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Thermal-hydraulic experiments with sodium chloride aqueous solution

塩水熱伝達試験研究

Jiao, L.; Liu, W.; 永武 拓; 高瀬 和之; 吉田 啓之; 永瀬 文久

Jiao, L.; Liu, W.; Nagatake, Taku; Takase, Kazuyuki; Yoshida, Hiroyuki; Nagase, Fumihisa

原子力機構では、福島第一原子力発電所事故における海水の注入が炉心冷却などに与える影響評価を目的とした熱流動実験を実施している。本報では、損傷前の炉心を簡略模擬した二重管試験体を用い、大気圧下で塩分濃度等をパラメータとした実験を行い、熱伝達及び圧力損失に関する実験結果について報告する。熱伝達に関して、海水及び塩化ナトリウム水溶液は、同じ実験条件下で同様の伝熱能力を有することを確認した。これにより、海水による熱伝達の主な支配因子は海水中の塩化ナトリウムであると考えられる。単相流条件では塩分濃度の増加とともにヒーター表面温度と流体温度の差が大きくなり、二相流条件においてはその傾向が変化する。また圧力損失に関して、塩化ナトリウム水溶液の濃度が増加するに伴い圧力損失も増加することを確認した。

In Fukushima Daiichi nuclear disaster, seawater was injected into the nuclear core, which may change the heat transfer characteristics in the reactor pressure vessels (RPV) due to the different physical properties of seawater and pure water. To remove molten fuel from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants, it is necessary to know the current status of the reactors. Therefore, in this paper, we measured the basic thermal-hydraulic data in an annular tube with a co-axial heater, which includes the heat transfer rate and the pressure drop, using the sodium chloride aqueous solutions and the synthetic seawater as working fluids. The experiments were performed under atmosphere pressure, with the salinity, the fluid mass flux, the inlet temperature and the heat flux used as the parameters. The experimental results and analyses are reported in this paper and the basic influence of the salinity on the heat transfer and the hydraulic characters are proposed.

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