Visualized measurement of extremely high-speed droplets in Venturi scrubber

ベンチュリスクラバにおける超高速液滴の可視化計測

堀口 直樹   ; 吉田 啓之  ; 阿部 豊*

Horiguchi, Naoki; Yoshida, Hiroyuki; Abe, Yutaka*

ベンチュリスクラバは微小なエアロゾル粒子を除去するものであり、原子力発電所におけるフィルタ付ベントシステムの構成機器として導入されている。核分裂生成物を含むエアロゾル粒子は、ベンチュリスクラバ内に形成される液滴との衝突により除去されると考えられるが、運用時に想定され得る超高流速条件での液滴データが不足している。本研究は、超高流速条件でのベンチュリスクラバ内の液滴径データの取得とそれによる液滴径評価式の適用性確認を目的とした。まず、超高速微小液滴を観察するため、高解像度高撮影速度の光学系を開発した。続いて水-空気系の模擬試験により可視化計測し、液滴径分布とザウター平均径(SMD)を取得した。既存評価式による予測値と実験値を比較し、気相流速82-250m/sの範囲において抜山-棚沢の式がSMDを良い精度で予測できることを明らかにした。

Venturi scrubber (VS) has been installed in NPPs as one of the components of filtered venting systems. It can eliminate fine aerosol particles including fission products from polluted gas. Under extremely high-velocity conditions during severe accident, the data related to the droplet in the VS, which affects decontamination performance, is insufficient. This objective is to obtain the diameter of the extremely high-speed droplets and clarify an applicability of the existing correlations for the diameter. To visualize the extremely high-velocity droplet, an optical system with high frame rate and high resolution was developed. Visualization experiment using the VS under air-water condition was conducted, and droplet diameter distributions and Sauter mean diameter (SMD) were obtained. By comparing experimental data with values evaluated by existing correlations, it was clarified that the Nukiyama-Tanasawa equation can evaluate the SMD with good accuracy in the gas velocity range 82-250 m/s.