報告書番号

U00047

タイトル（和文）

伝熱管上流側の復水器水室に対する流動解析手法の開発

タイトル（英文）

Development of a computer code to analyze flow in a condenser water box upstream of a tube bundle

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

復水器伝熱管群内の流量分布を評価するために、有限要素法に基づく３次元流動解析コードを開発した。水室内流況と管群内流量配分の概要を簡易に解析し、いくつかの設計候補の優劣を容易に評価できるように、数値解析をパソコン上で実施できるようにした。パソコンで数値流体解析を行う場合、記憶容量の制限と計算量の制限を受けるため、粗いメッシュ分割に有効と考えられる壁面スリップ条件を一般的な形状について汎用的に取り扱えるような解法を提案した。特に角部で通常のスリップ条件を用いると非物理的な流速ベクトルが発生するので、これを回避する手法を開発した。また、水室下流の復水器伝熱管群をモデル化するための手法を新たに提案した。 このコードを用いて曲面状の水室と箱型の水室の２種類の水室に対して数値解析を実施し、本研究で提案した手法の実用問題への適用性を示した。

概要 （英文）

A method to evaluate a flow rate distribution in a condenser tube bundle (water side) was developed based upon a 3-D finite element flow analysis. The computational cost was intended to be light so that a designer can easily have a rough idea of 3-D flow pattern in a plenum and flow rate distribution in a tube bundle in order to screen out several design options with a personal computer (PC). Due to the limitation of computational memory and speed of a PC, slip wall condition is employed to compensate for the coarseness of finite element subdivision. A special treatment is proposed for edge configuration to circumvent unrealistic velocity, which would be produced with conventional slip wall treatment. Tube bundle of the condenser water box was modeled by applying the pressure force caused by a tube resistance on the fluid interface in a water box. The code was finally applied to a flow in a condenser water box of two different configurations (round-shaped water box and angular water box) to show the applicability.

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