2002 Fiscal Year Annual Research Report
沸騰流中の障害物による液膜のドライアウトとバーンアウト発生機構の熱流動工学的研究
Project/Area Number |
02J09203
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
森 昌司 九州大学, 大学院・工学研究院, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 混相流 / ドライアウト / バーンアウト / 流動障害物 |
Research Abstract |
沸騰水型原子炉の熱工学的な設計上の制約は燃料棒支持用スペーサ近傍での熱除去に因ることが,実規模実験より確認されている.しかしスペーサ近傍の冷却材(水)の挙動と加熱管がバーンアウトへ至る機構は明確ではない.このような現状を踏まえ,本年度はスペーサ近傍における液膜の消失およびバーンアウトへ至る機構を実験的に明らかにすることを目的とした. 本年度,得られた主な知見は以下の通りである. 1.スペーサ近傍で発生するバーンアウトに関して主に流動様相に着目し検討を行った.その結果,バーンアウト発生のトリガとなるドライアウト発生は,じょう乱波間隔が大きくなった場合にじょう乱波間の基底液膜部の蒸発により発生すること,スペーサ下流側では,じょう乱波の到達とともに液膜が再付着しやすく,バーンアウトは全く発生しないことなどが明らかになった.特にドライアウト発生にはじょう乱波が支配的役割を果たすことなどが明らかになった. 2.上記で得られた知見に基づいて,スペーサ設置部を通過するじょう乱波により変動するスペーサ部の差圧を測定し,その差圧変動からじょう乱波通過間隔を詳細に測定し統計的に処理することでドライアウトおよびバーンアウト発生確率について興味深い結果を得た.つまりスペーサ上流側は,一旦ドライアウトすると液膜が再付着しにくいため,バーンアウトが発生しやすく,その反対にスペーサ内部ではドライアウトしてもじょう乱波の通過により液膜が付着しやすいため,バーンアウトの発生確率は低い,また,時々刻々のドライアウト発生を説明するには,二相流固有の非定常性を考慮する必要があること,およびバーンアウト発生において,スペーサがその下流に与える影響が非常に大きいことなどが明らかになった. 来年度は,以上で得られた知見に基づき,スペーサが下流に与える影響の解明およびバーンアウト発生モデルを立証するための数値解析を行う予定である.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Fukano T.: "Relation between Temperature Fluctuation of a Heating Surface and Generation of Drypatch Caused by a spacer in a Vertical Boiling Two-phase flow in a narrow annular channel"Nuclear Engineering and Design. 217・1-2. 81-90 (2002)
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[Publications] Fukano T.: "Fluctuation Characteristics of Heating Surface Temperature Near an Obstacle in Transient Boiling Two-Phase Flow in a Vertical Annular Channel"Nuclear Engineering and Design. 219・1. 47-60 (2002)
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[Publications] 森 昌司: "鉛直な環状流路内沸騰二相流中の流動障害物近傍におけるじょう乱波による差圧変動特性とバーンアウト"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.1. 181-182 (2002)
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[Publications] Fukano T.: "Fluctuation Characteristics of Heating Surface Temperature Near an Obstacle in Transient Boiling Two-Phase Flow in a Vertical Annular"Proceeding of 7th Workshop on Transport Phenomena in Two-Phase Flow. 1-14 (2002)