報告書番号

U91042

タイトル（和文）

中間熱交換器の３次元熱流動解析コードの開発

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OF THREE-DIMENSIONAL THERMAL-HYDRAULIC ANALYSIS CODE FOR IHX

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ＦＢＲの中間熱交換器の伝熱性能評価と伝熱管群内の詳細温度分布評価を目的として，ポーラスボディモデルを用いた３次元熱流動解析コードの開発と検証を行った。この解析コードでは，流動抵抗の方向性を適切に表わすモデル（絶対流速モデル）と伝熱管群内に生じる淀み域を考慮したモデル（動的ポーラスボティモデル）を組み込むことによって，解析精度の向上が図られている。解析コードの検証は，温水と空気を用いた模擬ＩＨＸの実験結果との比較により行われた。その結果，本解析コードによってＩＨＸの伝熱性能評価が精度よく行えることが示され，また実機ＩＨＸの適用の見通しが得られた。

概要 （英文）

THE INTERMEDIATE HEAT EXCHANGER (IHX) OF THEDEMONSTRATION FBR IN JAPAN IS DESIGNED TO BE COMPACT WITH TRIANGULAR-ARRAY HEAT-TRANSFER TUBS AND BAFFLE PLATES. IN THIS TYPE OF IHX,THERE ISSOME POSSIBILITY THAT LOCAL NON-UNIFORM TEMPERATURE DISTRIBUTION WILL APPEAR DUE TO THE THREE-DIMENSIONAL ZIG-ZAG FLOW IN THE SHELL SIDE. THERESULTING TEMPARATURE MAL-DISTRUBUTION COULD DAMAGE THE STRUCTURAL INTEGRITY OF THE HEAT-TARNSFER TUBES. A COMPUTER CODE FOR THREE-DIMENSIONAL THERMAL-HYDRAULIC ANALYSIS OF THE IHX WAS DEVELOPED TO EVALUATE THE HEAT-TARNSFER PERFORMANCE OF THE IHX AS WELL AS THE LOCAL TEMPERATURE DISTRIBUTION IN THE TUBE BUNDLE. THE FOLLOWING PHYSICAL MODELS WERE IMPLEMENTED AS FEATURES OF THIS COMPUTER CODE (1) A POROUS BODY MODEL TO HANDLE THE COMPLEX GEOMETRY OF THE TUBE BUNDLE. (2)A PHYSICAL MODEL TO REPRESENT STAGNANT REGIONS IN THE TUBE BUNDLE,AND (3)A PHYSICAL MODEL TO CALCULATE FLOW RESISTANCE ACCURATELY. THE COMPUTER CODE WAS VERIFIED BY COMPARING NUMERICAL RESULTS WITH EXPERIMENTAL RESULTS. FAIRLY GOOD AGREEMENT WAS OBTAINED WITH RESPECT TO THE HEAT EXCHANGE,I.E.,GLOBAL VELOCITY AND TEMPERATURE DISTRIBUTION.

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