報告書番号

T96058

タイトル（和文）

溶融金属中の蒸発を伴う水蒸気泡の可視化

タイトル（英文）

VISUALIZATION OF STEAM BUBBLES WITH EVAPORATION IN MOLTEN ALLOY

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では，溶融金属と水との直接接触伝熱を利用したＦＢＲ用のＳＧを提案している。本ＳＧのサイジングを行うためには，溶融金属中の水蒸発■の蒸発時間に関する知見が必要である。そこで原研のＪＲＲ－３Ｍ中性子ラジオグラフィを用いて，溶融金属中の水の蒸発現象を可視化した。主な成果を以下に記す。（１）蒸発過程にある水蒸気■は，激しく形状を変化させながら，分裂・合体を伴い上昇する。この激しい蒸発現象により，良好な熱交換性能が得られたものと考えられる。（２）蒸発を伴う水蒸気■の溶融金属中の上昇速度，気■体積を画像の輝度から算出した。蒸発を伴う気■の溶融金属中の上昇速度は，これまで知られている溶融金属中の不活性ガスの上昇速度（２０～４０ｃｍ／ｓ）比較して速く，約６０ｃｍ／ｓ程度であることが分かった。（３）画像の輝度計算により，蒸発終了までに必要な溶融金属深さを算出した。それにより，伝熱実験で求めていた熱交換深さと過熱度の関係式の妥当性を確認した。

概要 （英文）

AN INNOVATIVE STEAM GENERATOR CONCEPT FOR FBRS USING LIQUID-LIQUID DIRECT CONTACT HEAT TRANSFER HAS BEEN DEVELOPED.IN THIS CONCEPT,THE SG SHELL IS FILLED WITH A MOLTEN ALLOY HEATED BY PRIMARY SODIUM.WATER IS FED INTO THE HIGH-TEMPERATURE MOLTEN ALLOY,AND EVAPORATES BY DIRECT CONTACT HEATING. TO OBTAIN FUNDAMENTAL INFORMATION TO DISCUSS THE HEAT TRANSFER MECHANISMS OF DIRECT CONTACT BETWEEN WATER AND MOLTEN ALLOY,THIS PHENOMENON WAS VISUALIZED BY NEUTRON RADIOGRAPHY AT THE JRR-3M RADIOGRAPHY OF THE JAPAN ATOMIC ENERGY RESEARCH INSTITUTE. THE MAIN RESULTS ARE AS FOLLOWS:(1)THE BUBBLES RISE WITH VIGOROUS CHANGES IN FORM COALESCENCING AND BREAKING-UP.BECAUSE OF THE VIGOROUS EVAPORATION,THE SYSTEM HIGH HEAT-TRANSFER PERFORMANCE. (2)THE RISING VELOCITIES AND VOLUMES OF BUBBLES WERE CALCULATED FROM PIXEL VALUES OF IMAGES. THE VELOCITIES OF BUBBLES ABOUT 60 CM/S,WHICH IS LARGER THAN THAT OF INERT GAS BUBBLES IN MOLTEN ALLOY(20 40CM/S). (3)THE REQUIRED HEAT TRANSFER LENGTH WAS CALCULATED FROM PIXEL VALUES OF IMAGES. THE RELATIONSHIP BETWEEN HEAT-TRANSFER LENGTH AND SUPERHEAT TEMPERATURE,OBTAINED BY THE HEAT-TRANSFER TEST,MATCHED THIS CALCULATION.

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