稠密14本バンドル内沸騰二相流の可視化

Visualization of boiling two-phase flow in a tight-lattice 14-rod bandle

呉田 昌俊   

Kureta, Masatoshi

稠密バンドル流路内を流れる沸騰流のボイド率を、中性子トモグラフィ技術で3次元分布を計測、高速度撮像中性子ラジオグラフィ技術で瞬時値分布を計測し、同一流動条件を多角的に可視化観察することで特徴的な現象を抽出した。この2技術をセット("3D"+"2D+Time")で使用した本実験で、以下の点が新たにわかった:(A)時間平均空間分布から高ボイド率スポットが最上流部の狭間隙部で観察された。一方、瞬時値の時系列観察では、正味の沸騰開始点は統計的に広く分布しており、定常的な高ボイド率スポットは認識できなかった。(B)時間平均空間分布から"Vapor Chimney"現象が観察された。この現象を、瞬時値の動画表示で連続性に注視して観察すると、三角形状の流路部に連続した蒸気通路が形成されているとは限らず、広い条件範囲で蒸気泡・スラグが群を成して間欠的に流れていることがわかった。

Visualization of 3D and instantaneous void fraction distribution of boiling flow in a tight-lattice 14-rod bundle is conducted by using neutron tomography and high-frame- rate neutron radiography void fraction measurement techniques. The purpose of the experiment is to understand vapor bubbles/water behavior ranging from the onset of boiling to the high void fraction region based on ("3D" + "2D+Time") void fraction data, and to obtain the fine-mesh database for verification of advanced analysis codes. Following phenomena are made clear from the present experiment: Vapor accumulates in the channel center; High void fraction spots appear between adjacent heater rods, that is, in narrow space at the inlet; Void fraction in the triangular space among three rods becomes high by void drift phenomenon, and "vapor chimney" is formed; Flow is intermittent, and vapor bubble clusters are formed periodically; Onset points of net vapor generation are scattered not only in the center but in the peripheral.