稠密炉心内3次元気泡流構造に関する大規模シミュレーション

A Large-scale simulation on Three-Dimensional bubbly flow dynamics in a tight-lattice nuclear reactor core

高瀬 和之; 小瀬 裕男*; 吉田 啓之  ; 叶野 琢磨; 青木 尊之*

Takase, Kazuyuki; Ose, Yasuo*; Yoshida, Hiroyuki; Kano, Takuma; Aoki, Takayuki*

革新的水冷却炉の炉心では、燃料棒は1mm程度の間隔で三角格子状に稠密に配置され、その間隙を冷却材である水が流れる。水は燃料棒の加熱によって沸騰し、蒸気と水の気液二相流となる。したがって、炉心熱設計を行う場合、相変化を含む気液二相流の挙動を正確に把握する必要がある。本報では、稠密体系に配置された燃料棒まわりに形成される大量の気泡が合体,分裂を繰り返しながら下流へと移行する挙動を数値的に調べた。その結果、微小気泡は時間とともに合体を繰り返しながら大きな気泡に成長するが、稠密流路の体系では気泡は燃料棒間隔の最も狭い領域よりもそれに隣り合う流路面積の広い領域を流れやすい傾向にあることがわかり、シミュレーションによる炉心熱設計手法開発についての見通しを高くできた。

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