界面追跡法に基づく詳細二相流解析手法のための簡易沸騰モデルの開発

Development of the simplified boiling model applied for the large scale simulation by the detailed two-phase flow analysis based on the surface tracking

小野 綾子 ; 山下 晋   ; 坂下 弘人*; 鈴木 貴行*; 吉田 啓之  

Ono, Ayako; Yamashita, Susumu; Sakashita, Hiroto*; Suzuki, Takayuki*; Yoshida, Hiroyuki

原子力機構では、原子炉心部の二相流挙動に対して界面追跡法に基づく機構論的熱流動解析手法であるJUPITERやTPFITを適用する試みを行っている。より詳細な炉内熱流動を把握する計算手法を得ることで、安全評価の適正化や新型燃料の最適設計に資するため、開発が望まれている。しかしながら、界面追跡を用いた解析手法において、伝熱面から沸騰させるためには極めて微小な解析格子を設定する必要があり、原子炉燃料集合体などの大規模な計算体系への適用は不可能であることが大きな課題であった。そこで本研究では、大規模計算体系に対して計算コストを削減した、新しい簡易的な沸騰モデルを開発して、強制流動沸騰について熱流束および流速を変えた再現解析を実施した結果について報告する。

JAEA is implementing a simulation of a two-phase flow in the reactor core by TPFIT and JUPITER which are developed by JAEA based on the surface tracking method. However, it is impossible to simulate a boiling on the heating surface in the large-scale domain by this type of simulation method since the simulation of boiling based on the surface tracking method needs the fine mesh which sufficiently resolves the initiation of boiling. Therefore, JAEA started to develop the simplified boiling model applied for the two-phase flow in the fuel assemblies. In this study, the simulation results of the convection boiling on a vertical heating surface and the comparison between the simulation results and experimental results are shown.