低減速軽水炉の燃料集合体内二相流挙動の大規模数値シミュレーション

Large-scale numerical simulations of two-phase flow behavior in a fuel bundle of a reduced-moderation light water reactor

高瀬 和之; 吉田 啓之  ; 小瀬 裕男*; 玉井 秀定; 叶野 琢磨; 秋本 肇

Takase, Kazuyuki; Yoshida, Hiroyuki; Ose, Yasuo*; Tamai, Hidesada; Kano, Takuma; Akimoto, Hajime

原研が開発を進めている低減速軽水炉を対象として、稠密燃料集合体の二相流挙動を直接解析によって数値的に予測する研究を行っている。稠密燃料集合体をフルサイズで模擬した体系で直接解析を行うためには膨大な記憶容量を必要とするが、地球シミュレータによって初めてそれが可能になった。解析には、吉田によって開発された二相流解析コードTPFITを使用した。本コードは界面追跡機能を有し、気液界面形状を時間及び空間方向に高精度で輸送できる特徴を持つ。本研究では、熱の影響がない非加熱等温流条件に対して、燃料集合体入口の流速やボイド率を変えて解析を実施した。低減速軽水炉の炉心条件をもとに、気相及び液相の物性値は圧力7.2MPa,飽和温度288Cにおける蒸気及び水の値を使用した。一連の大規模シミュレーションにより、稠密燃料集合体内の二相流挙動、特にスペーサ周辺の液膜流挙動等の詳細が定量的に明らかになった。

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