Development of measurement method for gas-liquid two-phase flow inside a fuel bundle to obtain code validation data

詳細二相流解析コード検証データ取得のための燃料バンドル内気液二相流測定技術の開発

小野 綾子 ; 岡本 薫*; 牧野 泰*; 細川 茂雄*; 吉田 啓之  

Ono, Ayako; Okamoto, Kaoru*; Makino, Yasushi*; Hosokawa, Shigeo*; Yoshida, Hiroyuki

原子力機構では、先進的な核熱連成解析コードの開発を進めている。連成解析コードでは、界面捕捉法に基づく詳細熱流動解析コード(JUPITER又はTPFIT)を採用し、燃料バンドル内の熱流動解析を行う。JUPITER/TPFITの妥当性確認のためには、燃料バンドル内の二相流に関する実験データや知見が必要である。本研究では、レーザードップラー流速計とフォトダイオードを組合せた気泡流計測手法を開発し、計測の妥当性については導電プローブを用いた計測により確認した。そして、模擬燃料集合体サブチャンネルなどの狭隘流路における気泡流計測に適用し、燃料バンドル内の気泡挙動および流速データを取得した。

JAEA has been developing an advanced neutronic/thermal-hydraulics coupling simulation system. In the coupling simulation system, the detailed thermal-hydraulics codes based on an interface-capturing method (JUPITER or TPFIT) will be adopted to simulate thermal-hydraulics behavior in a fuel bundle. The experimental data and findings relating to the gas-liquid two-phase flow in a fuel bundle are especially required to validate JUPITER/TPFIT. In this study, we therefore develop a measurement method by combining Laser-Doppler Velocimetry (LDV) and photodiodes, which can access to a small flow channel such as a subchannel of a fuel bundle. The developed measurement method is validated by comparison with the measument by a electrical conductance probe. Finally, we obtain experimental data on local flow structures and interactions between gas and liquid phases. The developed measurement method is actually applied to an air-water dispersed bubbly flow to confirm its capability.