Numerical study on modeling of liquid film flow under countercurrent flow limitation in volume of fluid method

対向流制限時の液膜モデルのVOF法への適用

渡辺 太郎*; 高田 孝  ; 山口 彰*

Watanabe, Taro*; Takata, Takashi; Yamaguchi, Akira*

蒸気発生器伝熱管内部における気液対向流制限(CCFL)は、特にPWRにおいてLOCA発生時の炉心冷却に重要な影響を及ぼす。本研究では、VOF法を用いた数値計算においてより低コストでCCFL特性の評価精度を向上させることを目的に、CCFL発生時に見られる液膜流をモデル化しVOF法とのカップリングを行った。開発した手法を用い既存実験を模擬した試験解析を実施し、本手法の適用性を評価すると共に、配管下端において液膜流より滴下した液相が再度気相側にエントレイメントされることによりCCFL特性が大きく変化すること明らかにした。

Countercurrent flow limitation (CCFL) in a heat transfer tube at a steam generator (SG) of pressurized water reactor (PWR) is one of the important issues on the core cooling under a loss of coolant accident(LOCA). In order to improve the prediction accuracy of the CCFL characteristics in numerical simulations using the volume of fluid (VOF) method with less computational cost, a thin liquid film flow in a countercurrent flow is modeled independently and is coupled with the VOF method. Then, we have carried out numerical simulations of a countercurrent flow in a vertical tube so as to investigate the CCFL characteristics and compare them with the previous experimental results. As a result, it has been concluded that the effect of liquid film entrainment by upward gas flux will cause the difference in the experiments.