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A Large-scale simulation on water-vapor bubbly flow dynamics in fuel bundles of advanced nuclear reactors

将来型軽水炉の燃料集合体内気泡流挙動に関する大規模シミュレーション

高瀬 和之; 吉田 啓之 ; 小瀬 裕男*; 叶野 琢磨; 秋本 肇

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

本報には、2005年4月から2006年3月にかけて実施した革新的水冷却炉の燃料集合体内二相流挙動に関する大規模シミュレーションの成果を示す。革新的水冷却の炉心には、直径13mm程の燃料棒が1mm程度の燃料棒間ギャップ幅で三角ピッチ状に稠密に配置される。このような稠密燃料集合体1カラムを対象にして3次元二相流シミュレーションを行い、次のような水と蒸気の分布挙動を明らかにした。(1)燃料棒表面が薄い液膜で覆われることや隣り合う燃料棒の間隔が最も狭い領域で液膜の架橋現象が起こる。(2)水平断面の燃料棒間隔が広い領域では狭隘部分に比べて局所的に流動抵抗が低いため水に比べて蒸気の方が流れやすい。(3)気泡の運動は流れ方向に対する移動が支配的であり、クロスフローのような水平断面方向への移動は小さい傾向にある。

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