統計解析手法による稠密炉心内流体混合特性の評価

Statistical evaluation of cross flow in a tight-lattice rod bundle

Zhang, W.; 吉田 啓之  ; 小瀬 裕男*; 大貫 晃; 秋本 肇

Zhang, W.; Yoshida, Hiroyuki; Ose, Yasuo*; Onuki, Akira; Akimoto, Hajime

稠密炉心サブチャンネル間のクロスフローの機構を明らかにし、適用範囲が広く高精度なクロスフロー現象に対する構成方程式を開発することを目的として、界面追跡法を用いた二相流詳細解析コードTPFITによる統計解析手法を開発し、同手法により稠密炉心サブチャンネル間のクロスフロー機構を明らかにした。統計解析においては、サブチャンネル間の差圧,気相混合係数と液相混合係数間の相関関数を求めるとともに、サブチャンネル間流体混合現象を支配する時間スケールを評価した。また、相関関数に与える、混合部の入口,出口,サンプリング時間及び燃料棒ギャップ幅の影響を検討した。その結果、液相混合の時間遅れは気相より小さく、その値は1-2msの範囲であることがわかった。差圧と液相の混合係数の間に強い相関があり、局所・瞬時の差圧による流体の移動が、液相混合の主なメカニズムであることが推測された。さらに、差圧と気・液相混合係数間の局所的な相関関数は、燃料ギャップ幅の影響を受けないことが判明した。

In relation to the thermal-hydraulic design of FLWR, this study presents a statistical evaluation of numerical simulation results obtained by a detailed two-phase flow simulation code (named TPFIT). In order to clarify mechanisms of cross flow in such tight lattice rod bundles, the TPFIT was used to simulate water-steam two-phase flow in two modeled subchannels. Attention was focused on instantaneous fluctuation characteristics of cross flow. With the calculation of correlation coefficients between the differential pressure and gas/liquid mixing coefficients, the time scales of cross flow were evaluated, and the effects of mixing section length, flow pattern and gap spacing on correlation coefficients were investigated. The difference in mechanism between gas and liquid cross flows was pointed out.