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モンテカルロ法による高温ガス炉炉心の流量

誤差評価コード:

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4J

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J A E R I - M reports, i.ssued irregularly, describe i!ie results of research works tjarried out

in JAERJ. Inquiries about the availability of reports and their reproduction should be

addres>ed to Division of Technical Information, Japan A'.omic Energy Research Institute.

Tokai-mura, Naka-gun, lbaraki ken, japan.

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4

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たもの亡ある。本

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L

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1

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1

質を明らか

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てできる。

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1

1

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L

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[)RE A'\~-ド LOW コード l二;ド ACOM230

751flFORTRAN-

1Vでおかれてむり.所要記憶容量は

JAERI-M 70S9

DREAM-FLOW : A Computer Program for Estimating the

Uncertainty of Channel Coolant Flow Rates of HTGR's

Core with the Monte Carlo Method

Sadao SATOH and Yoshiaki MIYAMOTO

Division of Power Reactor Projects, Tokai, JAERI

(Received April 4, 1977)

The computer program DREAM-FLOW is for estimating the

uncertainty of flow rates in a multi-channel model such as

HTGR's core of pin-in-block type fuel elements, taking notice

of a fluctuation of the friction factor in the transitional

flow. In the calculation procedure, the Monte Carlo method is

used to generate random numbers for the friction factor assumed

to fluctuate in the transitional flow. Statistical properties

of the flow rate and maximum fuel temperature caused by fluctu­

ation of flow are predicted with the program.

The calculational model and usage of the program are

described. The program is written in FORTRAN-

V

for computer

FACOM230-7S and the required core memory is about 125 kilowords.

JAERI-M 7059

DREAM-FLOW

A Cornputer Prograrn for Est?rnating the

Uncertainty of Channel Coolant Flow Rates of HTGR's

Core with the Monte Carlo Method

Sadao SATOH and Yoshiaki MIY

A

f

.

IOTO

Division of Power Reactor Projects

，

Tokai

，

JAERI

(Received April 4

，

1977)

The

.

c

ornputer program DREAM-FLOW i

s

for estimating the

uncertainty of f

10w rates in a multi-channel model such as

HTGR's core of pin-in-block type fuel elements

，

taking notice

of a fluctuation of the friction factor in the transitional

flow. ln the calculation procedure

，

the Monte Carlo r

n

e

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is

used to gen

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.

rat

，

e random numbers for the friction factor assumed

to fluctuate in the transitional flow. Statistical properties

of the flow rate and muximum fuel temperature caused by

fluctu-ation of flow are pTedicted with the program.

The calculational model and usage of the program are

described. The program is written in FORTRAN-Nfor computer

FACOM230

・

75 and the rcquired core r

n

e

r

n

o

r

y

is about 125 kilowords.

JAERI-M 7059

DREAM-FLOW

A Computer Program for Est?mating the

Uncertainty of Channe1 Coo1ant F10w Rates of HTGR's

Core with the Monte Car10 Method

Sadao SATOH and Yoshiaki MIY

A

f

.

IOTO

Division of Power Reactor Projects

，

Tokai

，

JAERI

(Received Apri1 4

，

1977)

The

.

c

omputer program DREAM-FLOW i

s

for estimating the

uncertainty of f10w rates in a mu1ti-channe1 model such as

HTGR's core of pin-in-b1ock type fue1 e1ements

，

taking notice

of a f1uctuation of the friction factor in the transitiona1

f1ow. In the ca1culation procedure

，

the Monte Car10 method i

s

used to gen

p

.

rat

，

e random numbers for the friction factor assumed

to f1uctuate in the transitiona1 f1ow. Statistica1 properties

of the flow rate and muximum fue1 temperature caused by

f1uctu-ation of f10w are pTedicted with the program.

The calcu1ationa1 mode1 and usage of the program are

described. The program is written in FORTRAN-Nfor computer

FACOM230-75 and the rcquired core memory i5 about 125 kilowords.

J A E R i •M 7 0 5 9

§ A

1. n s i

2 mumm& 3

2.1 t t » * * t i t . w ^ « 3

2.1.1 nm<om& 3

2 1.2 fcrnrnmrnvrm 3

2.1.3 * > T * A . n j £ K [ « a i L ; f c * « f f i 8 © £ L e 5 H . 7

2.1.4 i W i i i M L f i t ^ l c i - ^ i S l t i O t e i E i W ^ f f l a ; 8

2.2 J i / J i i m 9

2. 2. 1 H - J j m 9

2. 2.2 « t f l j ! t t » 10

2 2. 3 ? U f f l ~ 'J •> A w M H i f t 1 1

2.3 umm i i

2 3. i KHm&m 11

2.3 2 m-\U& 12

2 3.3 ».1A&%. 13

23.4 m<me>&&>$$- M

a i m ^ -

K

i6

3. 1 DREAM- FLOW©«)S 16

3. 2 A ? J T - * :••• 17

3.3 U J j f - * 18

4. f t IB fll 25

4. 1 f ' L - S t f i S t i l t * * - ? * - 25

4.2 f t f t & f t 25

4. 3 £ $ * £ © ! ? : $ . $ » ! 30

4.4 m^mm 30

4.5 IsEfflftKlSjiLJtlSieSSI 39

£>L&£ 41

12 # 15 43

# ^ 3 t » 44

t t * i . t t i f m < o K t i - f - f 45

ttBZ UnMomiJ^- f 47

JABRi M 705~

目 次

概 要

Z

数 値 解 析 法

2

.

I

計算体系と計算手順

2

.1

.1

流路の構造

2

1

.

2

伝熱流動計算￠亨

l

阪

2

.

1

.

3

モンテカル口授

:K

関連した摩擦係数の百

L

教事

/

:

'

4

2

.

1

.

4

繰

i

起し計算にむける例

t

i

の修

1

1

と

H

買取判定

内 喝 u n ペ υ 内喝 υ η

‘

u

2

.

2

.

:

;

1

f

t

搬 保 倣

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1

1

1

1

2

.

2

I

!

I

J

;

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1

1

守

2

.

2

.

1

i

l

j

J

J

W

ζ

2

.

2

.

3

冷却材へ

I}

ウムの物約

1

1

1

1

:

!

.

3

i

b

U

産百十鈴

2

.

3

.

1

冷却材I!IJ:且

2

.

3

2

燃 料 問 度

2

.

3

.

3

熱

f

z

、

連

，

t

之

3

.

4

燃 料 織 の 熱

f

i

:

;

噂ヰ;

1

~

3

.

g

j算 コ ー ド ー …

内 唱 υ -m 凶 ， p h u

l

-3

.

1

DREAM-FLOW

の概$..・

ー‘

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・ ・ ...…・ー…ー・・・ー・.... 一

.

.

.

.

ーー…

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・

16

3

.

2

入力データ

・ 一・・…・ー ・

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…

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

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・

…

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.. ・ー・…ー・

・

・

・

・

ー ー

17

3

.

3

出力データ

・

・

.

.

.

.

.

.

.

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…

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・

・

…

…

ー

・・・・・……ー ー・

・

・

・

…ー・田・・ーい…・…・田ー・ ・

ー

ー

・

1

8

4

計 算

1

9

1

J

…ー…・………・・・ .

.

.

…

.

.

.

ー

・

ー

・

ー

…

・

ー

・

・

・ ・

・ ・……・ー…・

ー・…

…

25

1

，

1

炉

J

し、構成と計算モデル

ー…・-…・-一・・………-…-…ー…町・一…………ー

25

4

.

2

計算条件

・…..目・ー………

u

…・ー....……...一一一ー・ー・…...

25

4.3

遷移域の摩擦係主主

…...……...…・・・

………-・・…・…・・一 一

日

・

H

・

H

・・一……

30

4

.

4

解 析 結 果

・・・・・・・・…一……...・

H

・-ー一一一…・ー・……・

ー

-

…

ー

・ 一 ・…

30

4

.

5

使用法

K

関連した特記事項

ー・・ー……一ー…...・

H

・

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

司

ー

-

一

…・・…..

39

ぁ

ι

がき

ーー-一…・ー・……... ・

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.

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.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

ー

・

ー

...…ーー・・・・…一ー・ ・

・ …

・

・

4

1

記号表…・・……ー…・

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.

.

・

H

・一…・…....……・…・・ー・

・ ー

… 一

…

43

参 考 文 献 ‘ … 一

一

… ・ ー ・ … … … . .

ー・・・

・ ぃ ・ … …

ーー………

h

・

・

・

44

付録

I

言十質例の入力データ

……ーー……一司………・・‘・ーー・ー

… 一 - 一 一 一 ー .

45

付録

Z

計算例の出力デ-

s

…....ー…...・...一一ー・ー...…ー

ー

…

・

・

・

ー

一

.

.

47

JABRi M 705~

目 次

概 要

Z

数 値 解 析 法

2

.

I

計算体系と計算子!煩

2

.

1

.

1

流路の構造

2

1

.

2

伝熱流動計算￠干

l

闘

2

.

1

.

3

モンテカル口

I

1

:

K

関連した摩擦係数の出

L

敏幸1:

'

4

2

.

1

.

4

鰍返し計算 K むける流量の修 11 と~京判定

内 3 q 3 q δ

2

.

2

.

:

;

摩担担保政

O O A U J n V A U 1 a ' l ' l

1

1

1

1

2

.

2

I

!

I

J

;

]

1

1

司

2

.

2

.

1

i

l

j

J

J

W

主

2

.

2

.

3

冷却材へ

I}

ウムの物約

1

1

1

1

:

!

.

3

削)推計銑

2

.

3

.

1

冷却材I!

I

J

且

2

.

3

2

燃 料 問 度

2

.

3

.

3

熱

f

z

、

連

，

t

之3.

4

燃 料 柿 の 熱

t

t

-

;

噂ヰ;

1

~

3

.

i

t

j算 コ ー ド ー …

内 唱 υ -m 凶 ， F h u

l

-3

.

1 DREAM-FLOW

の栴fi'(.・

ー‘

・

・ ・ ...…・ー…ー・・・ー・.... 一

.

.

.

.

ーー…

・ ・

・

・

16

3

.

2

入力データ

・ 一・・…・ー ・

・

…

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

..

・

・

・

…

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.. ・ー・…ー・

・

・

・

・

ー ー

1

7

3

.

3

出力データ

・

・

.

.

.

.

.

.

.

・

…

ー

・

・

…

…

ー

・・・・・……ー ー・

・

・

・

…ー・田・・ーい…・…・田ー・ ・

ー

ー

・

1

8

4

計 算 伊

j …ー…・………・・・ .

.

.

…

.

.

.

ー

・

ー

・

ー

…

・

ー

・

・

・ ・

・ ・……・ー…・

ー・…

…

25

J

，

1

炉

J

し、構成と計算モデル

ー…・-…・-一・・………-…-…ー…町・一…………ー

25

4

.

2

計算条件

・…..目・ー………

u

…・ー....……...一一一ー・ー・…...

25

4

.

3

遷移域の摩僚係主主

…...……...…・・・

………-・・…・…・・一 一

日

・

H

・

H

・・一……

30

4

.

4

解 析 結 果

・・・・・・・・…一……...・

H

・-ー一一一…・ー・……・

ー

-

…

ー

・ 一 ・…

30

4

.

5

使 用 法

K

関連した特記事項

ー・・ー……一ー…...・

H

・

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

司

ー

-

一

…・・…..

39

ぁ

ι

がき

ーー-一…・ー・……... ・

・

・

・

・

・

・

・

…

一

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

ー

・

ー

...…ーー・・・・…一ー・ ・

・ …

・

・

4

1

記号表…・・……ー…・

・

・

.

.

.

・

H

・一…・…....……・…・・ー・

・ ー

… 一

…

43

参 考 文 献 ‘ … 一

一

… 一 一 ・ … … … . .

ー・・・

・ぃ・……-

ーー………

h

・

・

・

44

付録

I

言十質例の入力データ

……ーー……一司………・・‘・ーー・ー

… 一 - 一 一 一 ー .

45

付録

2

計算例の出力デ-

s

…....ー…...・...一一ー・ー...…ー

ー

…

・

・

・

ー

一

.

.

47

J A

E R I

- M 7 0 5 9

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3

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7

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1

-.

T

A

f

:

RI M 7059

} . 概 要

1¥':)

ねガス骨'1--.1ヘリウムをパ;

j;jJ

村と「る則、鉛減透の

J

f

A

f

かである。rI

MP

ヴスかの炉，し付従来の向ス

炉よ台高砲のガスを対象としているためI'C. ガ ス の 動 粘

t

't係数増加によ司てレイノ"ズ産主が小きく

在りやすい。特I'C. 事目的尚、恒カス実験

W

'

の

j

J

H

E

のか，し、設計でr;I. レイノんズ叡がえ;裕運転時

Kl

万以トであるためI'C.

i

荒 れ が

i

整移状態

V

C

，丘(，

ま た 部 分

i

ミ

イ

r

.

Jt

;ど

κ

よる1n

t

f

量減少

K

よって選手事状態

に 在 る

ζ

とが与えられる。

i

接 待 状 態

V

C

I>-けるかし、然政三

t

J D

取 扱 い に つ い て

f

:

!

'

従 来 ブ ラ ッ ク ポ

γ

クスとして避けてきた傾向がれり，また，伝熱t'ili動向

tHr

必 駐 在 デ ー タ .

4

寄K

遷 移

I

吐 の 摩 擦 係 数

k

l

刻しても允分とI:iよ い 鰍 い 。 そ の 売 計

κ.

tñtれが遷移 I~ f<余 l屯レける炉心特例の解析を・行在う場合 k

1--.1.その解析が、す在わし

l

N

:

;

1

i

L

、

K

人き在問臨時、

I

J

.

仁

ξ

。このi!{l11!'a"

1

i{{1更する

l

つの与が、

J

して.号

待係数の選格h6t~てむけるは'ムっち芯本質的 K {J(I すゐと1k'li2

L

t

t

r

i

'l，/LI，ガスか骨"し、の冷却

W

!

i

t

量

(

1

)

1

l

!

<

，

L

i

f

f

l

l

l

J

を

r

I

IN.とする

J

せ

;

j

i

f

r

:

λ

左r'

)

l‘

K

コ

トの 1問先 ~dJ 在 u 、犬。

対 象 と

t

ふ

，

1

1

御

i

.

;

.

.

咋

f

.

l

. F

，

白

11 V

C

l]、すよう

V

C

.

事

，

1

(

，

'

;

l

l

l

m

絡をぬ屋倒世間白

I

史と

ιKj

とめ.

と

の官

f

l

械 の 人

1

I

1

1

s

I

'

C

オ

1)

.，イスを設.-1.ピン.

1/

・

7

口ァク市

l

燃 料 を

J

l

lいたぬねず

l

スか骨

llL:

を 想 定

寸る、 fñl. れがi曹柊 ~1.: ~1U' ある場介 κU. ~事拷!{，系散の，附言 I r

'

!

'

J

i

'

・

I

7五手~.- fd' ゐ L いう 0\1.'''' れも，~:

K.

J

'

"

係数の，

1

i

L

数 発

'U

てよ円て

1

)

じるおfi!f，路の

I

E

tJ!員侠の i車いを補 IL すふょう VC~主流断わ ~J<日村荷電を拘

計 鈍 す る

ρ

この;;1)唱の繰返し

1

1(

l

って，i!移域の"'"里係散のばらつきによる各t'ili路の冷却材流量配

分の誤差とその i抗議の:夜動から生じる燃料最高温度。íl&~とを求めるととができる。

以 上 が 本 設 計 手 法 の 慨 略 で あ る が . そ の コ ー ト の 特 徴 を 以 下

K

列挙する。

l

i

)

計 算 手 法 に は モ

y

子 カ ル ロ 迭 を 適 用

L.

摩 擦 係 数 の ば ら つ き に よ る 冷 却 材 流 債 と そ れ に 伴 う

燃 料 最 高 温 度 の 統 計 的 性 質 を 明 ら か に で き る 。

(

i

i

l

各 流 路 の 遷 移 域 の 判 定 は ，

本

κ

前 回 の 繰 返 し に よ っ て 得 ら れ た 流 量

K

基づ〈

ν

イ / も ズ 散 に

よ っ て 判 定 し ， 最 初 の 計 算 結 果 の 影 響 を 除 い て い る 。

刊

j

j

l

領成人Llのオ

1)

ブイ

Z

併ミ訟の設定ができる。

(

I

V

I

物 性 偵 の 抱 度 変

1

1

を 考 慮 で

t

t

る。

(

V

I

誤差解析vr::人る出

j

の標司直

3Ul

I'C対する各領域￠流最配分方式として .

t

征 横 一 定 方 式 ， エ ン タ

ル ピ 上 昇

定 方 式 . 任 意 方 式 ( 入 力 で 与 え る 方 法 ) の 指 定 が で き る 。

!

v

i

l

流路内の圧力損失として康博鍋失，加速績失.水頭の他I'C.上下反射体部の縞流と拡VlE

V

C

よ

る

f

員失，

j，、よび炉心内職方向任意の位置

K

晶、ける積重ねブロック水平

l

百

j

の 不 整 合 に よ る 損 失

¥

offset loss)

が考慮で者る。

N

i

D

領 域 ど と

l

主 流 路 断 面 積 在 と の 寸 法 の 鞍 方 向 分 布 を 入 力 方 式 で 考 慮 で き る 。

~'11~ 最大領域散は 10. 各領主主の最大流路重量は 201 でとるととができる。-;:

t

:

.

各 流 路 の 軸 方 向

分割点数1--.1査を大

30

であり. メ ッ ン ュ 間 隔

U

任 意 に

l

五えられる。

本 報 告 書 は .

J

一記の考え

1

.

j

V

C

f

i

t

円 て 開 発 し た 計 算 コ ー ド

DHEAM-FLOWVCM

す る 計 算 体 系 と

計 算 方 法 在 ら び

l

モ そ の 使 用 方 誌 に つ い

T

記 述 し た も の で あ る 。

.

T

A

f

:

HI M 7059

} . 概 要

/¥，¥')

f

J

4ガス骨'I-

J

ヘリウムをパ;

}

;

j

J

村と「る則、鉛減退の

I

，

f

'

i

f

かである。

iMP

ヴスかの炉 '

L

，

l

j

従来の向ス

炉 よ り 高 温 の ガ ス を 対 象 と し て い る た め

V

C

.

ガスの動粘1''t

1系.t~j哲切によ司てレイノ"ズ訟が小きく

在 り や ナ い 。 特

V

C

，

事目的尚、自力ス実験~，の現在のか，し、設計でr;I，

レイノんズ主主がえ;裕運転時

K 1

h

以 ト で あ る た め

v

c

.

i

荒れがi!t移状態

V

C

，

丘

(

，

また部分 í~

t

.

J

1

;

どによる1n

t

f

量減少

K

よって選手事状態

K 在る ζ と が 与 え ら れ る 。 遭 待 状 態

v

c

:t.'けるかし、熱政計

J

'

J)取扱い

ζ ついて同，従来ブラックポ

l

γ

クスとして避けてきた傾向がれり，また，伝型車問「動向~

1

'

(必 駐 在 デ ー タ . 特 K遷 移I

吐の摩擦係数k

l

刻しても先分と1:1

よい縦い。その 1・計 K. 流れが.iI称 I~rl');i屯 L‘ける炉心特刊の解析す行在う場合 k

1:1.その解析が、す在わし

l

N

:

;

1

i

L

、に人き在問阻が

I

J

.

仁

ξ

。このi!{閉す占有

i

1

更する

l

つの与が、

J

して

.

R

E

刊明係数の鷹彬h6

t

v

c

むけるは'ムっち芯本質

1

'

t

'

]

V

C

{J(JすゐとIk

l

i

:

L

f

t

，¥'l，凱ガス骨効:1，

1...'の冷却材流量。ワ自民

，

L

i

f

f

l

l

l

J

を

r

I

W.とする

J

せ

;

j

i

rr~λ 左r')l

‘

K

コ

トの 1問先 ~dJ 在 u 、犬。 者

J

j

訟と

F

ふ

，

'

1

1

御

i

.

;

.

.

，

yU

，

l" ，~，

11

VC lJ 、すよう VC ， 事，1(，争 Ilf~r 路をぬ匝別世間白峡と ιKj とめ.

と

のÎ>C1J!~の人 1I11ßVC オ')

.，イスを設.-1，

ピン.

1 /・

7

ロック町

l

椋 料 を

J

l

l

いた品副テ

l

ス十骨 l

l

L

:

を想定

寸る、

1

I

f

l

.

i

l

が

i

哩穂状

f

mr

ある場介

1

t

L

t

'

J

.

，

，

.

拷1

係散の，附言

I

i'!'J!'・1 問。~.-

fd'

ゐ

L

いう

0

¥

1

.

'

'

'

"

の

q

)

，~:

V

C

.

摩 樗

係 数 の 札 数 発

'

L

v

c

よ

η

て

I

J

じる併問

t

路 の

I

E}

J

!

員

J

止の

i

卑いを補

I

L

すふように

f

主流断わ

"

;

;

J

.:!l村荷量を向

剖鰐する

ρ ζ

の討""の練匙Ll

Z

1.って，遷移域の1lJ'~、係散のばらつき K よる各 iill路の冷却材流量配

分の誤差とそのVf

t

鼠の:夜動から生じる燃料最高温度の誤差とを求めるととができる

p

以 上 が 本 設 計 手 法 の 既 略 で あ る が . そ の コ ー ト の

i

持徴を以下

K

列挙する。

(

i

) 計 算 手 法

v

c

t

'

l

モ

Y

子 カ ル ロ 迭 を 適 用

L

.

摩擦係数のばらつき

K

よる冷却材流量とそれに伴う

燃料最高温度の統計的性質を明らかにできる。

(

i

i

l

各流路の遷移域の判定1:1.

耳ìvc 前回の繰返しによって得られた流量 VC~ づ(

'"イ/もズ散に

よって判定し，最初の計算結果の影響を除いている。

!

i

i

i

l

領 域 入

L

J

のオリブイス係訟の設定ができる。

(IVI 物性値の抱度変 11 を考慮で ~t る。

(Vl 誤差解析に人る市j の標章 ~Ulvc 対する各領域￠流量配分方式として.

f

i

f

t

最一定方式，エンタ

ルピ上昇

定方式.任意方式(入力で与える方法)の指定ができる。

!

v

i

l

流 路 内 の 圧 力 損 失 と し て 康 博 損 失 ， 加 速 鍋 失 . 水 頭 の 他

V

C

，上 下 反 射 体 部 の 節 流 と 拡 流

K

よ

る

f

員失，

:1，.よび炉心内軸方向任意の位置に晶、ける

1

貴重ねブロック水平

I

l

l

j

の 不 整 合 に よ る 損 失

¥

offset loss)が考慮で骨る。

I

V

i

D

領域どとに流路断面積在どの寸訟の鞍方向分布を入力方式で考慮できる。

~'11~ 最大領域散は 10. 各領主主の最大流路重量は 20 までとるととができる。ま t:. 各流俸の軸方向

分 割 点 数 組 長 大

3

0

であり. メッンュ間隔1:1任意

v

c

1

五えられる。

本 報 告 書 は . 上 記 の 考 え 方

K

従 円 て 開 発 し た 計 算 コ ー ド

DHEAM-FLOWVC

関する計算体系と

計算方法在らび

ζ そ の 使 用 方 誌 に つ い T記述したものせある。

l

axiai calculation points

i

ro

I

ro

n

I

1

o

8

i

2

8

M

O

﹄ 伊 国 胃 HlZ 吋 O 明 @

事

1777

ト 芥

points

octi...~

cor~ 司

H

田

-H

-H

思 ロ

H

E

t

n

v

B

E

H

E

U

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_{ロ円皆同冨}

M

F

P

Z

S

F

Q

g

n

E

n

ロ

_HR

吉 田

.

.

.

，

﹄ 伊 国 胃 HlZ 吋 O 伊 @

事

1777

ト~

points

activ~

cor~ 司

H

国

- H

- H

Z

ロ

_H

Z

t

n

z

s

o

H

E

U

E

C

円皆同冨岡

F

P

Z

S

F

Q

Z

S

H

E

E

E

B

'

"

J AER1 -M 70 59

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Klr>X^A.bnhc

3

-JAERI-M 7059

2

.

数 値 解 析 法

本章では，計算=-ド

DR8AM-rLOW

の数値解析上の手法を

r

t

J

Iし

、

K

言干し〈述べる。吐ず.V1i郊

の構造と計算手

1

1

民

K

ついて説明し，次いで計算式等の計算手話、を記述する

σ

2

.

1 計 算 体 系 と 計 算 手 順

2

.

1

1

涜 路 の 締 進

ヰ計算コードの対象とする涜路は

rig.

1

.

1

K

示すよ勺在宇構成であるのその中で旬日熱流路の幾何

学 的

f

彰状1-

1

多

1

1

的高ねガス実験炉の炉心を

t

軽量産し.

F

i

p

.

.

2

.

1

11:示すよう11:.制

i

方向

1

1

J

:

部反射休.

燃料削減の炉，し、部，むよび下部反射休の

3

つの部分から

l

i

t

り.上部反射

f

*

の

L

h

1

1[

オリフィス却を

配慨する情Il(であるのまた.炉，し、 1ì1lは小手円倫理~燃料俸(

'

l

'

宇野燃料コンパクトの外側に被贋管を

向

t

'

l

.

t

閏し

t

もの)を向山越し，その外側

K

冷却材

i

A

t

燃を形成する構沿である。これら

3

つの船方向計算

プロッユ

I

d

-

-

l

t

.

.

‘

す

べ

て

/

J

I

l

I

敏微減正み在L.

1

m

分 的

K

斗

J

J

l

I

触似品賞があ

I

η

てもよいものとするの加

t

l

>

1

A

t

llI¥に入門 f

c

I

;

i

}

;

j

J

材

t

l

l

i

¥

s

h

z

射

f

*

のト

I

l

n

で船旅されて炉

r

し、￨付の燃料冷却

f

t

怖を干降し. 1

-

m

lJ足射体の

l.iln で jJl‘ t され

1ヰ力ll~mr.r.1Iからの冷却材t:! 7' レターム虻集められて.令所f伝 t_

L

て

イ

'H

こから流出古

れる。

2

.

1

.

1

.

t

;

;

勲 流 動 計 . の 手 順

本コー

l

の伝熱流動計算t:!.

i

)

全

U

.

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量 定

(W

，

=

consl.)

l

i

) 全

f

f

:

路 の 圧 力 損 失 が 悶 ー (

.

d

P

1

=

<

/

P

2

= 一 …

<

/

P

， 一 ・

1

を

J

.

1

本条件としてむ旬目内容的

K

徳也解析と誤差解析の

2

横

K

大

J

j

.l

よされる。前者は各流路の標鞠持伝機流

動特性を五.めるものであり，とれは誤差解析に移行するための準備計算でもある。後者は流れの遷移

域の感擦'主主主のばらつきに対してモ

J

テカルロ法を適用し.とれによって流量と燃料温度の誤差と

を求めふものである。以下

K

これらの計算手順

K

ついて説明する。な$'.本数値解析手法

1

1(ついて

の本コードの全体的在計算の流れ図。

Fig.

2

.

2

1

示されている。

(

1

)

標 準 計 算 法

上前プレナムから下部プレナムl1:iEる流路すべてについてよ記基本条件を満すように計算する

3

実質l'勺在計算は.オリフイス部を合んだ加熱流路

K

ついてであり.上部プレナムの涜体の状態か入

口失件として入力データで与えられる。

加熱流路同前節で定めた

3

つの構成部分

K

ついて.上部反射体から下部反射休に至るまで遂次計

算を行在う

c

とれらのうち，上下反射体領域の分割点位それぞれの上面(入口)と下面(出口)の

みであり.

したがってそれぞれが一つの計算単位(計算メッシ~

)である。

炉

L

、都民.入力デ

タ

K

よって任意に分割されたそれぞれの分割部分の入口点( l -

1

)と出口

点I

l

)

の悶が一つの計算単位として与えられる。上部反射体

K

篠するオ

1) 7

イヌ書官。入口条件は.上

部 プ レ ナ ム 部 (

Fig

、1.

1

)の温度と圧力と

l

司

l

:

入 口 条 件 と し 冷 却 材 全 流 置 と と も に 入 力 デ ー タ

K

よって与えられるの

入力デ

タによって指定された湾最配分

}

j弐に基っき各領域流量を定め・

ーれを各領域内の各流

-3-JAERI-M 7059

2

.

数 値 解 析 法

本章では，計算=-ド

DR

I

<

;

AM-rLOW

の数値解析上の子法を r

t

J

I

、

し

K

訴し〈述べる。吐ず.前郊

の構造と計算手1Ij:{1'Lついて説明し，次いで計算式等の月十貸手

t

去を記述する

σ

2

.

1 計算体系と計算手順

2

.

1

1

涜路の栂造

ヰ計算コードの対象とする涜路は

r

i

g

.

1

.

1

K

示すよ勺在

mb

li.であるのその中で加熱流路の幾何

学 的

f

彰状1'

1

多

1

1的

f

尚ねガ月実験炉の炉心を換縦し.

F

i

p

.

.

2

.

1

11:示すようI'L.制i

方向

1

1

J

:

部反射休.

燃料削減の炉，し、部，むよび下部反射休の

3

つの部介から

l

i

t

り.上部反射

f

*

の

L

h

1

1(オリフィス部を

配慨する~，l<:である o

-:1た.炉，し、

t

刊は

r

1'手円筒郡

l

燃 料 棒 (

'l' 土1'~~燃料コンパクトの外側に被覆管を

内

t

'

l

.

t

間し

t

もの)を配{越し，その外側

K

冷却材開

t

燃を形成する構造である。これら

3

つの船方向百十興

プ口ツユ

Id--k

‘すべて !

J

I

l

I

敏 倣

M e

み在L.

1

m

分的

K

斗

J

J

l

I

I

触倣脱却i.

A;-ï τ もよいものとする n 加~tAl

防

K

入門戸

t

I

;

i

}

;

j

J

材

t

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I

i

¥

s

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-x.射休のト

I

l

n

で船旅されて炉

r

し、￨吋の燃料冷却枕断を干降

L

.

1

-

l

i

l

l

反射体の

l.iln で jJl‘ t され

1ヰ力11骨~mr.r.1Iからの冷却材“プレター J‘虻集められて.令。li.伝 t_

L

て

イ

'

.

f

.

.

.

f

こから流出さ

れる。

2

.

1

.

1

.

t

;

;

，^涜動計震の手順

本コー lの伝熱流動計算は.

1) 全

i

J

i

.

量一定

( W

，

=

consl.)

l

i

)全

F

路 の 圧 力 損 失 が 同 一 (

JPl

=

~P2 =一 "'~P ，ー・・

1

副本条件として;1;'

h，内容e')1'L徳也解析と誤差解析の

2

種

K

大

s

I

J

される。前者は各流路の標鞠持伝機疏

動特性を五めるものであり.これは誤差解析に移行するための準備計算でもある。後者は流れの遷移

城の感擦'主散のばらつき

K

対してモンテカルロ法を適用し.とれ

K

よって流量と燃料温度の誤差と

を求めふものである

o

以下

K

これらの計算手順

K

ついて説明する

o

走事、.本数値解析手法

l

屯ついて

の本コードの全体的在計算の流れ図。

rig.

2

.

2

1

示されている。

(

1

)

僚 f

l;'

計算法

上前プレナムから下部プレナムI'L至るdIt晶すべて

K

ついて上記基本条件を満すように計算する

3

実質什在計算は. オリアイス部を合んだ加熱流路

K

ついてであり.上部プレナムの疏体の状態昔・入

口失件として入力データで与えられる。

加熱流路は前節で定めた

3

つの構成部分について.上部反射体から下部反射休

K

至るまで遂払;計

算を行在う

c

とれらのうち，上下反射体領域の分割点位それぞれの上面(入口)と下面(出口)の

みであ

9

.

したがってそれぞれが一つの計算単位(計算メッシ~

)である。

炉心部/':t.入力データ

K

よって任意

K

分割されたそれぞれの分割部分の入口点( l -

1

)と出口

点的の間が一つの計算単位として与えられる。上部反射体

K

簾するオ

1) 7

イヌ部り入口条件は.上

部プレナム部(

Fig

、1.

1

)の温度と圧力と

l

司

l

:

入口条件とし.冷却材全流置ととも

K

入力デ

タ

K

よって与えられるの

入力データによって指定された疏量自己介万弐;疋基っき各領域流量を定め. ーれを各領域内の各流

-3-.1 A E P. I - M 7 0 5 9

O

o

>

o

o

Coolant channel

Fuel sleeve

Fuel compact

-6

o .»

F i g . 2 . 1 S i n g l e c h a n n e l l a y o u t f o r DREAM-FLOW c a l c u l a t i o n

- 4

.

1

A

E

IU -M 7

0

5

9

8

一 三

﹂ 。

斗 ﹂

ω a a

コ 寸

l

g

u

一

一

﹁

l

L

H

け

H a

o

﹄

。

〉

ω

o

Coolant channel

sleeve

Fuel

﹁﹂]]

compact

F

u

e

l

ー も E E

]11

﹂

Single channel layout for D

REA}←

FLOW calculation

-4-Fig

・

2.1

. 1 A E

.

n

[-M 7 0 5 9

8

一 三 ﹂

。 ﹂

1 5

コ 寸

l

E

o

u

一

一

﹁

l

L

H

H

川 一

一 色

O

﹄ 。

_。

〉

ω

o

Coolant channel

sleeve

Fuel

﹁﹂]]

compact

F

u

e

l

ー も E E

]11

﹂

Single channel 1ayout for D

REA}←

FLOW calculation

I A E H I - M 7 0 S G

(gTARTj

/Read input

Set up for print out

Set constants and initiol conditions

Iteration loop (region)

&

Iteration loop

(channel)

Calculate pressure drop APi

Calculate

orifice coeffi.

Kori.n

I

Calculate

fuel temp T

F

,l

Print output

(Standard

results)

Set friction factor

(random production!

Print output

(Statistical results)

NO

Calculate fuel temperature T

F

, i

Statistical analysis

NO

NO

Fig. 2.2 Calculation flow chart of DREAM-FLOW program

- 5

IAEHI-M 705:;

Set Up f

o

r

p

r

i

n

t

o

u

t

Set

∞

n

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t

CJl

t

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ond i

n

i

t

i

a

l

∞

n

d

i

t

i

o

n

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C

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Z

0

1

6

一 句 。

企 一 一 一

a

o

a

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. 戸

o

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_u

_r

_唖存.

_i

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g

↑

_E

S

H

NO

NO

つ

Fi

g

・

2.2 Calculation flow chart of DREAM-FLOW program

戸 、

J W

IAEHI-M 705:;

S

e

t

U

p

f

o

r

p

r

i

n

t

o

u

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e

t

∞

n

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l

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o

n

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n

i

t

陥

l

∞

n

d

i

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o

z

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一

₀ 0 企 一 一 一 且 O D O_﹄ 且 . 戸

o

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_t

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c

g

↑

_E

申 ↑ 円

NO

NO

つ

Fig

・

2.2 Calculation flow chart of D

REAM-

FLOW progra

回

戸 、