報告書番号

T00034

タイトル（和文）

熱交換器縮流部近傍の流動評価（その２） -熱流動因子が縮流部のスケール付着に及ぼす影響-

タイトル（英文）

Evaluation of the Flow at the Contraction of a Heat Exchanger (Part 2) - Effect of Thermal-Hydraulic Factors on Scale Deposition at the Contraction -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

発電プラントの熱交換器においては、伝熱管の支持板部、特に縮流部上流側の角部においてしばしばスケールが付着する。この現象は流路の狭隘を招き、実機の運転性能に影響を及ぼす可能性がある。従って、スケールの付着・成長の機構の解明が必要である。この現象は熱流動と水化学の融合的現象であるとされているが、熱流動的側面からは、縮流部上流側における急激な圧力降下による減圧沸騰と乱流強度の増大が主な因子であると仮定した。そして実機に見られる二種類の支持板形状について、高温高圧流動実験及び流動数値解析によりこれらの因子の特性の把握を試みた。この結果、支持板形状の水力直径の違いが、減圧沸騰や乱流エネルギーに大きな差をもたらすことがわかった。また縮流部上流側角部を通過する気泡は、上流の助走流路を通過する気泡に比べて大幅に小さいことがわかった。

概要 （英文）

In heat exchangers used in power plants, scale may deposit on the tube support plates of heat transfer tubes, especially at the leading edge where the flow passes a sudden contraction. This phenomenon can lead to flow path blockage, which in turn can affect plant performance. Consequently, 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. In this study, flashing induced by pressure drop and turbulence at the leading edge of a contraction were assumed to be the main factors from the thermal-hydraulic point of view. And these factors in two different type of contractions were evaluated with a High Pressure / High Temperature steam-water two-phase flow experiment and 3D numerical analysis. Considerable difference in both steam amount caused by flashing and turbulence magnitude were observed between the two contractions which have same flow path area but different hydraulic diameters. It was also found that the size of bubbles passing the leading edge of contraction were smaller than 1mm, while the bubbles in the upstream part were more than 10 times larger than those of the leading edge.

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