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高田 昌二
Nuclear Engineering and Design, 233(1-3), p.185 - 195, 2004/10
被引用回数：6 パーセンタイル：40.72(Nuclear Science & Technology)MHTGRの崩壊熱除去用水冷形冷却パネルシステムの高温のガスやスタンドパイプによる構造物温度及び除熱特性への影響を評価するために実験を行った。数値解析コードTHANPACST2の数値解析結果と実験結果とを比較して、圧力容器上部に設置したスタンドパイプの三次元構造をポーラスボディセルにより模擬した数値解析手法及びモデルの検証を行った。実験の結果、スタンドパイプの設置による放射伝熱の減少,高温のヘリウムガスにより過熱される上鏡部における放熱面積の減少によって圧力容器上鏡で温度が上昇することがわかった。数値解析結果は、上鏡頂部で高さとともに上昇する温度分布を適切に評価した。
高田 昌二; 鈴木 邦彦; 稲垣 嘉之; 数土 幸夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 36(5), p.413 - 423, 1999/05
被引用回数：2 パーセンタイル：21.18(Nuclear Science & Technology)上鏡部に三次元形状でスタンドパイプが林立する圧力容器を有する高温ガス炉の水冷形冷却パネルによる受動的崩壊熱除去特性と構造物温度を実験により調べた。実験装置は、19本のスタンドパイプを有し、炉心の崩壊熱を模擬した最大出力100KWのヒータを内蔵した直径1m、高さ3mの圧力容器と、空気を充填した炉室と圧力容器を囲む冷却パネルで構成する。軸対称解析コードTHANPACST2を実験結果に適用し、解析手法と新たに提案した三次元形状を有するスタンドパイプをポーラスボディセルで模擬した軸対称モデルを検証した。圧力容器最高温度430
C、ヘリウムガス圧力0.47MPa条件で、数値解析は、最高温度が現れる圧力容器頂部温度を実験結果に対し-25、+70Cの差異で、また、冷却パネル除熱量を実験値に対し、-4.1%の差異で比較的よく評価した。
高田 昌二; 鈴木 邦彦; 稲垣 嘉之; 数土 幸夫
日本機械学会論文集,B, 65(633), p.248 - 254, 1999/05
高温ガス炉の空冷形冷却パネルによる受動的熱除去特性と構造物温度分布を実験により調べた。実験装置は、19本のスタンドパイプを有し、炉心の崩壊熱を模擬した最大出力100kWヒータ内蔵の直径1m、高さ3mの圧力容器と容器を囲む冷却パネルで構成する。軸対象解析コードTHANPACST2を実験結果に適用し、解析手法と解析モデルの妥当性を検証した。圧力容器最高温度514C、ヘリウムガス圧力0.64MPa条件で、数値解析は、圧力容器温度を実験結果に対し-10C、+50Cの差異で比較的よく表すとともに、冷却パネル除熱量を実験値に対し-15.4%の差異で比較的よく評価した。
高田 昌二; 鈴木 邦彦; 稲垣 嘉之; 数土 幸夫
Transactions of the American Nuclear Society, 79, p.160 - 161, 1998/00
高温ガス炉の空冷形冷却パネルシステムによる受動的崩壊熱除去特性と構造物温度分布を実験で調べた。実験装置は、19本のスタンドパイプ、模擬炉心として出力100KWのヒータを内蔵した直径1m、高さ3mの圧力容器と容器を囲む冷却パネルで構成する。システム設計・評価で高い信頼性が要求される過熱ガスの自然対流による圧力容器温度への影響評価のために6分割ヒータの最下段のみ点火した条件と、圧力容器最高温度を514Cまで高めた事故時温度条件の実験結果に、解析コードTHANPACST2を適用し解析手法とモデルの妥当性を検証した。数値解析は、スタンドパイプにより除熱が抑制され、高温のガスの自然対流により過熱される圧力容器頂部の温度を、実験値に対し0~+50Cの差異で比較的よく表し実験値を高く評価する保守性を有した。システム除熱量は、実験値に対し-5.9~-18%の差異で比較的よく表し実験値を低く評価する保守性を有した。
鶴 大悟*; 岡本 孝司*; 斑目 春樹*; 文沢 元雄
日本機械学会論文集,B, 63(615), p.82 - 89, 1997/11
本研究は高温ガス炉スタンドパイプ破断時空気侵入挙動を調べる一環として行ったものである。本研究では空気-ヘリウム置換流の実験を行い、その結果同一の体系で2種類の安定なフローパターンを見いだし、置換流量の予測を考察した。2種類の安定なフローパターンとは、流出ヘリウムが流入空気に引き寄せられないパターン及び流出ヘリウムが流入空気に引き寄せられるパターンである。上昇流と下降流の相互作用である巻き込みに着目し、巻き込み率の測定実験を行った。管路網モデルを用いて置換流量の関係式を導出した結果、実験で得られた巻き込み率のデータより置換流量の予測を可能とした。
鶴 大悟*; 佐藤 泰*; 班目 春樹*; 岡本 孝司*; 文沢 元雄; 菱田 誠
可視化情報学会誌, 15(SUPPL.1), p.245 - 248, 1995/07
高温ガス炉スタンドパイプ破断時空気浸入事故解明の一環として、矩形の開口流路の気体間置換実験及び液体間置換実験を行った。気体の場合はヘリウムと空気を用いた、液体の場合は水と塩水を用いた。可視化法は気体の場合はマッハツェンダー干渉計、液体の場合は染料を用いた。その結果、複数の流動様式が存在し、それによって置換流量が異なることがわかった。さらに開口流路内での潜り込み、巻き込みが存在し、置換流量に大きな影響を与えていることがわかった。
文沢 元雄
Nuclear Technology, 109, p.236 - 245, 1995/02
被引用回数：4 パーセンタイル：43.23(Nuclear Science & Technology)高温ガス炉スタンドパイプ破断時空気浸入挙動解明の一環として、低密度下部領域と高密度上部領域を接続する細い円管状垂直管内で生じる流れの流速を測定する実験を行った。レーザ流速計を用いた測定より、浮力置換流の体積流量を算出する手法を開発した。また半球内自然対流が垂直管での置換流挙動に及ぼす影響も調べた。その結果、垂直管では時間的に空間的に不規則な置換流が生じていること、局所流速分布はレーレー数の増加とともに一山分布から二山分布へ変化すること、冷却半球内面温度が加熱面温度より低い場合は置換する流量は両温度が等しい場合に比べて低下することが分った。
文沢 元雄; 菱田 誠
Nuclear Technology, 109, p.123 - 131, 1995/01
被引用回数：1 パーセンタイル：17.53(Nuclear Science & Technology)高温ガス炉のスタンドパイプ破断時空気浸入事故に関連して、垂直の環状流路、垂直・傾斜の円管流路をとおるヘリウム・空気置換流実験を行った。またマッハツェンダ干渉計により非定常濃度分布の可視化を行い、流動様式を観察した。その結果、環状流路の内筒が14mm以上(等価直径6mm以下)になると置換流量が低下すること、傾斜円管流路の流動様式は安定した分離流となること、また垂直の環状流路の流動様式は分離流となっている可能性のあることが分った。
文沢 元雄; 菱田 誠
Laser Anemometry 1995 (FED-Vol. 229), 0, p.51 - 56, 1995/00
高温ガス炉スタンドパイプ破断事故時空気浸入挙動解明の一環として、浮力駆動置換流の流量測定を行った。平均値の評価は、流動状況が不規則な上昇及び下降流を呈するので、速度バイアスを考慮して行った。誤差評価は、非正規分布の統計量を調べるのに用いる中心極限定理とStudentのt分布を使用して行った。その結果、置換流の流速分布及び流量を測定でき、レーザー流速計を用いた計測システムとデータ処理プログラムを開発することができた。置換流の配管内分布は、上下容器の温度差が増加すると一山分布から二山分布へ変化することがわかった。また下部容器球面温度が底面温度より低い場合には両者が同じ温度の場合よりも置換流量が低下することが明らかとなった。
川橋 正昭*; 細井 健司*; 平原 裕行*; 福井 大俊*; 文沢 元雄
可視化情報学会誌, 14(54), p.185 - 190, 1994/07
高温ガス炉スタンドパイプ破断事故時の空気浸入挙動解明の一環として、本報では、ヘリウム-空気置換流の可視化実験を行った。置換流の可視化はレーザライトシート法を用い、流速測定はビームスイープ照明法によるスペックル法を用いて行った。その結果、水平開口(垂直管)において生じる捩れ構造の対向置換流および傾斜開口(傾斜管)において生じる二層密度流の構造が明らかとなった。さらに捩れ構造から二層流構造への遷移過程が可視化できた。これらの可視化観察より、置換流量と傾斜角との関係を考察した。
文沢 元雄; 菱田 誠
第4回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.323 - 326, 1994/00
高温ガス炉スタンドパイプ破断時、空気浸入挙動研究の一環として、傾斜管での置換流実験を行った。傾斜管の長さ、テスト容器の大きさ、気体の密度を変化させた場合の質量変化測定及び解析モデルより、傾斜管(円管)の長さと直径比が約5より大きい流路では、無次元置換流量はグラスホフ数で整理できる可能性があることがわかった。
文沢 元雄
日本機械学会論文集,B, 59(567), p.3686 - 3693, 1993/11
高温ガス炉スタンドパイプ破断時空気侵入挙動解明の一環として、不安定密度成層間の円筒状接続管において対向する流れの流速を測定する実験を行った。レーザ流速計を用いた測定より、浮力置換流の体積流量を算出する手法を開発した。また半球内自然対流が接続管での置換流挙動に及ぼす影響も調べた。その結果、以下のことが分かった。円筒状接続管では時間的にも空間的に不規則な置換流が生じている。置換する流体の局所流速分布は、レーレー数の増加とともに一山分布から二山分布に変化する。冷却半球内面温度が加熱面温度より低い場合、置換する気体の体積流量は冷却半球内面温度が加熱面温度に等しい場合に比べて低下する。
川橋 正昭*; 細井 健司*; 平原 裕行*; 福井 大俊*; 文沢 元雄
可視化情報学会誌, 13(SUPPL.2), p.87 - 90, 1993/10
高温ガス炉スタンドパイプ破断時空気侵入挙動の解明の一環として、傾斜管内置換流の可視化実験を行った。すなわち、容器内気体(ヘリウム)の密度が外気(空気)に比べて小さい場合、容器上部の傾斜管内で対向置換流が生じるが、その置換流をレーザライトシート法により可視化した。その結果、傾斜管内では断面内2次流れが観察されたが、管路全体にわたってほぼ分離した置換流が生じていることが明らかになった。
文沢 元雄
Kerntechnik, 58(5), p.269 - 272, 1993/10
高温ガス炉スタンドパイプ破断事故時空気侵入挙動解明の基礎的研究として、静止空気中へ噴出する層流アルゴン噴流の数値解析と濃度分布測定実験を行った。数値解析ではPLDSとQUICKの2種類の差分式を用いたTEAMコードに成分Aの気体の拡散方程式を追加して解析検討を行った。その結果、QUICKの場合が実験結果と良く一致すること、及び計算時間がPLDSの約3倍必要なことなどが分かった。
文沢 元雄
可視化情報学会誌, 13(SUPPL.1), p.253 - 256, 1993/07
本研究では、高温ガス炉のスタンドパイプ破断時の空気浸入事故に関連して、垂直接続管をとおる置換流(対向流)挙動を調べた。置換流量の算出はレーザ流速計を用いた流速測定より行い、置換流の流動様式の可視化観察は煙トレーサ注入法により行った。作動流体は高温窒素(接続管下方の低密度気体)と低温窒素(接続管上方の高密度気体)を用い、接続管の高さと直径の比は8とした。その結果、接続管では時間的に空間的に不規則な置換流が生じていること及び可視化画像のプルーム流速はレーザ流速計で測定した最大流速にほぼ一致することが分かった。
菱田 誠; 文沢 元雄; 武田 哲明; 小川 益郎; 武仲 五月*
Nucl. Eng. Des., 144, p.317 - 325, 1993/00
被引用回数：12 パーセンタイル：74.46(Nuclear Science & Technology)配管破断事故は高温ガス炉の安全解析を行う上で、重要な事故事象である。本報告では、一次冷却系主配管破断事故時の初期段階における空気浸入挙動とスタンドパイプ破断事故時の初期段階と後期段階における空気浸入挙動について、当研究室が約5年間をかけて行ってきた実験及び数値解析による研究成果の概要を紹介する。
文沢 元雄; 菱田 誠
Proc. of the 2nd ASME/JSME Nuclear Engineering, p.85 - 92, 1993/00
高温ガス炉のスタンドパイプ破断時空気浸入事故に関連して、垂直及び傾斜した環状流路を通るヘリウム・空気置換流(対向流)実験を行った。またマッハツェンダ干渉計により非定常濃度分布の可視化を行い、流動様式を観察した。その結果、環状流路の内筒が14mm以上(等価直径6mm以下)になると置換流量が低下すること、垂直の環状流路の流動様式は傾斜円管流路の場合と同様に安定した分離流となっている可能性があることが分かった。
T.I.Kang*; 岡本 孝司*; 班目 春樹*; 文沢 元雄
Proc. of the 6th Int. Symp. on Transport Phenomena (ISTP-6) in Thermal Engineering,Vol. 1, p.325 - 330, 1993/00
高温ガス炉スタンドパイプ破断時空気浸入挙動解明の一環として、複数個の開口部(仕切りのある開口部)におけるヘリウムと空気による密度差置換流の実験を行った。開口部高さと内径の比(開口比)が小さい領域では、仕切りの有無による差はみられない。しかし、開口比の大きい領域では、仕切りの無い場合より、仕切りの有る場合が置換流量は多くなる。この領域の置換流量を管路の圧力損失と水頭差の釣合から評価し、開口比や内径の影響を説明することができた。また流量を評価する上で、開口部出入口近くでの上昇下降流の干渉による圧力損失が重要であることがわかった。
藤井 貞夫*; 赤松 幹夫*; 五十嵐 実*; 文沢 元雄; 功刀 資彰; 菱田 誠
Proc. of the 6th Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics,Vol. 2, p.1498 - 1505, 1993/00
高温ガス炉スタンドパイプ破断事故時の空気侵入挙動解明の一環として、3次元境界適合座標変換法(BFC)を使用し、物性値が大きく異なり、しかも形状が比較的複雑な空間内の浮力対向置換流の数値解析を行った。計算結果を既存の実験結果と比較したところ、熱伝達率の計算値は半球容器内自然対流の場合の実験値より低い値となった。また、数値解析でも実験で観測されたような非対称で複雑な非定常流動様式が観察された。
K.Tae-il*; 岡本 孝司*; 班目 春樹*; 文沢 元雄
Proc. of the 5th Int. Topical Meeting on Reactor Thermal Hydraulics, p.541 - 546, 1992/00
本研究は仕切り板を有する破断口(開口流路)でのヘリウム・空気置換流挙動を調べたものである。また本研究は複数のスタンドパイブが同時に破断した高温ガス炉仮想事故時において、破断口での置換流挙動を調べる研究の一環として行ったものである。その結果、仕切り板が置換流量に及ぼす影響が破断口形状により大きく異なることが明確になった。特に、開口部長さと直径比が大きい場合、円管状開口部の場合に比べて、仕切り板を有する場合の置換流量は非常に多くなることが分かった。この現象を説明するために摩擦損失等を考慮した解析でモデルを提案し、実験事実を再現することができた。
