大規模シミュレーションによる稠密炉心内気液二相流特性の解明,1; 改良界面追跡法を用いた二相流直接数値解析手法の開発

Investigation of water-vapor two-phase flow characteristics in a tight-lattice core by large scale numerical simulation, 1; Development of a direct analysis procedure on two-phase flow with an advanced interface tracking method

吉田 啓之  ; 永吉 拓至*; 小瀬 裕男*; 高瀬 和之; 秋本 肇

Yoshida, Hiroyuki; Nagayoshi, Takuji*; Ose, Yasuo*; Takase, Kazuyuki; Akimoto, Hajime

現在の原子炉燃料集合体の熱設計において用いられるサブチャンネル解析コードでは、実験結果に基づく多くの経験式が必要である。日本原子力研究所において開発を進めている超高燃焼水冷却増殖炉では、燃料棒間ギャップ1mm程度の高稠密炉心が用いられるが、高稠密炉心におけるギャップ間隔などの影響について、十分な情報は得られていない。そこで高稠密炉心内気液二相流特性を、大規模数値シミュレーションによって解明する手法の開発を行っており、この一環として、高い体積保存性と界面輸送性を有する新たな界面追跡法を構築し、それを導入した二相流直接解析手法を開発した。本報では、開発した解析手法の詳細を示すとともに、検証計算の結果を述べる。本研究の結果、本提案の解析手法の気泡流に対する体積保存の誤差が0.6%以下であることを確認した。

When there are no experimental data such as the reduced-moderation water reactor (RMWR), therefore, it is very difficult to obtain highly precise predictions. The RMWR core adopts a hexagonal tight lattice arrangement with about 1 mm gap between adjacent fuel rods. In the core, there is no sufficient information about the effects of the gap spacing and grid spacer configuration on the flow characteristics. Thus, we start to develop a predictable technology for thermal-hydraulic performance of RMWR core using advanced numerical simulation technology. As part of this technology development, we are developing advanced interface tracking method to improve conservation of volume of fluid. In this paper, we describe a newly developed interface tracking method and examples of the numerical results. In the present results, the error of volume conservation in the bubbly flow is within 0.6%.