報告書番号

T99060

タイトル（和文）

熱交換器縮流部におけるスケール付着機構のモデル化（その１） -モデルの構築と熱流動因子の相関式の検討-

タイトル（英文）

Mechanistic Model of Scale Deposition at the Contraction of a Heat Exchanger －Modeling and Investigation of Thermal-hydraulic Correlation－

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縮流部におけるスケール付着現象は、流路狭隘による流動抵抗の増大や機器内水位振動を招きプラントの運転性能に影響を与える可能性があるため、その現象機構解明と付着防止対策の確立が望まれている。この現象を定量的に評価する為に、熱流動や水化学など複数の因子を統合できるスケール付着成長機構モデルを作成した。これに先立ち、熱交換器縮流部近傍の流動実験及び数値解析を行い、圧力降下や乱流エネルギーといったスケール付着成長機構モデルに組込む流動特性相関式を導出した。本研究において対象としている、水力直径に約６０％の差がある二種類の縮流部形状（丸穴型、四穴型）に関して、本モデルによる定量評価を行った結果、各縮流部上流側角部におけるスケール付着量及び流路閉塞率には約７０％の差が生じた。

概要 （英文）

In heat exchangers used in power plants, scale may deposit on the tube support plates of heat transfer tubes. This phenomenon can lead to flow path blockage, which in turn can affect plant performance. As a result, the mechanism of scale deposition and growth needs to be clarified. This phenomenon is assumed to be caused by a complex of thermal-hydraulic and electrochemical factors. To quantitatively evaluate scale deposition, a mechanistic model which includes these factors should be constructed. In this study, a mechanistic model of scale deposition and growth phenomenon was developed. The correlation between pressure drop and turbulent kinetic energy as derived from experiment and numerical analysis of flow contraction were introduced into the model, which was in turn used to calculate scale deposition and blockage ratios. The results indicated an approximately 70% difference in blockage ratios between flow paths having a 60% difference in hydraulic diameter.

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