FBR冷却系における流体物性変化を伴う流動現象に関する研究 - 物性変化を伴う流動現象モデル - 先行基礎工学分野に関する平成11年度報告書

岡本 孝司*; 班目 春樹*

JNC TY9400 2000-016, 90 Pages, 2000/06

JNC-TY9400-2000-016.pdf:2.53MB

FBR冷却系に於いて、蒸気発生器内でのナトリウム-水反応が安全上問題となる。この反応では、化学反応による流体の物性変化が流れ場に強く影響するため、非線形性が大きくその挙動の予想は困難である。本研究では、このように物性変化が大きな反応性流れ場の挙動を解明することを目的とし、ナトリウム-水反応を模擬した試験流体の流動特性に関して、実験的検討及び数値解析的検討を平成11,12年度の2ヶ年にわたり実施する。平成11年度研究では、実験的検討として緩やかな化学反応を伴う流れ場の速度,濃度の同時計測技術を開発した。速度場については、既存のPIV(Particle Image Velocimetry)手法を用いる。また濃度分布に関してはpH分布の計測に着目し、発光強度に関しpH依存性の有無を有する2種類の蛍光染料を同時に用いたDELIF(Dual Emission LIF)手法を開発した。開発した計測技術を用い、2種類の蛍光塗料としてQuinineとRhodamine6Gを用いることにより、酢酸水-水,アンモニア水-水,アンモニア水-酢酸水を用いた軸対称噴流場での速度,pH濃度場の同時計測を行った結果、これらの同時計測が可能でありかつ高い精度でpH濃度場の計測が可能となった。また、一連の実験により二液二層流体の混合に於いて、拡散が抑制される傾向が見られることが判明した。本報告書は、先行基礎工学分野に関する東京大学とサイクル機構との共同研究のうち、東京大学で実施したものについてまとめたものである。

浅水プール内に落下する液体ジェットの液滴生成と界面不安定の関係

柾木 直人*; 堀口 直樹; 金子 暁子*; 吉田 啓之

no journal, , 

原子炉での炉心融解事故発生時、核燃料が溶け出しジェット状に冷却プール内に落下し、分裂、微粒化を経て冷却され堆積することが想定されている。溶解した燃料のジェットの冷却は再臨界の防止など副次被害を抑止する上で重要であり、ジェット挙動や液滴の生成過程は冷却効果を評価する上で重要である。また一方で事故発生時にはプール容器の破損や冷却材の蒸発でプール内が浅水化することが想定されるが、浅水プールでの実験は十分にされておらず知見が不足している状態である。また、冷却にかかわるジェット挙動と液滴生成がケルビン・ヘルムホルツ不安定と界面の不安定が大きく寄与していることが示唆されている。本実験では前述した界面の不安定に着目して、ジェット界面の不安定と液滴生成について関係を明らかにするべく、核燃料ジェットが冷却プールに落下する様子を再現し、その様子をLIF法により可視化観察した。