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超高燃焼水冷却増殖炉開発のための稠密バンドル内熱流動評価

Thermal-hydraulic estimation in tight-lattice rod bundles for development of the innovative water reactor for flexible fuel cycle

呉田 昌俊; 吉田 啓之; 玉井 秀定; 大貫 晃; 秋本 肇

Kureta, Masatoshi; Yoshida, Hiroyuki; Tamai, Hidesada; Onuki, Akira; Akimoto, Hajime

稠密バンドル内を流れる沸騰流のボイド率を実験及び解析を比較することで評価した。ロッド数が7本,14本,19本,37本,間隙が1.0$$sim$$1.3mmのバンドル試験とスペーサ効果試験の5種類のボイド率試験を0.1$$sim$$7.2MPaの圧力範囲で実施した。過度解析コードTRAC-BF1,1次元ドリフト・フラックスモデルの拡張性について調べた結果、クオリティ及びボイド率が比較的高い条件において、TRAC-BF1及びモデルは実験値とよく一致することがわかった。先進的な数値解析コードであるNASCA, ACE-3D, TPFITの稠密バンドルへの適用性を、中性子トモグラフィで計測した3次元ボイド率分布と比較し検証した。これらのコードによるボイド率計算値は実験値と定性的に同じ傾向を計算できることを確認した。蒸気及び水の分布や速度分布に関して実験データをもとに考察した。37本高圧限界出力試験において流路中央部で沸騰遷移現象が生じた原因として、流路中央部での局所液ホールドアップが低くなり、液膜が局所的に薄くなることで生じたものと推察された。

An estimation of void fraction in tight-lattice rod bundles was carried out. Five types of void fraction experiments with 7-, 14-, 19- and 37-rod and rod-gap of 1.0 - 1.3 mm bundle and spacer effect tests were conducted ranging from 0.1 to 7.2 MPa. Extensibility of a TRAC-BF1 code and one-dimensional drift-flux model to the tight-lattice rod bundle was studied. The TRAC-BF1 and the model calculated the void fraction with good agreement to data in case of relatively high quality and void fraction region. Applicability of a NASCA, ACE-3D, TPFIT codes to the tight-lattice rod bundle was verified by comparing with the three-dimensional void fraction data measured by neutron tomography. Tendency of the calculated void fraction by these codes and measured data was similar. Vapor distribution and velocity profile of water and vapor were discussed based on data.

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