Numerical prediction of gas entrainment in the 1/1.8 scaled partial model of the upper plenum

数値解析を利用した1/1.8スケール上部プレナム部分モデルにおけるガス巻込み発生予測

内堀 昭寛 ; 堺 公明; 大島 宏之

Uchibori, Akihiro; Sakai, Takaaki; Ohshima, Hiroyuki

ナトリウム冷却高速炉の実用化において炉容器内自由液面からのガス巻込みを防止することが重要な課題となっているため、数値解析を利用したガス巻込み発生判定手法の開発を進めている。本研究では、まず、1/1.8スケール上部プレナム部分モデル水流動試験を対象に数値解析を行い、流況再現性について検討した。数値解析では、流路内に障害物として存在するホットレグやコールドレグの周囲に間欠的に渦が発生する結果となったが、渦の発生位置,渦近傍の速度分布,渦の循環等を実験結果と比較したところ良い一致がみられた。次に、この数値解析結果からガス巻込み発生判定を行い、これまでの研究で開発してきた判定手法の適用性を検討した。すべての解析ケースについて、試験結果に整合する判定結果が得られ、判定手法の適用性について見通しを得た。

Numerical analysis of the gas entrainment experiment using the 1/1.8 scaled partial model of the designed upper plenum of a sodium cooled fast breeder reactor was performed. The objective of this work was to investigate capability to simulate the flow field in the upper plenum and to confirm applicability of the newly developed assessment method of gas entrainment. The results of the numerical analysis showed that a vortex periodically appeared around the pipes which exist in the flow passage. The appearance position of the vortex, the calculated velocity profile around the vortex and the calculated circulation agreed with the experimental results. Possibility of gas entrainment occurrence was assessed from the numerical results by using our assessment method. For all the analysis cases, occurrence or non-occurrence of gas entrainment was correctly predicted by our method.