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Study on Flow Boiling Heat Transfer and Critical Heat flux of Seawater with Deposited Sea Salt

Research Project

Project/Area Number 17K06216
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

Koizumi Yasuo  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 嘱託 (20215156)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 劉 維  九州大学, 工学研究院, 准教授 (70446417)
上澤 伸一郎  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (80737073)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords流動沸騰 / 核沸騰熱伝達 / 限界熱流束 / 海水 / 海水塩 / 析出 / 原子力安全性 / 炉心伝熱流動 / 熱伝達 / 流動沸騰熱伝達 / 塩 / 福島原子力発電所事故 / 熱工学 / 塩析出 / 原子炉
Outline of Final Research Achievements

The flow boiling heat transfer and the critical heat flux were examined for sew water. The deposition of the sea salt of calcium sulfate on the heat transfer surface was initiated as in the pool boiling. When the deposition occurred, the heat transfer surface temperature started to rise up continuously with time under the same heating rate. The heat flux at the initiation of the heat transfer surface temperature rising-up was lower than the critical heat flux for usual water. Heat transfer surface temperature fluctuation was observed in the course of the continuous surface temperature rising-up. It was confirmed that the fluctuation was caused by locally continued abrasion and re-formation of the deposited layer of calcium sulfate on the heat transfer surface.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

火力ボイラの安全性に関し、ボイラ水中の鉱物質のボイラ蒸発管内面に鉱物質析出に関する流動沸騰熱伝達、限界熱流束に関する研究は為されていたが、海水のように塩析出を伴う場合の研究は為されてきていない。2011年東日本大震災津波発生後の福島第一原子力発電所事故時、炉心冷却水供給源を失い、海水が代替冷却水として注水されたが、これまで経験、研究例が無く全く有効性に関し不明な状況であった。本研究結果は、海水による冷却に関する有効性、注意点の基礎情報を提供するものである。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2020 2019

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] 沸騰伝熱面での海水塩析出に対する流動の影響:第2報2020

    • Author(s)
      上澤 伸一郎、劉 維、小野 綾子、小泉 安郎、柴田 光彦、吉田 啓之
    • Organizer
      第57回日本伝熱シンポジウム(国内学会)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 沸騰伝熱面での海水塩析出に対する流動の影響2019

    • Author(s)
      上澤 伸一郎、小野 綾子、小泉 安郎、柴田 光彦、吉田 啓之
    • Organizer
      第56回日本伝熱シンポジウム(国内学会)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩析出を伴う海水流動沸騰熱伝達:析出物の役割2019

    • Author(s)
      小泉 安郎、上澤 伸一郎、小野 綾子、柴田 光彦、吉田 啓之
    • Organizer
      日本機械学会熱工学コンフェレンス2019(国内学会)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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