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高熱負荷投入時の液体金属の非定常沸騰現象と二相流動特性に関する基礎的研究

高热负荷下液态金属非稳态沸腾现象及两相流特性基础研究

基本信息

批准号：
03452300
负责人：
井上晃
金额：
$ 4.42万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

高速炉における苛酷反応度事故,金属リチウム冷却核融合炉におけるプラズマディスラプション事故および炉容器内壁の液体金属流でパルス核融合反応のエネルギーを受けとめる慣性核融合炉等では,大きな過渡熱入力が固体壁または液体金属冷却材部に生じる。液体金属は急激な加熱のために昇温沸騰し,その急激な沸騰と発生圧力によって機器の健全性が損なわれる可能性がある。本研究では,これら未来の原子力エネルギー機器で遭遇すると考えられるパルス的高熱負荷投入時の液体金属の過渡流動特性について次の研究を行なった。(1)極狭間隙等制限された空間における非定常沸騰二相と発生圧力挙動,(2)壁面加熱とバルク加熱による非定常沸騰二相流特性の相違を明らかにする。液体金属を内包する管に直接通電すると,管材料と液体金属部は電気的に並列回路を形成するので,熱発生割合は比低抗に反比例して増大するので,管材料を選ぶことにより,壁面加熱からバルク加熱に近い条件での非定常加熱が可能となる。本研究では,所定肉厚のステンレスおよびニッケルの細管に水銀を充填し,最大100KJまでの電気エネルギーを蓄える大容量コンデンサーの放電によりパルス加熱を行った。実験では,投入エネルギー,加熱管の直径,加熱長さ,流出非加熱部長さなどをパラメータとして行ないつぎの研究成果が得られた。(1)壁面加熱およびバルク加熱とも熱入力が増大するにつれて,単一圧力ピークをもつ単一気泡の成長モードから,マルチ圧力ピークを持つ多気泡の成長モードへシフトする。(2)発生圧力は熱入力が大きいほど,また,非加熱長が長くなるにつれて大きくなり下流部の流体の慣性が発生圧力を支配してくる。(3)壁面加熱に比べ,バルク加熱が同一条件で約1桁大きな発生圧力を生じる。(4)通常の予想に反し,バルク加熱条件では,管径が大きいほど大きな発生圧力を示すことなどが明かとなった。

High-speed furnace severe reaction accident, metal cooling nuclear fusion furnace accident, liquid metal flow on the inner wall of the furnace container The nuclear fusion reaction system is the inertial fusion furnace, and the solid wall liquid metal cooling material department is the large transition heat input force. The liquid metal is heated rapidly and the temperature rises and boils, and the soundness of the machine and the soundness of the machine are damaged and the possibility of boiling is reduced. This research is about the future of atomic power and machine encounters. The transition flow characteristics of liquid metal when high thermal load is input are studied by the company. (1) Unsteady boiling two-phase flow is caused by pressure fluctuations in the space restricted by extremely narrow gaps, and (2) Wall heating causes unsteady boiling two-phase flow characteristics that conflict with the flow characteristics. The liquid metal is enclosed in a tube and is directly energized. The tube material and the liquid metal part are electrically connected in a parallel circuit. The heat generation is cut and combined with a low resistance.にInverse proportion してincrease large するので, pipe material ぶことにより, wall heating からバルクheating にnearly い condition でのunsteady heating がpossible となる. For this study, the specified thickness of the flesh is a mercury-filled tube with a maximum thickness of 100K Jまでの电気エネルギーをstorageえるlarge capacityコンデンサーのdischargeによりパルスheatingを行った.実験では, input エネルギー, heating pipe diameter, heating length さ, outflow non-heating department さなどをパラメータとして行ないつぎの research results がgetられた. (1) Wall heating system, heating system, heating system, heating system, heating system, heating system, heating system, heating system, heating system and heating system.単一気波のgrowth モードから,マルチ姧力ピークをhold つ多気波のgrowth モードへシフトする. (2) 発生 Pressure はheat input force が大きいほど,また, non-heated long が长くなるにつれて大きくなりThe inertia of the fluid in the lower part of the flow が発 generates pressure and controls the してくる. (3) The ratio of wall heating to wall heating is about 1.0 times the pressure generated under the same conditions. (4) Usually, the heating conditions are the same, the heating conditions are the same, the pipe diameter is large, the pressure is high, the pressure force is high, the pressure is high, and the heating conditions are high.