SG水側熱流動評価コードの開発及び不安定流動解析

Development of computer code for water-steam flow in steam generator and simulation of flow instabilities

吉川 龍志  ; 大島 宏之

Yoshikawa, Ryuji; Ohshima, Hiroyuki

次世代高速増殖炉実用化研究開発において検討されている直管型蒸気発生器の成立性評価のため、信頼性があり現実的な評価が可能な解析手法の確立が必要である。本研究では、蒸気発生器水側伝熱管内熱流動を対象とした解析コードを開発した。数値解析手法については、ドリフトフラックスモデルに対して半陰解法を採用し、空間差分はスタガード格子を用いた。入口プレナムに流入する水の総流量,温度、及び出口プレナム圧力を境界条件として与えて、解析を実施した。水/蒸気の物性導関数を直接的に水/蒸気関数から求めて、その精度及び連続性を確保した。開発した解析コードの精度を検証するために、二つパラレルチャンネルにおける不安定流動試験解析を実施した。パラレルチャンネルにおける流量振動及び流動安定境界の予測機能を確認した。感度解析も行い、各パラメータの振動周期及び安定境界への影響度を定量的に分析した。今後の実験から得られる最適なドリフト速度相関式及び二相流摩擦損失増倍係数相関式を加えることにより、さらに高精度の予測性能を得ることが期待できる。

The feasibility assessment of steam generator with straight heat transfer tube is being carried out. In this study, the computer code for water-steam flow in SG was developed. The drift-flux model and semi-implicit method were used. The total flow rate and temperature of flow into the inlet plenum, and the pressure of outlet plenum were given as boundary conditions. The flow instability experiments with two parallel channels were simulated. The capability of computer code on predictions of flow oscillation and stable boundary was confirmed. The sensitivity analysis was also carried out to quantify the impact of each parameter on oscillation period and the stable boundary. It can be expected to improve the accuracy of the computer code by using appropriate drift velocity and two-phase frictional multiplier correlations.