報告書番号

T97038

タイトル（和文）

大口径管内気液二相流評価手法の高度化（その１）未発達領域も含めた多次元的流動構造の解明

タイトル（英文）

IMPROVEMENT OF ESTIMATION METHOD FOR TWO-PHASE FLOW IN A LARGE-DIAMETER PIPE (PART 1) INVESTIGATION OF MULTI-DIMENSIONAL FLOW STRUCTURE INCLUDING UNDER-DEVELOPING REGION

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

自然循環ＢＷＲ等の工業機器に使用される大口径配管においては多次元性の強い気液二相流が見られる。これらの機器の合理的設計や運転評価の為には配管内部流動の高精度な予測が必要である。その流動構造を予測する為に，これまでいくつかの多次元解析が行われているが，実験データの不足や適切な構成方程式が整備されていないこと等から，高精度な評価が困難とされている。そこで本研究では，内径１５０ｍｍの大口径管内の未発達領域も含めた上昇気液二相流動の多次元的な構造を解明する為に，各相分布，流速，気■径等の計測を行った。その結果，ボイド率分布や気液相対速度が小口径管の場合と比較して大きく異なることがわかった。また大口径管内における平均気■径は，既存の原子炉安全解析コードで用いられている評価方法では決定できないことがわかった。

概要 （英文）

IN INDUSTRIAL PLANTS SUCH AS NATURAL-CIRCULATION BWRS, LARGE-DIAMETER PIPES ARE SUBJECT TO MULTI-DIMENSIONAL GAS-LIQUID TWO-PHASE FLOW. FOR RATIONAL DESIGN AND PERFORMANCE ESTIMATION OF THE PLANTS, THE FLOW STRUCTURES IN THE PIPES ARE REQUIRED TO BE PREDICTED ACCURATELY. ALTHOUGH SEVERAL STUDIES ON MULTI-DIMENSIONAL ANALYSIS HAVE BEEN CONDUCTED TO PREDICT THE FLOW STRUCTURE, ACCURATE ESTIMATION REMAINS DIFFECULT DUE TO LACK OF EXPERIMENTAL DATA AND INADEQUACY OF THECONSTITUTIVE EQUATIONS. THEREFORE, EXPERIMENTS WERE PERFORMED TO OBSERVE TWO-PHASE UPWARD FLOW IN A LARGE-DIAMETER PIPE (150 MM I.D.) WHICH IS PART OF A STEAM-WATER NATURAL-CIRCULATION LOOP. BASED ON THE EXPERIMENTAL RESULTS, THE DIFFERENCE IN TWO-PHASE FLOW BETWEEN LARGE-DIAMETER PIPES AND SMALL-DIAMETER PIPES WAS CLARIFIED IN TERMS OF VOID PROFILES AND GAS-LIQUID RELATIVE VELOCITY. MEAN BUBBLE DIAMETER IN A LARGE-DIAMETER PIPE COULD NOT BE ESTIMATED BY THE EVALUATION METHOD USED IN NUCLEARREACTOR SAFETY ANALYSIS CODES.

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