報告書番号

T02027

タイトル（和文）

中間開度における蒸気加減弁の流体振動現象 -空気実験及び数値計算による解明-

タイトル（英文）

Flow Oscillation on the Steam Control Valve in the Middle Opening Condition -A Study by Experiment and CFD-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

発電プラント等の蒸気系の流量調節弁は，弁の開度が中間状態の時に配管振動などが発生して配管疲労を起こす可能性があり，プラントの高稼働率化の為にも振動原因の解明と改善策の提案が求められている．しかし，弁周辺は複雑な3次元の流れとなっている上，音速を超える速度(超音速)になるため発生する現象も非常に早い．このような体系では，実験によって局所的な圧力などの情報を得ることは出来るものの，可視化等による現象の詳細な把握は困難である．そのため，流れ場を詳細に把握できる最新のCFD(数値流体力学)による計算コードを開発し，実験によりその信頼性を検証した後に流れ場の詳細を調べた．その結果，弁体が中間開度の時にのみ大きな力が生じることが新たに判明した．今後は弁体に大きな流体力を発生させる流体振動現象が生じない弁形状の提案を行っていく予定である．

概要 （英文）

A steam control valve causes vibration of the piping when the opening is in the middle condition. For the rationalization of maintenance and management in the plant, the valve should be improved, but it is difficult to understand the flow characteristics in detail by experiment because the flow around the valve is complex 3D structure and becomes supersonic (M>1).Therefore, it is necessary to clarify the cause of vibration and to develop improvementsby the latest CFD (Computational Fluid Dynamics) technology. To clarify this phenomenon, a high-precision 3D CFD code for compressible flow is developed. After validating the code by comparing with experiments, the detailed flow characteristics around the valve are studied. At only the middle opening condition, a circumferentially propagating spike-type pressure fluctuation caused by asymmetric flow around valve can be seen. As this fluctuation causes cyclic side load on the valve body, it is thought to be the cause of vibration.

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