Development of flow-induced vibration evaluation methodology for large-diameter piping with elbow in Japan sodium-cooled fast reactor

JSFRにおける大口径エルボ配管のための流力振動評価手法の開発

山野 秀将   ; 田中 正暁  ; 木村 暢之; 大島 宏之; 上出 英樹 ; 渡辺 収*

Yamano, Hidemasa; Tanaka, Masaaki; Kimura, Nobuyuki; Ohshima, Hiroyuki; Kamide, Hideki; Watanabe, Osamu*

本論文では、JSFRの1次系配管の流力振動評価手法開発の現状について述べる。特に、その開発のアプローチ並びにショートエルボ配管内の非定常流動特性を調べる研究が記述される。実験研究については、ホットレグ配管の1/3縮尺と1/10縮尺の単一エルボ試験体及びコールドレグ配管の1/4縮尺と1/7縮尺の3段エルボ試験体を用いて実施された。1/3縮尺試験体を用いた最近の実験では、ホットレグ配管入口部での旋回流は配管の圧力変動にほとんど影響を与えないことを示した。解析研究では、U-RANSとLESで進めている。本論文では、U-RANSがホットレグ配管実験へ適用できることを示した。

This paper describes the current status of flow-induced vibration evaluation methodology development for the primary piping in JSFR, in particular emphasizing on the development approach and research activities that investigate unsteady hydraulic characteristics in a short-elbow piping. Experimental efforts have been made using 1/3-scale and 1/10-sca1e single elbow test sections for the hot-leg piping and 1/4-scale and 1/7-scale triple-elbow test sections for the cold-leg piping. Recent experiments using the 1/3-scale test section revealed that a swirl flow at the inlet of the hot-leg piping hardly influenced the pressure fluctuations onto the pipe. Simulation activities include Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokes equation (U-RANS) and Large Eddy Simulation (LES) approaches. Numerical results using the U-RANS approach appear in this paper, indicating its applicability to the hot-leg piping experiments.