高速炉蒸気発生器水側熱流動解析手法の開発

Development of thermal hydraulic computer code for steam-water flow in steam generator of fast breeder reactor

吉川 龍志  ; 浜田 広次  ; 大島 宏之; 柳沢 秀樹*

Yoshikawa, Ryuji; Hamada, Hirotsugu; Ohshima, Hiroyuki; Yanagisawa, Hideki*

高速増殖炉の蒸気発生器における詳細な熱流動現象を評価することを目的として、数値解析コードを整備している。その一環として、サブクール沸騰及び二相流スリップ効果を取り込んだドリフトフラックスモデルを用いて、蒸気発生器水側の不安定挙動解析に適用可能な手法を開発した。また、密度波不安定流動に適用する解析アルゴリズムを検討した結果、複雑な行列計算の必要がない、大きい時間ステップが可能である数値方法を考案した。サブクール沸騰モデルについては、定常流動のボイド率分布の計算によりその機能を検証した。さらに、出入口圧力,熱流束を境界条件として与えて、入口流量を計算する流動不安定性解析により、非定常流動の解析機能を確認した。

In Japan Atomic Energy Agency, investigations on heat transfer characteristics of steam generator are being performed for the development of commercialized sodium-cooled fast breeder reactor. In this study, the computer code for flow instability analysis in single heat transfer tube was developed with drift-flux model which included the effects of subcooled boiling and two phase slip. The special algorithm to calculate inlet flow rate with inlet pressure, outlet pressure and heat flux as boundary conditions for the density-wave instability analysis has been established. The subcooled model was verified by calculating the void fraction distribution of steady heat transfer flow. The capability of drift flux model for simulating density-wave instability in single tube was confirmed.