| 研究課題/領域番号 |
12650213
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
小泉 安郎 工学院大学, 工学部, 教授 (20215156)
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| 研究分担者 |
大竹 浩靖 工学院大学, 工学部, 助教授 (40255609)
宮下 徹 工学院大学, 工学部, 講師 (00100371)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 軽水炉シビアアクシデント / アクシデントマネッジメント / デブリ冷却 / 圧力容器内壁冷却 / 狭間隙冷却水侵入 / 二相流動沸騰 / 対向流落水制限(CCFL) / 限界熱流束(CHF) |
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| 研究概要 |
まず、実験装置制作を行った。試験流体にはAK225を使用する予定であったが、報告者達のこれまでの本課題関連研究との連続性確保の観点から、R-113を使用した。テスト部は内径40mm、外径80mm、長さ220mmの銅製厚肉円筒である。このテスト部外側にシースヒータを巻き加熱する。加熱長さは200mmである。銅円筒内側にはガラス管を同心状に入れ、銅円筒内壁とガラス管外壁間に環状のテスト流路を構成する。テスト部は垂直に配置される。環状流路の間隙は0.3、0.5、1.0、2.0、5.0mmの5種類である。ガラス管内側にファイバースコープを挿入し、流動状況をCCDカメラで撮影記録する。また、内筒も金属加熱面とした実験も行った。
実験は、(1)下部密閉系(発生蒸気上方排出)、(2)液下端排出発生蒸気上方排出、の2種の実験を行った。テスト部を約250℃まで昇温し、飽和温度にあるR-113液をテスト部上部プレナムに導きテスト流路へ侵入させる。
主な得られた結果は、(1)間隙5.0mmでは大きな液の浸入が見られ、下部にまず液がたまり、この液面上昇により上方へ向かって壁面クエンチング(急冷)が生じていた。下端解放とした場合には、液侵入があるものの壁面は高温に保たれ、クエンチングは上方から下部へ向かって進行していた。間隙2.0mmの場合も、液の浸入はやや少ないものの、同様なクエンチング過程が見られた。一方、間隙1.0mmではクエンチングは上部から下部へ向かって進行していた。更に間隙の狭い0.5mmでは急冷は見られず、緩慢な冷却が継続した。
(2)内管に発熱の有る場合と無い場合とで、(1)で得られた基本的現象に差異は見られていない。
(3)クエンチングが生じる場合、熱流束と壁面過熱度の関係は、プール沸騰の場合のそれに酷似していた。但し、膜沸騰熱流束、極大熱流束ともに、間隙の減少にともない小さくなっていた。
(4)熱伝導と壁面熱伝達を組み合わせた急冷過程の解析数値計算を行った。
・壁面温度と熱流束の関係が適切に与えられた場合、急冷過程・急冷伝播速度の実験結果を再現できる。
・急冷伝播速度は、Pe数とBi数との関係で第1次近似として整理できることを確認した。
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