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論文

Dimensional analysis of critical heat flux in subcooled water flow under one-side heating conditions for fusion application

J.Boscary*; 荒木 政則; J.Schlosser*; 秋場 真人; F.Escorbiac*

Fusion Engineering and Design, 43(2), p.147 - 171, 1998/00

 被引用回数:43 パーセンタイル:93.9(Nuclear Science & Technology)

核融合炉用冷却管としてITER等でも検討されているスワール管、スクリュー管、ハイパーベーパトロンについて限界熱流束データをまとめるとともに、解析的評価を実施した。特に炉設計に利用できるように、炉内条件と同じ片面加熱条件、サブクール流れ条件下のデータを収集し、相関式を示した。

報告書

Critical heat flux of forced flow boiling in a narrow one-side heated rectangular flow channel

L.Zheng*; 井口 正; 呉田 昌俊; 秋本 肇

JAERI-Research 97-054, 85 Pages, 1997/08

JAERI-Research-97-054.pdf:2.18MB

本研究は、片面一様加熱の矩形流路において強制対流サブクール沸騰条件下の限界熱流束(CHF)を扱ったものである。圧力、冷却水流速、冷却水サブクール度を条件とし、0.1MPa,5-15m/s,50$$^{circ}$$Cとした。試験に用いた流路は、縦0.2-3.0mm、横2mmの矩形流路で、横方向流路壁を片面加熱した。流路の垂直方向(冷却水流れ方向)加熱長さは50mmである。試験は、流路縦寸法をパラメトリックに変えて行い、40点を超える試験データを得た。CHFは、流路縦寸法及び冷却水流速の増加とともに、増加した。熱伝達率は、流路縦寸法の減少及び冷却水流速の増加とともに、増加した。試験結果に基づき、流路縦寸法及び冷却水流速の効果を表すCHF相関式を開発した。本相関式によれば、予測値と試験データは$$pm$$18%の範囲で一致した。一方、冷却水流速効果の尺度としてレイノルズ数(Re)、流路縦寸法効果の尺度として流路縦寸法とラプラス定数(La)の比を用いて、CHFを無次元化したボイリング数(Bo)との関係を数式化することにより、CHFを予測する相関式を開発した。本相関式によれば、予測値と試験データは$$pm$$16%の範囲で一致した。

論文

CHF experiments under steady-state and transient conditions for tight lattice core with non-uniform axial power distribution

岩村 公道; 渡辺 博典; 大久保 努; 新谷 文将; 村尾 良夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(5), p.413 - 424, 1993/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:29.81(Nuclear Science & Technology)

最高圧力15.5MPaの条件下で、軸方向非均一出力分布を有する三角配列7本ロッド集合体による、定常時及び非定常時限界熱流束(CHF)実験を実施した。定常CHF発生は、サブチャンネル解析コードCOBRA-IV-Iにより計算した局所流動条件をKfKのCHF相関式に適用することにより、10%以内の精度で予測できた。しかしながら、種々のメカニスティックCHFモデルと定常CHFデータとの一致は良好ではなかった。流量低下、出力上昇または流量と出力の同時変化条件下での非定常CHFは、準定常CHF予測手法により、定常CHF実験と同程度の精度で予測できた。本手法の予測精度は30%/s以内の流量低下率及び120%/s以内の出力上昇率の範囲内では過渡変化速度には依存しなかった。扁平二重炉心型高転換軽水炉(HCPWR)の軸固着事故及び制御棒クラスタ飛び出し事故を模擬した熱水力条件下では、CHF発生に対して十分大きな余裕が存在することが明らかとなった。

論文

Application of subchannel code to DNB analysis of HCLWR

岩村 公道; 大久保 努; 新谷 文将; 村尾 良夫

Subchannel Analysis in Nuclear Reactors, p.281 - 301, 1992/00

三角配列7本ロッドテスト部を用いた定常及び非定常条件下での限界熱流束(CHF)実験における局所流動条件を求めるため、サブチャンネル解析コードCOBRA-IV-Iを使用した。局所流動条件計算結果をKfKのCHF相関式に適用することにより、定常CHFの発生を10%以内の精度で予測することができた。流量低下、出力上昇、あるいは流量と出力の同時変化条件下での非定常CHF発生も、本手法により定常実験と同程度の精度で予測することができた。本予測手法を扁平二重炉心型高転換軽水炉(HCLWR)の定常運転時及び熱的に最も厳しい一次冷却材ポンプ軸固着事故時のDNB解析に適用した結果、いずれの場合にも最小DNBRは安全基準値を十分上回っており、本高転換軽水炉は十分大きな熱的安全余裕を有することが分かった。

報告書

高転換軽水炉限界熱流束実験,3; 加熱長さ:0.5$$sim$$1.0m,P/D:1.126$$sim$$1.2,ロッド数:4$$sim$$7

岩村 公道; 大久保 努; 末村 高幸*; 平賀 富士夫; 村尾 良夫

JAERI-M 90-044, 158 Pages, 1990/03

JAERI-M-90-044.pdf:2.81MB

高転換軽水炉の熱水力学的成立性研究の一環として、4本または7本ロッドからなる三角配列稠密格子バンドルでの定常及び流量低下非定常時の限界熱流束(CHF)実験を実施した。テスト部形状は、ロッド外径9.5mm、P/D:1.2$$sim$$1.126、発熱長さ:0.5~1.0mである。定常実験条件の範囲は、圧力:1.0$$sim$$3.9MPa、質量速度:460~4270kg/s・m$$^{2}$$、出口クオリティ:0.02$$sim$$0.35である。サブチャンネル解析コードCOBRA-IV-1により求めた局所流動条件をCHF相関式の評価に用いた結果、定常CHFデータに関してはKfK相関式が20%以内で一致した。一方、WSC-2、EPRI-B&W、EPRI-Columbia及びKattoの相関式については、データとの一致は良好ではなかった。流量低下時には、流速減少率が6%/s以下では、過渡時と定常時のDNB発生条件に差は認められなかったが、流速減少率がさらに大きくなると、定常実験から予測されるDNB発生条件に達するよりも速くDNBに至る傾向が認められた。

報告書

流量低下時の過渡バーンアウトに関する研究

岩村 公道; 黒柳 利之

JAERI 1290, 42 Pages, 1984/03

JAERI-1290.pdf:2.2MB

軽水炉の出力ー冷却不整合(PCM)時の燃料棒の熱的挙動を調べる研究の一環として、一様電気加熱テスト部を用いた流量低下バーンアウト実験を実施した。本研究により以下の知見が得られた。(1)流速減少率が増大してあるしきい値を越えると、バーンアウト発生時入口質量速度は定常時よりも減少し、系圧力が高くなると過度効果は小さくなった。(2)系圧力が2MPa以上の場合、流速減少率が20%/sec以下だは局所バーンアウト質量速度は定常値に一致した。(3)流速減少率が増大すると、局所バーンアウト質量速度は高圧では定常値よりも大きくなり、1MPa以下の低圧」では逆に小さくなった。(4)局所バーンアウト質量速度と定常値との比を蒸気と水の密度比および流速減少率の関数として表示する導出した。本式はCumoの実験結果をかなり良く予測した。

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