報告書番号

T01062

タイトル（和文）

熱交換器縮流部におけるスケール付着の機構解明および防止対策

タイトル（英文）

Mechanism and Countermeasures to Scale Adhesion at the Contraction in a Heat Exchanger

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

発電プラント熱交換器において、伝熱管管支持板構造物上の特に流れの収縮が起こる縮流部でスケールが付着する。この事象は、電気化学と熱流動の複合作用により引き起こされると考えられる。付着スケールは、流路狭隘を引き起こし、プラント運転性能に影響を与える可能性がある。このため、スケール付着・成長メカニズムを明らかにする必要がある。本研究では、付着の起こる化学条件と縮流部での流れの特性を詳細に調べるため、実験と計算を行った。輸送と付着の二つの段階を組み合わせることにより、付着のメカニズムを導いた。対策オプションとして、スケール付着防止には酸素あるいは分散剤添加が有効であることがわかった。さらに、縮流部での流れの急激な変化を起こさず、結果としてスケール付着量を減少させるような新型管支持板形状を提案した。

概要 （英文）

In heat exchangers used in power plants scale may adhere on the tube support plates of heat transfer tubes, especially at the leading edge where the flow passes a sudden contraction. This phenomenon can lead to flow path blockage, which in turn can affect plant performance. Hence the mechanism of scale adhesion and growth needs to be clarified. This phenomenon is assumed to be caused by complex electrochemical and thermal-hydraulic factors. In this study, experiments and numerical analyses were carried out to investigate in detail the chemical conditions for adhesion and the flow characteristics at the contraction. By two combined stages, transport and attachment, the assumed mechanism for adhesion was derived from the results obtained. As countermeasure choices, oxygen or dispersant additives turned out to be effective to mitigate scale adhesion. Furthermore, a new type of tube support plate was proposed to relax the sudden change in the flow field at the contraction, which will accordingly reduce the amount of scale adhesion.

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