[2E05-09] Thermal Hydraulics Simulation 1

[2E06] Development of evaluation method on thermal stratification by cavity flow in a vertical branch pipe with elbow and horizontal section

Development of evaluation method for cavity flow penetration depth

*Atsushi Kodama¹, Yoshiteru Komuro¹, Keiichi Hori¹, Hironori Noguchi¹, Yoshiyuki Kondo¹, Koichi Tanimoto¹ (1. MHI)

Keywords:Cavity Flow, Thermal Stratification, Natural Convection, Thermal Fatigue, Swirl Flow

閉塞水平配管のキャビティフロー型熱成層に伴う高サイクル熱疲労に関する日本機械学会指針の内、鉛直－水平管は口径50A配管のみが適用対象となっている。配管内はキャビティフロー領域、自然循環領域、及びその間に熱成層界面が形成され、大口径配管はスケール効果が顕著に現れ、配管内部の熱流動挙動が変化する。大口径配管特有の現象を明らかにすることを目的として、口径200A（約200mm）の試験を実施した。自然循環試験において自然循環領域は高温層、低温層及び層流底層で形成されていることを明らかにし、レイノルズ数とリチャードソン数で整理した3層間の物質輸送モデルを構築した。また、キャビティフロー領域と自然循環領域の間における熱成層界面における物質輸送モデルを構築した。以上の成果から、大口径配管に拡張できるモデルを提案するとともに、200A配管において従来の国内基準と同等程度の侵入深さ予測精度が得られた。