高速炉蒸気発生器ナトリウム側-水側連成解析モデルの開発; 伝熱管プラグ条件を対象とした機能整備

Development of a coupled sodium side and water side simulation model for FBR steam generator; Development of models for heat transfer tube plugging conditions

吉川 龍志  ; 田中 正暁  ; 大島 宏之; 今井 康友*

Yoshikawa, Ryuji; Tanaka, Masaaki; Ohshima, Hiroyuki; Imai, Yasutomo*

高速炉直管型蒸気発生器の設計成立性評価においては、伝熱性能や構造健全性に影響を及ぼす蒸気発生器内の3次元温度分布及び速度分布の評価が重要となる。特に、伝熱管プラグ時には、伝熱管相互の温度偏差による伝熱管の座屈が懸念されるため、その空間温度分布について高精度で把握する必要がある。このため蒸気発生器ナトリウム側多次元解析と水側二相流解析を組み合わせた連成解析コード(TSG)の構築を進めている。本研究では、実機評価への適用に向け、具体的な評価課題として複数本伝熱管プラグ条件を対象とした解析モデルを整備した。伝熱管プラグ時の温度分布解析により物理的に妥当な結果が得られ、プラグ伝熱管周辺部の温度上昇を定量的に評価できることを確認した。

In this study, numerical simulation code for the straight-tube type steam generator of the sodium-cooled fast reactor has been developed. Since accurate evaluation of three dimensional distributions of temperature and velocity is required to estimate the structural integrity of the water-steam tubes in the steam generator, a simulation code TSG coupled with the multi-channels water-steam system analysis module and multi-dimensional sodium thermal-hydraulics analysis module has been constructed. At this moment, the numerical models for the multiple plugged tubes conditions were developed. Through the numerical simulations with plugged tubes condition at tentative boundary conditions, characteristics of the temperature distributions were evaluated and the capability of the numerical models was confirmed.