| 研究概要 |
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において,炉心,分割チェムニと気水分離器を模擬した現象の観察が可能な,流路間隙が5mmの並列沸騰流路を有する自然循環実験装置を用い,大気圧下において入口サブクール度の自然循環流動実験を行い,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自然循環沸騰二相流実験装置の出口プレナムを共有する2本の並列沸騰流路のテスト部の流路間隙を2mm,3mm,5mmと変え,さらにライザー部の長さを代えて,自然循環により流路間隙,ライザー長さ,循環水温と系圧力をパラメータとする実験を行い,数値解析コードの検証用データを取得するとともに,ガイセリング,自然循環流量振動と密度波振動の発生機構を解明し,それらの不安定流動の発生限界と流量振動の特性に及ぼす流路間隙,ライザー長さ,系圧力と循環水温の影響を調べた.
(2)昨年度までに開発したサンプリング周波数10kHzまで高めたワーヤー・メッシュ計測装置と,一定気泡径発生装置を用いて,垂直円管流路内の気泡流の流れの発達過程に適用し,超音波パルスのドップラー効果を利用した計測装置と併用して,気液両相の速度分布,ボイド率分布,レイノルズ応力分布,気泡体積分布を計測し,統計処理することにより,気泡流の液相の乱流特性を解明するとともに,気泡流の流れの発達特性を調べた.
(3)昨年度開発した超音波パルサレシーバを用いたパーターンレコグニション手法のソフトウェアーを整備し,高精度画像処理手法を兼用して気液界面の位置を統計的に処理することにより,流動様式を定量的に評価する手法を確立した.
(4)昨年度開発した粒子一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.
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