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低減速自然循環沸騰水型炉の起動時の熱流動特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14380234
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関東京工業大学

研究代表者

有冨 正憲  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (60101002)

研究分担者 木倉 宏成  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (00302985)
児玉 英一郎  ビジュアルテクノロジー(株), 主任研究員
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2003年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2002年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
キーワード低減速自然循環沸騰水型炉 / ガイセリング / 密度波振動 / 超音波パルスのドップラ効果 / ワイヤーメッシュトモグラフ / SBWR / 粒子-流体モデル / 沸騰二相流 / 低減速自然循環沸騰水型
研究概要

低減速自然循環沸騰水型炉の起動時における熱流動特性に関する研究において,低減速自然循環沸騰水型炉炉心近傍基本流れを模擬した,自然循環型並列沸騰流路を用いて,起動時における熱流動不安定性について実験的,解析的に調べ,以下のことを明らかにした.
(1)昨年度までの研究に用いた低減速自然循環沸騰水型炉炉心近傍流動を模擬した並列沸騰流路を用いて,フラッシング現象,稠密炉心の低圧力下におけるガイセリングを中心とする蒸気泡変動による圧力変動に起因した不安定流動に与える影響について,非加熱ライザー部長,流路間隙,系圧力をパラメータとし,広範囲における流動条件下で実験を行うことにより調べた.
(2)詳細な気泡流の流動構造解明には,均一な気泡発生が不可欠であり,本研究で開発した気泡発生装置により広範囲の気泡径が発生可能であることを確認した.また,本手法では流量条件に因らずに任意の気泡径を発生させることが可能であり,流れ方向における発達過程の計測によって,小気泡では合体が少なく,一方,大気泡では合体による影響が確認された.それらの流動構造を解明するためにUDM,DIP,WMTを用いた複合計測の必要性が示された.
(3)超音波パルスを送受信する計測システム構成および取得したエコー信号をプログラミング処理するソフトウエアを開発し,気液二相流の流動様式である気泡流からスラグ流,そして環状流の流動判別に適用した.
(4)昨年度開発した粒子-流体モデルに基づく気泡流の多次元流動解析コードを,垂直矩形流路内および垂直円管流路内の気泡流の発達過程を計測した実験結果に適用して解析を行い,気泡流の流れの発達特性を支配する物理現象を調べた.
(5)以上の研究成果に基づき,低減速自然循環沸騰水型炉の安定かつ合理的な起動手順を提案するとともに,チェムニの分割の必要性について提案した.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (16件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Multi Parameters Effect on Thermohydraulic Instability in Natural Circulation Boiling Water Reactor during Startup2004

    • 著者名/発表者名
      M.H.Subki, M.Aritomi, N.Watanabe, M.K.Chung, H.Kikura
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series B Vol.47, No.2

      ページ: 277-286

    • NAID

      110004826613

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study of Non-symmetric Air Water Flow using Wire Mesh Sensor2004

    • 著者名/発表者名
      W.Wangjiraniran, M.Aritomi, H.Kikura, Y.Motegi, H.-M.Prasser
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science Vol.29, Issue 3

      ページ: 315-322

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On the Accuracy of Wire Mesh Tomography for Gas Liquid Flow Measurement2004

    • 著者名/発表者名
      W.Wangjiraniran, M.Justus, H.Kikura, M.Aritomi, T.Yamauchi
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd International Symposium on Two-Phase Flow Modeling and Experimentation, Pisa, Italy No.jp28(CD-ROM)

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study of Non-symmetric Air Water Flow using Wire Mesh Sensor2004

    • 著者名/発表者名
      W.Wangjiraniran, M.Aritomi, H.Kikura, Y.Motegi, H.-M.Prasser
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science, Vol.29, Issue 3

      ページ: 315-322

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On the Accuracy of Wire Mesh Tomography for Gas Liquid Flow Measurement2004

    • 著者名/発表者名
      Weerin WANGJIRANIRAN, Matius JUSTUS, Hiroshige KIKURA, Masanori ARITOMI, Toyoaki YAMAUCHI
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd International Symposium on Two-Phase Flow Modeling and Experimentation, Pisa, Italy (CD-ROM)Paper No.jp28

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi Parameters Effect on Thermohydraulic Instability In Natural Circulation Boiling Water Reactor during Startup2004

    • 著者名/発表者名
      M.H.Subki, M.Aritomi, N.Watanabe, M.K.Chung, H.Kikura
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series B Vol.47, No.2

      ページ: 277-286

    • NAID

      110004826613

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Hydraulic Instability Characteristic In Natural Circulation Parallel Boiling Channels Upflow System Under Low Pressure2004

    • 著者名/発表者名
      N.Watanabe, M.H.Subki, H.Kikura, M.Aritomi
    • 雑誌名

      12th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE12), Arlington, USA CD-ROM, ICO NE12-49219

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Bubbly Flow Measurement for Each Bubble Size using Ultrasonic Doppler Method and Wire Mesh Tomography2004

    • 著者名/発表者名
      H.Murakawa, M.Shigefuzi, H.Kikura, M.Aritomi
    • 雑誌名

      Proceedings of 5th International Conference on Multiphase Flow, ICMF'04 Yokohama, Japan CD-ROM, No.407

      ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] On the Accuracy of Wire Mesh Tomography for Gas Liquid Flow Measurement2004

    • 著者名/発表者名
      W.Wangjiraniran, M.Justus, H.Kikura, M.Aritomi, T.Yamauchi
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd International Symposium on Two-Phase Flow Modeling and Experimentation, Pisa, Italy CD-ROM, No.jp28

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 低減速自然循環沸騰水型炉における起動時の流動安定性に関する基礎研究2004

    • 著者名/発表者名
      渡邉紀志, モハマドースブキ, 木倉宏成, 有冨正憲
    • 雑誌名

      第9回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集,東京

      ページ: 557-558

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport Mechanism of Thermohydraulic Instabilities in Natural Circulation Boiling Water Reactor during Startup2003

    • 著者名/発表者名
      M.H.Subki, M.Aritomi, N.Watanabe, H.Kikura, T.Iwamura
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 40・11

      ページ: 918-931

    • NAID

      10012470170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intrusive Effect of Wire Mesh Tomography On Gas-liquid Flow Measurement2003

    • 著者名/発表者名
      W.Wangjiraniran, Y.Motegi, S.Richter, H.Kikura, M.Aritomi, K.Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 40・11

      ページ: 932-940

    • NAID

      10012470188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of Liquid Turbulent Structure in Bubbly Flow at Low Void Fraction using Ultrasonic Doppler Method2003

    • 著者名/発表者名
      H.Murakawa, H.Kikura, M.Aritomi
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 40・11

      ページ: 644-650

    • NAID

      10011377400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transport Mechanism of Thermohydraulic Instabilities in Natural Circulation Boiling Water Reactor during Startup2003

    • 著者名/発表者名
      M.H.Subki, M.Aritomi, N.Watanabe, H.Kikura, T.Iwamura
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 40-11

      ページ: 918-931

    • NAID

      10012470170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intrusive Effect of Wire Mesh Tomography On Gas-liquid Flow Measurement2003

    • 著者名/発表者名
      W.Wangjiraniran, Y.Motegi, S.Richter, H.Kikura, M.Aritomi, K.Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 40-11

      ページ: 932-940

    • NAID

      10012470188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of Liquid Turbulent Structure in Bubbly Flow at Low Void Fraction using Ultrasonic Doppler Method2003

    • 著者名/発表者名
      H.Murakawa, H.Kikura, M.Aritomi
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 40-11

      ページ: 644-650

    • NAID

      10011377400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.H.Subki, M.Aritomi, N.Watanabe, H.Kikura, T.Iwamura: "Transport Mechanism of Thermohydraulic Instabilities in Natural Circulation Boiling Water Reactor during Startup"Journal of Nuclear Science and Technology. 40・11. 918-931 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] W.Wangjiraniran, Y.Motegi, S.Richter, H.Kikura, M.Aritomi, K.Yamamoto: "Intrusive Effect of Wire Mesh Tomography On Gas-liquid Flow Measurement"Journal of Nuclear Science and Technology. 40・11. 932-940 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Murakawa, H.Kikura, M.Aritomi: "Measurement of Liquid Turbulent Structure in Bubbly Flow at Low Void Fraction using Ultrasonic Doppler Method"Journal of Nuclear Science and Technology. 40・11. 644-650 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] W.Wangjiraniran, Y.Motegi, H.Kikura, M.Aritomi, S.Richter, K.Yamamoto: "A Study of Bubbly Flow Characteristics in a Vertical Tube Using Wire Mesh Tomography"11th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-11), Tokyo, Japan. (CD-ROM). 36616 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.H.Subki, M.Aritomi, N.Watanabe, H.Kikura, M.Chung: "Transport Process of Thermohydraulic Instabilities in Natural Circulation Boiling Water Reactor during Startup"14th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-14), Bali-Indonesia. (CD-ROM). ISTP14551-556-SubkiMH (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Watanabe, M.H.Subki, H.Kikura, M.Aritomi, M.Chung: "Effect of Channel Gap on Thermo-Hydraulic Instability in Parallel Boiling Natural Circulation Loop"The 10th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-10), Seoul, Korea. (CD-ROM). A00508 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takemoto, T., Matsuzaki, M, Kikura, H., Aritomi, M., Bunyajitradulya, A.: "Experimental Study for the Characteristics of Steam Bubbles in a Subcooled Boiling Flow"10th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE10), Arlington, USA. (CD-ROM), 30-4. 1-7 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Wangjiraniran, W., Motegi, Y., Richter, S., Kikura, H., Aritomi, M., Yamamoto, K.: "Study on the Influence of Sampling Frequency of a Wire Mesh Tomography on Measured Characteristics of Gas-liquid Flow"10th International Symposium on Flow Visualization, Kyoto, Japan. (CD-ROM), F0091. 1-9 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Murakawa, H., Kikura, H., Aritomi, M.: "Measurement of Reynolds Stress in Bubbly Flow using Ultrasonic Doppler Method"3rd International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, Lausanne, Switzerland. 97-102 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Motegi, Y., Wangjiraniran, W., Richter, S., Kikura, H., Aritomi, M., Yamamoto, K: "Study on Bubbly Flow in Vertical Channel using Wire Mesh Tomograph"3rd Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety, Gyeongju, Korea. 244-248 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe, N., Subki, M.H., Kikura, H., Aritomi, M.: "Experimental Study on Thermo-Hydraulics Instability on Natural Circulation BWR Concept"3rd Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety, Gyeongju, Korea. 445-450 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Wangjiraniran, W., Motegi, Y., Richter, S., Kikura, H., Aritomi, M.: "Intrusive Effect of Sensor on Gas Liquid flow Measurement by Wire Mesh Tomography"5th Workshop on Measurement Techniques for Steady and Transient Multiphase Flows, Rossendorf, Germany. 1-8 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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