ナトリウム-水反応現象解析コードSERAPHIMの液滴エントレインメント・輸送モデル妥当性確認

Validation of liquid droplet entrainment and transport model in sodium-water reaction analysis code, SERAPHIM

内堀 昭寛 ; 椎名 祥己*; 栗原 成計 ; 岡野 靖; 齋藤 雅史*; 金子 暁子*; 阿部 豊*

Uchibori, Akihiro; Shiina, Yoshimi*; Kurihara, Akikazu; Okano, Yasushi; Saito, Masafumi*; Kaneko, Akiko*; Abe, Yutaka*

高速炉蒸気発生器の伝熱管破損時ナトリウム-水反応現象を対象とした数値解析コードSERAPHIMの整備及び妥当性確認を進めている。隣接伝熱管で発生する液滴衝突エロージョンの評価に資することを目的に、気体噴流内部への液滴エントレインメント及び輸送に関する解析モデルをこれまでに開発した。本件では、その妥当性確認の一環として、水中空気噴流の液滴エントレインメントに関する可視化実験を対象に解析を実施し、解析結果が実験で得られた知見と整合することを確認した。

In order to establish a safety evaluation method of a steam generator of sodium-cooled fast reactors, a computer program called SERAPHIM has been developed to calculate compressible multicomponent multiphase flow with sodium-water chemical reaction under tube failure accident. In this study, a numerical model for liquid droplet entrainment from an interface of the gaseous jet and its transport was validated through the analysis of experiment on vertical discharging of high-pressure air in a water pool. This model considers the mass, momentum, and energy conservation equations including the correlation of liquid droplet entrainment velocity. The numerical result showed the entrained liquid droplet phase was accelerated by the air jet. The calculated velocity of the liquid droplet falls within the dispersion of the measured data.