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永武 拓; Liu, W.; 上澤 伸一郎; 小泉 安郎; 柴田 光彦; 吉田 啓之; 根本 義之; 加治 芳行
混相流シンポジウム2016講演論文集(USB Flash Drive), 2 Pages, 2016/08
福島第一原子力発電所事故においては、電源の喪失による使用済み燃料プール(SFP)の冷却系の停止により、水位の低下に伴う燃料の破損が懸念された。これを受け、冷却手段を失った際の対策として、可搬式スプレイによる冷却手段の確保が、その妥当性の評価等を含めて求められている。可搬式スプレイによるSFP中の燃料の冷却はこれまで十分には検討されていないため、冷却の妥当性の確認、運用方法の最適化等のための冷却性能の評価が必要となる。本研究では、冷却性能評価手法開発の一環として、燃料集合体の上部及び内部におけるスプレイ水の挙動に着目し、解析コード開発の実施及び現象把握や検証データ取得のための実験を計画している。本報告では、コード開発及び実験において重要な評価項目として考えられている、スプレイ水の燃料集合体内への侵入を阻害する気液対向流制限(CCFL)条件の評価及び可視化方法の確認を目的とした予備試験の結果について述べる。
近藤 浩夫*; 金村 卓治*; 古川 智弘; 平川 康; 若井 栄一; 落合 謙太郎*
no journal, ,
核融合用強力中性子源IFMIFのビームターゲットとして、高真空中(1E-3 Pa)を高速(15m/s)で流れる液体金属Liの壁面噴流が検討されている。IFMIFの工学規模の実証試験においてLiターゲット下流配管でキャビテーションに似た騒音が発生することが認められた。AEセンサーによる音響計測を行い、CWTによる時間-周波数分析を行った。その結果、次の結論を得た。(1)圧力の減少に伴い、騒音の発生が認められた。発生した音は初め小さく間欠的であったが、圧力の減少とともに強くなりほぼ連続的に発生するようになった。(2)発生した音は400kHzまでの高い周波数成分を有し、非常に短い時間(0.2ms)の間に発生した。発生した騒音はLiターゲット下流配管におけるキャビテーションと判断した。IFMIF実機においては当該配管でのキャビテーション発生は許容できず、今後のこれを回避する方策の検討が必要である。
上澤 伸一郎; Liu, W.; Jiao, L.; 永武 拓; 高瀬 和之*; 小泉 安郎; 柴田 光彦; 吉田 啓之; 高瀬 和之
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所事故において、炉心の冷却のために海水が注入された。炉心が海水に晒されたことはこれまで経験がなく、海水注入による冷却材の物性値の変化や海水塩の析出が炉心の冷却能力へ与えた影響についての理解が求められる。また、現在の炉内状況把握のため、海水の伝熱流動評価モデルの作成が必要不可欠である。本発表では、燃料棒と同サイズの内管加熱管を持つ垂直二重管流路による試験を行い、加熱管壁面の温度を計測することで、沸騰条件における海水の伝熱特性について純水やNaCl溶液との比較検証を行った。その結果、低熱流束においては、人工海水の沸騰曲線は純水やNaCl溶液と同等であり、既存の伝熱評価式と概ね一致した。それに対して、高熱流束においては、海水塩濃度20wt%の高濃度の人工海水のみ、純水やNaCl溶液に比べて壁面過熱度が20
C程度増加した。この原因を明らかにするため、海水塩濃度20wt%の人工海水での実験終了後の伝熱面表面を調べたところ、海水塩のひとつである硫酸カルシウムが伝熱面上を覆うように析出していることを確認した。このように、高濃度の海水では、熱伝導率が低い硫酸カルシウムが伝熱面表面に析出することで、除熱性能が低下し、壁面過熱度が増加する。さらに、その析出層が流動に与える影響を明らかにするため、析出が見られた高濃度の人工海水での摩擦損失を求めた。その結果、析出が見られなかったNaCl溶液での摩擦損失と同等であり、本実験条件においては、析出層による流動阻害は確認されなかった。