ナトリウム-空気熱交換器のヘッダー内の流体力学と混合の数値シミュレーション

本論文では、ナトリウム高速炉（SFR）の非常冷却システム（ECS）の一部である空冷熱交換器（AHX）のチューブシステムにおけるナトリウム流体力学と混合の数値シミュレーションの結果を示します。AHXチューブシステムにおける不均一なナトリウム流は、異なる温度のナトリウム流の混合、温度変動、そしてチューブ破損を引き起こす可能性があります。PFR及びPhénix炉AHXチューブシステムにおける破損に関する事故調査の過程で、故障は金属温度の変動によって引き起こされたことがわかりました（Cruickshank and Judd 2005）。この数値シミュレーションでは、3次元および1次元のコンピュータコードが使用されました。実用的に許容できる精度でAHXナトリウム流速分布の計算が1次元コードを使用して実行できることがわかりました。AHXチューブシステムにおけるナトリウム流の不均一分布に影響を与える要因が分析されました。AHXナトリウム流分布及びAHX出口ヘッダーにおける異なる温度のナトリウム流の混合に関する計算が行われました。AHXヘッダー壁付近のナトリウム変動の振幅の計算結果が示されています。いくつかのモジュールを停止することがAHXにおける不均一流分布及び温度変動に与える影響が調査されました。停止したモジュールの数に応じたナトリウム流分布の数値解の近似が得られました。