Experimental study on the critical heat flux (CHF) in a rectangular channel with micro ribs for a solid target and proton beam window design

固体ターゲット及び陽子ビーム窓設計のための微小突起付矩形流路における限界熱流束(CHF)に関する実験的研究

神永 雅紀  ; 木下 秀孝   ; 羽賀 勝洋  ; 日野 竜太郎; 数土 幸夫

Kaminaga, Masanori; Kinoshita, Hidetaka; Haga, Katsuhiro; Hino, Ryutaro; Sudo, Yukio

原研では生命・物質科学等の先端分野の研究に中性子を利用するために最高出力5MWの大強度陽子加速器を用いた核破砕中性子源の開発を進めている。核破砕ターゲットは、水銀ターゲットをメインに固体ターゲットを出力2.5MWまでのバックアップとしている。固体ターゲットで発生した熱は、重金属製のターゲット板間の並列矩形流路群に重水を流して冷却する。固体ターゲット設計では、安定した流量配分と冷却材保有量を最小とするため、微小突起を用いた熱伝達促進手法を採用している。熱水力設計においては、設計の限界を把握するために限界熱流束(CHF)データが必要であるが、本設計で採用した特殊な流路形状に対してはデータがないのが現状である。このため微小矩形突起付き矩形流路を用いたCHF実験を実施し、既存の突起無し流路におけるCHF相関式と比較検討した。その結果、板状燃料使用する研究炉の設計用に開発されたCHF相関式が適用できる見通しを得た。

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