Primary-side two-phase flow and heat transfer characteristics of a horizontal-tube PCCS condenser

水平PCCS用伝熱管内二相流及び伝熱特性

近藤 昌也; 中村 秀夫  ; 久木田 豊*; 栗田 智久*; 新井 健司*; 岡崎 利彦*; 井上 龍介*

Kondo, Masaya; Nakamura, Hideo; Kukita, Yutaka*; Kurita, Tomohisa*; Arai, Kenji*; Okazaki, Toshihiko*; Inoue, Ryosuke*

静的格納容器冷却系(PCCS)用横型熱交換器の性能確認試験を単一水平伝熱管を用いて実施し、伝熱管1次側の熱水力特性を評価した。PCCSは、次世代型BWRにおいて格納容器スプレー不作動時の格納容器過圧破損を1日以上防止することを目的とする安全機器である。この目的を達成するためには、非凝縮性ガス分圧1%、圧力0.7MPaの設計条件において50MW以上の除熱可能な性能を有するPCCS用の熱交換器が必要である。日本原子力研究開発機構はPCCS用の熱交換器に横型熱交換器を提案しており、その性能評価の一環として単一水平伝熱管を用いて熱交換器伝熱管1次側の熱水力評価のための試験を実施した。試験の結果、設計条件において完全に要求条件が満たされることを確認するとともに、伝熱管1次側及び2次側の温度測定値より凝縮水の周方向分布を評価し、その分布が熱伝達及び熱流束の分布に影響を及ぼすことを示した。また、温度測定値が示唆した凝縮水の周方向分布が伝熱管1次側の流動の観察結果と一致することを確認した。観察された伝熱管1次側の流動様式は、既存の予測モデル(Mandhane線図及びWeismanの予測式)とおおむね一致したが、液スラグの発生など既存の予測モデルによって生じないとされた現象も観察されたため、その発生と消滅に関して考察した。さらに、除熱性能を維持するために重要な流動安定性についても考察した。

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