Prediction of large vapor mass formation under subcooled flow boiling

強制対流下における大気泡形成モデル

小野 綾子 ; 大川 富雄*

Ono, Ayako; Okawa, Tomio*

次世代炉の設計および安全評価へ資するために、料集合体における限界熱流束(DNB)の新たな予測手法を確立することを目指す。DNBの初期トリガーは伝熱面上に形成される大気泡であると考えられるため、その形成に必要な熱流束の予測に焦点を当てる。本研究では、流数値流体力学(CFD)と大気泡形成モデルを統合し、気泡の発生、成長、運動、接合をシミュレートする簡易な数値解析手法を開発した。さらに、大気泡が形成される際の伝熱面上の蒸気量について分析し、その発生時の条件を予測する。

We aim to establish a new prediction method for departure from nucleate boiling (DNB) in fuel assemblies, contributing to the design and safety evaluation of next-generation reactors. Since the formation of a large vapor mass on the heating surface is considered the initial trigger of DNB, we focus on predicting the heat flux required for its formation. To achieve this, we integrate two-phase flow computational fluid dynamics (CFD) with a mechanistic large vapor mass formation model. In this study, we develop a simplified numerical analysis method that simulates bubble generation, growth, motion, and coalescence to predict large vapor mass formation. Additionally, we investigate the vapor volume on the heating surface at the onset of large vapor mass formation and predict their formation conditions.