Development of sodium-water coupled thermal-hydraulics simulation code for sodium-heated straight tube steam generator of fast reactors

ナトリウム冷却高速炉直管型蒸気発生器ナトリウム側-水側連成解析コードの開発

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熱流動設計や安全性評価への適用を目的として、ナトリウム側-水側連成解析コードTSGの開発を進めている。CFDコードによるポーラスモデルを用いて伝熱管群における3次元熱流動解析を行うナトリウム側解析モジュールを整備し、マルチチャンネルモデルで伝熱管内二相流解析を行う水側解析モジュールを開発した。各モデルの再現性及び連成解析機能についての総合機能確認の一環として、実機SGと同じナトリウム加熱による2重管SG小型モデル試験を対象に検証解析を行った。複数の静特性試験ケースを対象に、試験で計測されたナトリウム側温度分布及び水側出口蒸気温度についてナトリウム側-水側連成解析による解析結果と比較した結果の妥当性を確認した。

A sodium-water coupled thermal-hydraulics simulation code TSG has been developed for numerical estimation of three-dimensional thermal-hydraulic phenomena in the straight-tube steam generator. The water analysis module was developed by using the parallel channel model of heat transfer tubes, and the sodium analysis module was developed by using porous body approach. As the first step of validation, simulation results by TSG were compared with the measured data of 1MWt SG experiments under steady state conditions. Through the numerical simulation, the coupled simulation method used in TSG was validated and applicability of TSG to simulate thermal-hydraulics of the straight tube SG in the steady state was confirmed.