW =60.1E+6, EPSF = 0.0002, ITRMAX=500,

SEND 0

/ EXEC F0RT77,A=*N0PRINT' /SYSIN DD DSN=J2350.¥STEAMP1.F0RT77,DISP=0LD / EXEC F0RT77,S0='J2350.¥C0BRA3H',A= ,ELM(«),N0PRINT',DISP*M0D / EXEC LKEDIT77,LM='J3803.¥ASMLK* / EXEC GO /FT05F001 DD DSN=&RDATAP,DISP=(OLD,DELETE) /FT50F001 DD DSN=J3803.*WPROPA.DATA(WATER2),DISP=SHR

+ + //

F i g . A 4 . 1 Sample JCL and data of COBRA-HCLWR code

147

JAERl -M 88-224

IIJCLG JOB 11 EXEC JCLG IISYSIN 00 DATA，DLM・・++'11 JUSER ・・・E出III，SA.FUJII，0431.01

I.4W.2C.2 T.3

OPTP PASSWORD=・・，MSGCLASS=R11 EXEC L阿GO，L阿='J 3803.￥DATAP・IIFT10F001 DD UNIT=TSSWK，DISP害(，PASS)，DSN=畠畠DATAP，11 DCB=(RECF阿=FB，LRECL=80，BLKsrZE=3200)，SPACE=(TRK，(2，2))1000 999

(88.7.2)2BUNDLE/LUMPED/K=.5/SL=事 '/FT=.0/GK=.0/P=11.1/D=9.5/L=2.23/STEA阿IQ-HI150 0 0

2 0 0 0

0.0 0.0 0.0

3 1 ー19 1 1 。。。 2 36

127.165 2.0 0.001 0.5 0.08 0.00 0.0 0.0 50 。100

4 2 2

5 1 17.9 395.1 352.5 1. 1897 113.4 2 0.62992 8.1102 2 17.9 395.1 352.5 1.1B97 113.4

7 1 o 。7.4803 .37402

1 .52632 1 B 2 2 7 1 3 1.374016 1.3 1 300.0 2.374016 0.7 2 300.0

2.0 .08 640.0 .502 8.8 .076 405. .030 1000. 10 。。 1 。

0.02 0.0

11 2261.512 0.0 2.0

12 o

￥COBRA

o 0 546.72

1.0 1.0 3 0

0 3.52051 0.5

3.0 0

o 8 0.1795 1.0 1.0

。1.0 4.0

1.0 1.0

1.5 50.

1.0 1.0

QTOTAL=3411.0， WRATI口=0.95，TOUT =325.0， HCORE事=2.23，HPLEN￥=100.0， RPITCH=11.1， AXPIT =20.0， FDIA =9.5， ATTし =32453.46，HYDE =0.4604， FL口W =60.1E+6， EPSF 0.0002， lTRMAX=500，

単END

O

nu nM

Mn s

nF Fa

I

RU ，

• ?

・

内

w

H

M同

MH

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R

R

-

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F

3

F

F

F

r

.，，，，，，，，，，a'''+，，

，，，，，J

，，，，，r，，，，+，，

Fig .A4.1 Sample JCL and data of COBRA-HCLWR code

-147-

JAERI-M M 8888-224 224

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