核・熱カップリングを考慮した気液二相流の不安定現象に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680528
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 饒 燕飛 九州大学, 工学部, 助教授 (10243891)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福田 研二 九州大学, 工学部, 教授 (90117234)
• Keywords: 沸騰水型原子炉(BWR) / 核・熱カップリング / 気液二相流 / 流動安定性 / 線型解析 / 実験シミュレーター / ボイド反応度 / 領域不安定

Research Abstract

本研究は、沸騰水型原子炉(BWR)における核・熱カップリング条件下の気液二相流の流動不安定現象を対象とし、周波数領域法を用いて解析するとともに、その解析結果を実験により検証できるように、チャンネル内のボイド率の変化を測定しその変化に応じて加熱部の加熱量を計算機で制御できるような実験装置(実験シミュレーター)を作成して実験し、広範囲のパラメーターにおけるデーターを得ることにより、その不安定現象におけるメカニズムを解明しようとするものである。平成8年度では、以下の結果が得られた。
1、もっとも基本的な単チャンネル内における気液二相流の核・熱カップリング不安定現象について、実験シミュレーターを用いて実験を行った。また、これまで開発された単チャンネルを対象とした線形安定性解析コードを実験結果と直接比較できるようにコードを改良して解析を行った。実験と解析結果がよく一致したので、本実験シミュレーターの実用性が確認された。また、実験においても、熱・水力フィードバックループは関与せず熱・中性子束フィードバックループのみによる不安定と思われる不安定現象が観察された。
2、BWRにおける領域不安定を研究するために必要な、核・熱カップリングを考慮した多チャンネル線形安定性解析モデルを提案した。チャンネル間の相互作用は、主に中性子の拡散によるものと仮定し、チャンネル内のボイド反応度が他チャンネルのボイド率に影響される係数を導入することにより、領域不安定に対する核・熱カップリングの影響を調べた。
今後は、多チャンネルにおける中性子動力方程式に基づき、多チャンネルモデルを改良して解析を行い、また、実験シミューレーターを改造して多チャンネルにおける実験を行い、領域不安定の発生機構を調べる予定である。

Research Products

• [Publications] Uehiro,M.他二名: "Linear stability Analysis on Instabilities of In-Phase and Out-of-phase Modes in Boiling Water Reactors" J.Nucl.Sci.& Tech.33(8). 628-635 (1996)
• [Publications] Rao,Y.F.他二名: "Experimental study of Coupled Thermal and Neutronic Instabilities of Two-Phase Flows in a Boiling Channel" Pro.ASME Int.Mech.Eng.Congress. HTD-333. 373-379 (1996)