テストブランケット側壁の冷却水流量配分特性

Characteristics of water flow distribution in TBM side wall

吉河 朗; 谷川 尚; 関 洋治; 廣瀬 貴規; 鶴 大悟; 江里 幸一郎; 横山 堅二; 西 宏; 鈴木 哲; 丹澤 貞光; 本間 隆; 榎枝 幹男

Yoshikawa, Akira; Tanigawa, Hisashi; Seki, Yohji; Hirose, Takanori; Tsuru, Daigo; Ezato, Koichiro; Yokoyama, Kenji; Nishi, Hiroshi; Suzuki, Satoshi; Tanzawa, Sadamitsu; Homma, Takashi; Enoeda, Mikio

固体増殖水冷却方式のテストブランケットモジュール(TBM)における側壁内の冷却流路は、2本の母管の間を複数の枝管で平行に接続する管路網(平行多流路)としているため、各枝管を流れる冷却水には流量の分布が生じると予想される。本研究では、平行多流路における流量分布を予測し、TBMの使用条件において構造材料を使用制限温度以下に保持するために必要となる管路網を設計することを目的とした。1次元熱計算により、必要となる冷却流量を評価した。また、圧力損失計算に基づく簡易評価により、必要な流量が得られるような管路網を設計した。塩化ビニル管を用いた試験体を用いて流量分布を測定し、設計の妥当性を確認した。この設計に基づき、F82H製の実規模試験体を製作し、流量分布と圧力損失とを計測したところ、枝管における流量の低下は最大でも平均流量の12%であり、除熱の観点からは十分に余裕があることを確認した。また、圧力損失についても計算値と実測値でよく一致した。以上の結果から、TBMの側壁における冷却管路網について、除熱の観点から必要となる流量を確保するための設計を確立することができた。

In the side wall of TBM, parallel flow channels are considered. In the cooling channels structure, the flow distribution probably arises from the pressure drop in the channels. The purpose of this study is to clarify the water flow distribution in the side wall and design the cooling channels structure so that structural material of the side wall can be kept under the allowable temperature. The structural material for assumed flow rates and the flow distribution were estimated, and then the cooling channels structure was designed. The design was verified using the mockup made of the vinyl chloride pipe. For the verified design, the mockup made of F82H is manufactured, and the water flow distribution and the pressure drop were measured. It was found that the heat removal capability was sufficient in this design. From these results, the design for the cooling channels structure in the side wall is established so that enough water flow to cool the structural material is kept.