報告書番号

L05007

タイトル（和文）

配管減肉現象に関わる流動特性の解明（その１） -単相流中のオリフィス下流域の乱流特性-

タイトル（英文）

Investigation of Flow Characteristics Affecting on Pipe Wall Thinning (Part 1) - Turbulent Properties at Orifice Downstream in Single-Phase Flow-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

絞り比0.6のオリフィス配管体系に対して、流動可視化実験及び流動数値計算を実施した。計算結果は実験結果に対して、管内の平均的な流動特性を定量的に、また壁面近傍の乱流特性を定性的に夫々予測できることを確認した。このオリフィス下流域では、流れのはく離の再付着位置に対しておよそ中間位置付近にて減肉が最も顕著となる傾向があり、この領域は乱流エネルギーが最大となる領域なので、乱流エネルギーが減肉に寄与する重要な乱流特性である可能性が高い。また、このオリフィス下流域におけるはく離の再付着位置は、レイノルズ数の増大と共に下流側に移動する傾向があるが、実機配管条件でも管径の2.5倍（2.5D）程度である。従って実機配管ののオリフィス下流域に対する配管減肉検査は、最大減肉領域と予想される再付着位置の中間位置付近に重点をおき、再付着位置を包含する3D以内の領域に対して実施すれば充分であると考えられる。

概要 （英文）

Flow accelerated corrosion (FAC) is defined as a corrosion phenomena of oxide layer on carbon or low-alloy steel surface, enhanced by mass transfer driven with flow turbulence. Since pipe wall thinning by FAC is a potential cause of catastrophic rupture of piping system at power plants, prediction of FAC is required with considerable accuracy to maintain integrity and safety of the whole plant system. To evaluate pipe wall thinning by FAC, it is important to understand the turbulent properties at near-wall regions of FAC susceptible locations. In this study, flow visualization experiments and numerical calculations were conducted to investigate the flow characteristics at orifice downstream, with contraction ratio of 0.6. Turbulent kinetic energy was found out to be a presumable factor to affect on FAC, since its profile trend nearly matched with that of pipe wall thinning data at actual plant piping. Reattachment points of separation, created at orifice downstream, will be, at the utmost, 2.5 times of diameter (2.5D) with plant piping system condition, although they gradually shift towards downstream with increase of Reynolds number. From this result, for pipe wall inspection region at orifice downstream, 3D would be the conservative length enough, with emphasized inspection around the half length of reattachment point, presumed to be the most susceptible area for FAC.

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