IFMIF/EVEDAプロジェクトにおける高速流体の流動特性装置による評価

Validation with the flow properties device of the high-speed fluid in the IFMIF/EVEDA project

中庭 浩一; 田中 浩; 伊藤 譲; 若井 栄一  ; 横峯 健彦*

Nakaniwa, Koichi; Tanaka, Hiroshi; Ito, Yuzuru; Wakai, Eiichi; Yokomine, Takehiko*

国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(EVEDA)におけるリチウムターゲット系施設の実証試験の中で、Liターゲットの流路幅が実機の1/2.6スケールを持つEVEDA Li試験ループなどによって流動安定性の評価試験を実施している。本研究では、EVEDA Li試験ループの実証試験で得た知見などを基に、機器の健全性評価を進めていくため、ターゲット部、その下流配管及びその先の(クエンチ)タンク等を模擬、または下流配管の流路を改良した小型水流動実験装置を製作した。高速液体流の可視化による観察を行うとともに、キャビテーションの発生条件を確認するために加速度計を配管等に取付けて、流速、真空度、温度等を変数として流動特性評価を実施している。観測結果では、15m/sまでのターゲット部での流れの安定性を確認するとともに、速度の増加に伴って下流配管部での流れの広がりなどの様子を観察した。また、加速度計による評価では、8m/sでは20kPaから大気圧までの圧力条件では、下流配管部での騒音の値は小さく、またその値はほとんど変化しなかった。一方、12, 15m/sと流速が増加し、真空になると騒音の値が増大することが確認できた。今後、詳細な騒音現象の間欠性などを詳しく調べ、流動安定性の解析や下流配管構造の最適化の検討などを進めていく予定である。

In the validation test of the lithium (Li) target system facility under the International Fusion Materials Irradiation Facility/Engineering Validation and Engineering Design Activities (IFMIF/EVEDA), the evaluation test of the flow stability is performed using the 1/2.6 scale in the flow channel of the width of the Li target in the EVEDA Li Test Loop. In this study, to proceed the integrity assessment of the equipment based on the expertise obtained in the validation test of the EVEDA Li test loop, a small water experiment device which is the simulation of the target part, the downstream pipe and the quench tank arranged downstream thereof, or the modification of the flow channel of the downstream pipe, was fabricated. Along with the observation of the high-speed liquid flow by visualization experiments, to confirm the generation conditions of cavitation, an accelerometer was installed in the pipes, and flow properties evaluation was performed with the flow rate, vacuum and temperature as variables. In the observation results, the flow stability in the target up to the speed of 15m/s was confirmed and the spread of the flow in the downstream pipe with the increase in the velocity, was observed. Also, in the evaluation by an accelerometer, at the speed of 8m/s, under the pressure conditions from 20kPa to the atmospheric pressure, the noise values in the downstream pipes are small and the values hardly changed. On the other hand, the noise values were confirmed to increase as the flow velocity increases to 12m/s, 15m/s and vacuum. From now on, the intermittency of the noise phenomena will be examined in detail, and analysis of the flow stability and the optimization of the downstream pipe structure will be examined.