Na冷却高速炉における大口径配管の流力振動評価に関する研究; エルボ下流の流速変動場に対するエルボ曲率の影響

• Material Type: 文書・図像類
• Title: Na冷却高速炉における大口径配管の流力振動評価に関する研究; エルボ下流の流速変動場に対するエルボ曲率の影響
• Author/Editor: 小野 綾子; 木村 暢之; 上出 英樹; 飛田 昭
• Author Heading: 小野 綾子; 木村 暢之; 上出 英樹; 飛田 昭
• Publication Date: 2010-02
• Publication Date (W3CDTF): 2010-02
• Alternative Title: Study on flow-induced vibration of large-diameter pipings in a sodium-cooled fast reactor; Influence of elbow curvature on velocity fluctuation field
• Periodical title: JAEA-Research 2009-051
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 現在、設計が進められている次世代型ナトリウム冷却高速炉JSFRでは、経済性の観点から、1次冷却系を2ループにする方式が採用されている。そのため、従来型の高速炉よりも1ループあたりの冷却材流量が増加し、ホットレグ配管は内径1270mmに対し、流速が9m/sを超える設計となっている。このときのレイノルズ数は4.2$\times$10$^{7}$となる。さらに、炉容器をコンパクト化するために、ホットレグ配管の一部にショートエルボを採用しており、エルボ部において流動励起振動が発生し、配管系の健全性に影響を与えることがないことを確認する必要性が指摘されている。このような、JSFRの配管系の健全性を検証するために、エルボ部で発生する流動励起振動の発生メカニズムを把握する必要がある。流動励起振動は配管内で発生する圧力変動が加振力になることから、現象把握に向けてエルボを含む配管内の流速変動と圧力変動の関連をつかむことが重要となる。そこで、本研究では、ホットレグ配管の1/8スケールモデルを用いた水流動試験を行った。試験では、ショートエルボ,ロングエルボを用い、速度変動にエルボの曲率比が与える影響について検討した。速度分布測定には、瞬時の2次元速度分布を得ることが可能な粒子画像流速計測法を用いた。2種類のエルボについて、非定常的な二次流れの流況やエルボ腹側の剥離の流況を捉えることに成功し、剥離域の再付着点において配管側面に沿う二次流れが剥離域近傍の流動に作用する構造を明らかにした。; The main cooling system of Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR) consists of two loops to reduce the plant construction cost. In the design of JSFR, sodium coolant velocity is beyond 9 m/s in the primary hot leg pipe with large-diameter. The maximum Reynolds number in the piping reaches 4.2$\times$10$^{7}$. The hot leg pipe having an elbow with curvature ratio of r/D = 1.0, so-called "short elbow", which enables a compact reactor vessel. Under such a system condition, the flow-induced vibration (FIV) is concerned at the short elbow. It is significant to obtain the knowledge of the fluctuation intensity and spectra of velocity and pressure fluctuations in order to grasp the mechanism of the FIV. In this study, water experiments were conducted. Two types of 1/8 scaled elbows with different curvature ratio, r/D = 1.0, 1.5, were used to investigate the influence of curvature on velocity fluctuation at the elbow. The velocity fields in the elbows were measured using a high speed PIV method. Unsteady behavior of secondary flow at the elbow outlet and separation flow at the inner wall of elbow were observed in the two types of elbows. It was found that the growth of secondary flow correlated with the flow fluctuation near the inside wall of the elbow.
• Source: /JAEA-Research-2009-051.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Research-2009-051.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 現在、設計が進められている次世代型ナトリウム冷却高速炉JSFRでは、経済性の観点から、1次冷却系を2ループにする方式が採用されている。そのため、従来型の高速炉よりも1ループあたりの冷却材流量が増加し、ホットレグ配管は内径1270mmに対し、流速が9m/sを超える設計となっている。このときのレイノルズ...