Experimental study of two-phase flow in a four-by-four unheated rod bundle for validation of thermal-hydraulics simulation codes

熱流動解析コードの妥当性確認のための44燃料集合体内二相流挙動の実験研究

Muhammad, I.; 永武 拓 ; 上澤 伸一郎  ; 小野 綾子 

Muhammad, I.; Nagatake, Taku; Uesawa, Shinichiro; Ono, Ayako

本研究は、二相流実験のデータを用いてACE-3Dを検証することを目的としている。この目的のため、44の非加熱模擬燃料集合体を用いて水および蒸気による二相流実験を実施した。実験では、高温高圧条件下でワイヤメッシュセンサを用いて時間平均ボイド率分布を測定した。実験結果を分析し、燃料集合体内の二相流挙動特性をよりよく理解するためにボイド率分布等のデータを可視化した。実験データは、高圧領域を含む幅広い実験条件を包含しており、熱水力学コードの検証に使用できるように整備された。最後に、ACE-3Dコードを用いて二相流実験の条件で解析を実施した。そして、計算結果を実験結果と比較し、今後のシミュレーションにおいてACE-3Dを改善するための問題点を明らかにした。

This research aims to validate ACE-3D using data from a two-phase flow experiment. For this purpose, a two-phase flow experiment was conducted in a four-by-four unheated fuel assembly. In the experiment, the time-averaged void fraction distribution was measured using a wire mesh sensor system under high temperatures and high-pressure conditions. The experimental results were analyzed, and the data were visualized to understand better the behavior and characteristics of the two-phase flow in the fuel assembly. A two-phase flow data set is being developed, covering a wide range of experimental conditions, including higher-pressure regions, which can be used for validating thermal-hydraulic codes. Finally, the ACE-3D code was applied to the two-phase flow experiment. The calculation results were then compared to the experimental ones, and the issues were identified for improving ACE-3D in future simulations.