軽水炉冷却材流れが構造に及ぼす影響に関する研究動向

〔特 集 〕原 子 力 を巡 る流 れ と熱 の 研 究 の最 前 線

軽 水 炉 冷 却材 流 れ が構 造 に及 ぼす影 響 に関す る研 究 動 向

*(財)電 力 中央研 究所 原子力 技術研 究所 稲 田 文 夫 †

The Trend of Studies

on Effect of

LWR Coolant

Flow on Structural

Integrity

Fumio

INADA,

Nuclear Technology

Research Laboratory,

Central Research Institute of Electric Power Industry

1ま え が き 軽 水 炉 発 電 は 日本 の 電 力 の 約1/3を ま か な っ て お り,極 め て 重 要 な エ ネ ル ギ ー 源 で あ る. 一 方 ,国 の 原 子 力 委 員 会 は,2005年10月 に 原 子 力 分 野 の 研 究 開 発 を含 む 今 後 の 長 期 的 取 り組 み,あ り方 を 示 し た 「原 子 力 政 策 大 綱 」1)を 作 成 し た.こ の 中 で は 原 子 力 の 研 究,開 発 及 び 利 用 に 関 す る 基 盤 的 活 動 の 強 化 が 謳 わ れ て お り,高 経 年 化 対 策 や 日常 保 全 の 高 度 化,原 子 炉 出 力 向 上 な ど の 課 題 に 取 り組 む こ とへ の 期 待 が 示 され て い る. こ れ を 受 け,学 会 な ど で これ ら の 分 野 の 研 究 開 発 ロ ー ドマ ッ プ が 作 成 され,産 業 界 で の 研 究 や,原 子 力 安 全 保 安 院 の 高 経 年 化 対 策 強 化 基 盤 整 備 事 業 な ど が 開 始 さ れ た.さ ら に 日本 原 子 力 発 電(株)の 東 海 第 二 原 子 力 発 電 所 を 対 象 と し て,出 力 向 上 を 実 施 す る 具 体 的 な 計 画 の 検 討 が 開 始 され た2).冷 却 材 流 れ に 伴 う劣 化 現 象 は,こ れ ら の ロ ー ドマ ッ プ の 中 で 解 決 す べ き 課 題 の 一 つ と して 位 置 づ け られ る. 本 稿 で は,冷 却 材 流 れ に 伴 う劣 化 現 象 の 中 で,配 管 減 肉 お よ び 流 動 に よ っ て 励 起 さ れ る 構 造 物 振 動 (Elow Induced Vibration,FIV)に つ い て,最 近 の 研 究 動 向 に つ い て 紹 介 す る.な お,熱 疲 労 も 重 要 な 現 象 で あ る が,日 本 機 械 学 会 で そ の 評 価 法 の 規 格3)も 制 定 され て い る こ と か ら,本 稿 で は 扱 わ な か っ た. 2軽 水 炉 の 冷 却 水 流 れ に よ っ て 生 じ る 劣 化 現 象 軽 水 炉 の 冷 却 水 流 れ に よ っ て 生 じ る劣 化 現 象 に は, 配 管 減 肉,FIV,熱 疲 労 な ど が あ る.ま た 配 管 減 肉 は,流 れ 加 速 型 腐 食(Elow _{Accelerated Corrosion ,} FAC),液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン(Liquid Droplet

Impingement Erosion,LDI),キ ャ ビ テ ー シ ョ ン ・エ ロ ー ジ ョ ン な ど に 分 類 され る_{.こ れ ら に つ い て,現 象} の 発 生 頻 度 や 破 損 に よ る 漏 洩 の 影 響 度 の 観 点 で,そ れ ら の 重 要 度 に つ い て 考 察 す る.

ま ずSwedish Radiation Safety Authorityに お い て 調 査 され た,各 劣 化 現 象 が 報 告 され た 割 合4)を 表1に 示 す.流 動 は あ ま り 関 係 が な い と考 え られ る 応 力 腐 食 割 れ(Stress Corrosion Cracking,SCC)の 諸 現 象 と 並 ん でFACが 約28%を 占 め て お り,ま た 熱 疲 労 と機 械 振 動 と合 わ せ る と流 体 流 れ に 起 因 す る 劣 化 現 象 は 半 数 弱 を 占 め る こ とが わ か る.機 械 振 動 は,全 て で は な い が 多 く がFIVに よ る も の と推 測 され る.国 に よ っ て 管 理 が 違 い,差 は あ る と は 思 わ れ る も の の,こ れ ら の 現 象 の 重 要 性 が 高 い こ と を 示 して い る. 一 方

,米 国Electric Power Research Institute(EPRI) は,1961∼1997年 に わ た っ て 約2000炉 年 の 劣 化 事 例 を 調 査 し,各 現 象 毎 の 配 管 の 破 断 率 を 算 出 した(表 1参 照)5).そ の 結 果FACと 機 械 振 動 の 破 断 率 が 高 い 反 面,熱 疲 労 やSCCは 破 断 率 が 低 く,大 破 断 に 至 る 前 に 対 策 が と られ て い る よ うで あ る. 以 上 よ り,FACとFIVは 発 生 頻 度 が 比 較 的 高 く破 断 に も 至 る 現 象 で あ る こ と か ら,重 要 性 が 高 い と 言 え る.ま たFACは,軽 水 炉 の 主 系 統 配 管 に 用 い ら れ る 口径50cm以 上 の 大 口径 管 で も発 生 す る た め,特 に そ の 管 理 が 重 要 で あ る と言 え る. 3配 管 減 肉 3.1FACと エ ロ ー ジ ョ ン 配 管 減 肉 は,2004年8.月 に 美 浜 原 子 力 発 電 所3号 機2次 系 配 管 で 発 生 した 破 断 事 故 の 原 因 と され て い る.こ の 事 故 以 降,本 現 象 は 流 体 が 流 れ る 多 く の プ ラ ン ト配 管 に 見 られ,安 全 上 の 重 要 課 題 で あ る と と *〒201 -8511狛 江 市 岩 戸 北2-11-1 †E-mail:[email protected]

も に,管 理 対 象 箇 所 が 多 く定 検 工 程 へ 影 響 を 与 え 稼 働 率 に 影 響 し う る こ と か ら保 全 管 理 上 も 重 要 な 課 題 で あ る こ とが 広 く認 識 され た.こ の 事 故 を 契 機 と し て 肉 厚 測 定 に よ っ て 配 管 減 肉 を 管 理 す る た め の 技 術 規 格6-8)も 制 定 さ れ た.現 在,よ り効 率 的 な 管 理 を 行 う た め,各 機 関 で そ の 予 測 法 の 開 発 が 行 わ れ て い る. 配 管 減 肉 の 原 因 は,最 近 ま で エ ロ ー ジ ョ ン ・コ ロ ー ジ ョ ン で あ る と され て き た .し か し最 近 の知 見6) で は,FACと エ ロ ー ジ ョ ン に 分 け て 説 明 が な さ れ る. FACは,水 単 相 流 や 蒸 気 水 二 相 流 系 の オ リ フ ィ ス 下 流 や エ ル ボ な ど の 偏 流 部 で,腐 食(コ ロ ー ジ ョ ン) 現 象 が 流 れ の 乱 れ に よ る物 質 移 動 の 増 大 に よ り顕 著 に 進 む 現 象 で,主 と し て 炭 素 鋼 で 発 生 す る(図1(a)). エ ロ ー ジ ョ ン は,高 速 の 液 滴 の 壁 面 へ の 衝 突(図 1(b))や キ ャ ビテ ー シ ョ ン 気 泡 の 崩 壊 時 の 衝 撃 圧 に よ っ て 機 械 的 に 損 傷 す る 現 象 で あ る.原 子 力 発 電 設 備 で 発 生 す る エ ロ ー ジ ョ ン は,液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ

ン(Liquid Droplet Impingement Erosion: LDI)と,キ ャ ビ テ ー シ ョ ン ・エ ロ ー ジ ョ ン が あ る と言 わ れ て い る.LDIは,蒸 気 系 配 管 に お い て オ リ フ ィ ス な ど絞 り部 で 蒸 気 と共 に 液 滴 が 加 速 され,液 滴 の 慣 性 に よ っ て エ ル ボ 下 流 部 の 背 側 ・T字 管 な ど の 流 れ 方 向 が 変 化 す る 部 分 で 液 滴 が 配 管 壁 面 に 衝 突 し て 発 生 す る. ま た,絞 り部 の 形 状 に よ っ て は,直 後 に 液 滴 が 衝 突 し て 減 肉 し た と い う事 例 も あ る.キ ャ ビ テ ー シ ョ ン ・エ ロ ー ジ ョ ン は,絞 り部 下 流 で 生 じ る 圧 力 降 下 に よ り蒸 気 泡 が 生 じ,そ れ が 下 流 側 の 圧 力 回 復 に よ り潰 れ て 衝 撃 圧 が 発 生 し て 生 じ る と言 わ れ て い る. 上 記 を 壁 面 へ の 作 用 力 の 観 点 で 比 較 し て み る と, FACが 顕 著 と な る よ うな 水 単 相 流 配 管(流 速3m/sec 程 度)で は10Pa程 度 の オ ー ダ の 小 さ な 値 と な る9). 一 方 エ ロ ー ジ ョ ン の 場 合 の 衝 撃 力 は_{,水 撃 理 論 を べ} 一 ス と し た 評 価 が 可 能 と さ れ_{,100MPaか らGPaオ} ー ダ に 及 ぶ と 言 わ れ て い る6) .こ れ らの 衝 撃 圧 は, 炭 素 鋼 の 疲 労 強 度 が 約100MPa程 度 で あ る こ と を 考 慮 す れ ば,減 肉 の 発 生 に 充 分 と考 え られ る. こ の よ う に 減 肉 の メ カ ニ ズ ム が 異 な れ ば,そ の パ ラ メ ー タ 影 響 や 対 策 も 異 な っ て く る.従 っ て,FAC と エ ロ ー ジ ョ ン と は 流 体 力 学 的 観 点 で 区 別 し て 議 論 す べ き も の で あ る と言 え る. 表1各 現象 の発 生 頻 度 と破 断確 率 図1 代 表 的 な 配 管 減 肉現 象 3.2 流 れ 加 速 型 腐 食(FAC)の 研 究 動 向 3.2.1 FACの 評 価 モ デ ル FAC現 象 の 中 で 乱 流 に よ る物 質 移 動 は 重 要 な 因 子 で あ る が,鉄 イ オ ン の 溶 出 や 酸 化 膜 内 の 拡 散 な ど も モ デ ル 化 の 必 要 が あ る.現 状 で はFAC現 象 の 全 体 モ デ ル 自 体 が 研 究 対 象 で あ る と 言 え る. そ の 中 で,Sanchez-Calderaの モ デ ル10)は フ ラ ン ス の 配 管 減 肉 管 理 で 実 績 が あ る 予 測 コ ー ドBRT-CICEROで 使 用 され て い る. Sanchez-Calderaの モ デ ル で は,FAC過 程 は 以 下 の 3つ の 素 過 程 で 表 現 可 能 で あ る と し て い る(図2). (1) 鉄 の 母 材 表 面 か ら,水 に よ る 酸 化 に よ りFe2+が 生 じ る過 程 (2) 過 程(1)で 生 成 したFe2+イ オ ン が,多 孔 質 体 で あ る 酸 化 物 中 の 空 隙 を 通 して 拡 散 す る 過 程 (3) 酸 化 物 表 面 か らFe2+イ オ ン が バ ル ク 水 中 に 拡 散 す る 過 程 上 記 の3つ の 過 程 を 定 式 化 す る と,減 肉 率RTの 予 測 式 は,以 下 の よ うに 求 め られ る. 図2 Sanchez Calderaら10)のFACモ デ ル の 模 式 図

(1) こ こ で,K*はFe2+の 生 成 の た め の 反 応 速 度 定 数,0 は 酸 化 膜 の 空 隙 率,CeqとC∞ は そ れ ぞ れ,Fe2+の 溶 解 度 とバ ル ク 水 中 のFe2+の 濃 度,fは 酸 化 し た 鉄 が マ グ ネ タ イ トに な る割 合,δ は 酸 化 膜 の 厚 さ,Dは 当該 系 の 温 度 に お け る水 中 の 鉄 の 拡 散 係 数,ん は 物 質 移 動 係 数 で あ る.式(1)よ り,K*,D,Kの 中 で 一 番 小 さ い 過 程 が 律 速 と な る こ と が わ か る.ま た こ れ ら の パ ラ メ ー タ 値 が 大 き く な れ ば,減 肉 率 も 高 く な る. 反 応 速 度 定 数K*は,一 般 に 様 々 な 物 質 が 温 度 依 存 で 劣 化 し て い く 現 象 を 表 す ア レ ニ ウ ス 則 K*=A・exp(-Ea/RT)で 表 さ れ る と され る.こ こ で A ,Eaは 材 料 や 環 境 に 対 し て 固 有 の 定 数,Tは 絶 対 温 度,Rは 気 体 定 数 で あ る.

Fe2+イ オ ン の 溶 解 度Ceq,酸 化 膜 の 空 隙 率0は,FAC に 大 き く影 響 す るpHや 酸 素 注 入,あ る い は 材 料 の 微 量Crの 効 果 な ど を 表 す 材 料 因 子,水 化 学 因 子 を 表 す 重 要 パ ラ メ ー タ で あ る. 式(1)の中 で 重 要 な 流 動 因 子 は,物 質移 動係 数Kで あ り,次 節 で 説 明 す る よ うに乱 流 伝 熱 とア ナ ロ ジ が あ る と言 わ れ て い る. 3.2.2乱 流 に よ る 物 質 移 動 の モ デ ル 一 般 に 円 管 内 な ど 壁 面 を 沿 っ て 乱 流 が 流 れ る 場 合 , 壁 面 か ら の 物 質 移 動 と熱 伝 達 に は ア ナ ロ ジ が あ る と 言 わ れ て い る11,12).こ の ア ナ ロ ジ の モ デ ル は い くつ か あ る が,こ こ で は 簡 便 で 比 較 的 精 度 が 高 い と さ れ て い るChilton-Colburn13)の も の を 説 明 す る. Chilton-Colbumは,熱 移 動 と 物 質 移 動 に 関 す る 様 々 な 実 験 デ ー タ か ら,下 記 の 関 係 が あ る と した. (2) こ こで,Nuは 熱 伝 達 率 の 無 次 元数 で あ るヌ ッセ ル ト 数(=hd/λ=qwd/λ(Ts-T∽)),Prは プ ラ ン トノレ数 晦 は 次 式 の レイ ノ ル ズ 数 と シ ュ ミ ッ ト数 で あ る. (3) こ の 関 係 に,摩 擦 損 失 係 数fと してBlasiusの 式 (4) を 代 入 す れ ば,以 下 の よ う に な る. (5) 一 方 乱 流 伝 熱 お よ び 物 質 移 動 で は ,し ば し ば 実 験 式 と し て,以 下 のDittus-Boelterの 式 が 使 わ れ る. (6) Dittus-Boelterの 式 は,式(5)と 類 似 の 形 を し て い る. こ こ でFickの 法 則 に よれ ば,ε,εH,εDを そ れ ぞ れ 渦 動 粘 度,渦 熱 拡 散 率,渦 拡 散 係 数 と し,α を 温 度 伝 導 率(=λ/Cpρ,λ は 水 の 熱 伝 導 率,Cpは 水 の 比 熱,ρ は 水 の 密 度)と す る と き,乱 流 場 の 勇 断 応 力 τ, 熱 流 束q,物 質 流 東Jは 以 下 の よ う に 表 せ る. (7) 式 でuは 流 速,ω はFe2+イ オ ン の 質 量 分 率 で あ り, は ア ン サ ン ブ ル 平 均 を 表 す. 壁 面 近 傍 には 粘 性 底 層 と呼 ばれ る層 流 域 が あ る が, 浅 野11)によれ ば,粘 性 底 層 内 で は分 子 輸 送 が 乱 流 渦 拡 散 と比 較 して 支 配 的 とな り, (8) と し て,式(7)を 解 析 的 に も示 す こ と が で き る. 式(2)で注 目 され る の は,ShやNuが 摩 擦 損 失 係 数 と関係 が あ る こ とで あ る.た だ し物 質移 動 が 勇 断 力 に よ り剥離 す る現象 で あ る こ と を意 味 して は い な い. 両現 象 は 乱流 境 界 層 内 の輸 送 現象 と関 わ り,ま た摩 擦 損 失 係 数 も乱流 境 界層 の流 速 分布 で 決 ま っ て きて い る こ とか ら,式(2)の よ うな 関係 が得 られ て い る. こ こ で 粘 性 底 層 の 厚 さ は,FACが 発 生 し や す い 工 業 用 配 管 中 を 水 が 流 れ る場 合(約3∼5m/sec,150℃ 程 度)に つ い て 計 算 す る と,約100μmの 場 合 の オ ー ダ で あ る.一 方 引 き 抜 き 管 の 表 面 粗 さ は 約1.5μm程 度 で あ り,表 面 粗 さ の 影 響 は 小 さ い と言 え る. FACに よ る 配 管 減 肉 が 発 生 す る と,表 面 に 鱗 片 状 の 模 様 が で き 表 面 が 粗 く な る が,こ の 場 合 の 管 内 流 の 摩 擦 損 失 に つ い て は,流 体 の 分 野 で は 有 名 な ム ー デ ィ 線 図 が あ る.こ の 線 図 に よ れ ば,粘 性 底 層 厚 さ よ り表 面 が 粗 く な る と,壁 面 が な め ら か な 場 合 の Blasiusの 摩 擦 損 失 係 数 か ら 大 き く は ず れ て く る. Chilton-Colbumの ア ナ ロ ジ で は 粘 性 底 層 内 の 物 質 移 動 を 仮 定 して い る た め,こ の よ う な 粗 い 面 に 対 し て の ア ナ ロ ジ の 成 立 性 は 今 後 検 討 の 必 要 が あ る. こ の 他 の ア ナ ロ ジ と して,乱 流 拡 散 が 分 子 輸 送 と 比 較 し て 支 配 的 で あ る とす るReynoldsの ア ナ ロ ジ な ど が あ る が,詳 細 は 文 献11,12)を参 照 さ れ た い. 3.2.3物 質 移 動 に 関 す る 研 究 動 向 これ ま で も偏 流 部 の 乱流 伝 熱 や 物 質移 動 に つ い て の研 究 は な され て き て い る. ま ず プ ラ ン トに お け るFAC評 価 で は,直 管 部 の 物 質 移 動 は3.2.2節 で 説 明 した ア ナ ロ ジ よ り式(6)を 用 い て 求 め,偏 流 部 の 物 質 移 動 は 形 状 係 数 と し て 直 管 部 と の 比 と し て 与 え る エ ン ジ ニ ア リ ン グ 的 な 評 価 が

な さ れ て い る(Keller14)). ま た,偏 流 部 の 局 所 の 物 質 移 動 を 求 め た 例 と し て は,Wang15)は エ ル ボ に つ い て,汎 用 数 値 流 体 解 析 コ ー ドCFXを 用 い_{,乱 流 モ デ ル と して 一 般 的 なk-ε モ} デ ル を 使 用 し,物 質 移 動 の 保 存 式 も た て て 評 価 し て い る.ま た 結 果 をAchenbach16)に よ る 流 れ の 中 の ナ フ タ リ ン の 昇 華 に 関 す る デ ー タ と比 較 し,傾 向 と し て よ く 一 致 す る こ と を 示 し て い る. さ ら にKranl7)は,オ リ フ ィ ス 下 流 部 の 乱 流 伝 熱 に つ い て,局 所 に お け る ヌ ッセ ル ト数Nudと 直 管 部 に お け る 現、と の 比 を 求 め,配 管 径 の2倍 の 軸 方 向 位 置 で ピー ク が で る こ とや,Reに 対 す る 影 響,様 々 な 研 究 者 の 結 果 と の 比 較 な ど を 行 っ て い る 一 本 結 果 は 物 質 移 動 と乱 流 伝 熱 と の ア ナ ロ ジ も 考 慮 す れ ば,配 管 減 肉 に も参 考 と な る 結 果 で あ る 一 し か し,偏 流 部 の 乱 流 伝 熱 や 物 質 移 動 に 関 す る 研 究 は 十 分 と は 言 い 難 く,ま たChilton-Colburnの ア ナ ロ ジ の 偏 流 部 で の 成 立 性 に つ い て も,課 題 と して 残 され て い る よ うで あ る. 一 方2004年 の 配 管 減 肉 に よ る 美 浜 事 故 以 降_{,ま え} が き で 説 明 し た 研 究 開 発 ロ ー ドマ ッ プ と対 応 し て 様 々 な 研 究 が 開 始 さ れ,流 動 因 子 の 検 討 も 活 発 化 し て い る. 現 状 で 公 表 され て い る も の に は,偏 流 部 のCFD解 析 やPIV計 測 に よ り,そ の 流 動 挙 動 を 把 握 した もの 18) ,CFD解 析 とLDV計 測 に よ り流 動 分 布 を 把 握 す る と と も に 減 肉 実 験 を 実 施 して,勇 断 力 と減 肉 挙 動 と を 比 較 した も の19,20),将 来 的 に 物 質 移 動 係 数 を 算 出 す る こ と を 念 頭 に,偏 流 部 のCFD解 析 を 行 っ て い る も の21,22)な どが あ る.式(2)で 物 質 移 動 係 数 が 壁 面 勢 断 力 と密 接 な 関 係 が あ る こ と を 考 え れ ば,壁 面 勇 断 力 で 整 理 す る の は 理 に か な っ た 検 討 と も 言 え る. 著 者 の 所 属 す る グ ル ー プ で も,CFD解 析 とPIV計 測 を 元 に 流 動 分 布 を 把 握 し,Chilton-Colburnの ア ナ ロ ジ を 元 に 偏 流 部 の 局 所 物 質 移 動 係 数 を 求 め る こ と を 試 み て い る23,24).こ の 研 究 で は,壁 面 近 傍 の 粘 性 底 層 内 の 乱 流 速 度 を 加 味 し た 実 効 摩 擦 速 度 を 用 い た 局 所 物 質 移 動 係 数 を 提 案 し,偏 流 領 域 の 減 肉 実 験 結 果 と比 較 し,減 肉 率 と の 間 に よ い 相 関 が 得 られ る こ と を 示 し て い る(図3). 今 後 乱 流 理 論 の基 礎 に立 ち返 っ て,偏 流 部 の 乱 流 に よ る物 質 移 動 の メ カ ニ ズ ム解 明 が期 待 され る. 3.3液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン(LDI)の 研 究 動 向 次 に 配 管 減 肉 の も う一 つ の 重 要 な 要 因 で あ る エ ロ ー ジ ョ ン に つ い て 説 明 す る . エ ロ ー ジ ョ ン の 中 で キ ャ ビ テ ー シ ョ ン ・エ ロ ー ジ 図3壁 面 近 傍 の 粘 性 底 層 内 の 乱 流 速 度 を加 味 した 実 行 摩 擦 速 度 を用 いた 局 所 物 質 移 動 係 数23,24) ヨ ン が 重 要 で あ る の は,議 論 の 余 地 が な い で あ ろ う. 一 方 キ ャ ビテ ー シ ョ ン は_{,キ ャ ビテ ー シ ョ ン 係 数 に} よ り 発 生 条 件 が あ る 程 度 予 測 で き る 一 プ ラ ン ト管 理 で は そ の 発 生 が 疑 わ れ る 箇 所 は 定 期 的 に 検 査 す る な ど の,設 計 か ら運 用 に 至 る 総 合 的 管 理 が あ る 程 度 可 能 で あ る 一 ま た 体 系 的 に と り ま と め られ た 著 書25) も あ る こ とか ら,本 稿 で は 扱 わ な い. 以 下 で は 最 近 事 例 が 散 見 し,日 本 機 械 学 会 規 格 で も 管 理 が 求 め ら れ て い る 液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン (LDI)に つ い て 説 明 す る. LDIの 事 例 は,復 水 器 に つ な が る ベ ン ト系 に お け る も の が 目 立 ち,こ の 場 合 は 負 圧 で あ る た め ピ ン ホ ー ル が 開 い て も外 気 を 吸 い 込 む こ と と な る .ま た抽 気 系 や ド レ ン 系 な ど,正 圧 の 系 統 の 例 も あ る.破 損 状 況 を 見 て み る と,文 献 に よ れ ば 調 査 した す べ て の 事 例 で 口径 の 小 さ い ピ ン ホ ー ル で あ り,破 断 に 至 っ た 例 は 見 あ た ら な い.す な わ ちFAC(流 れ 加 速 型 腐 食)の よ う な 大 破 断 に 至 る 可 能 性 は あ ま り 高 く な い と 考 え られ て い る6). 3.3.1液 滴 衝 撃 エ ロ 一 ジ ョ ン の 評 価 法(LDI) 液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン に つ い て は,基 本 的 に 以 下 の 手 順 で 評 価 が な され る. (1)CFDコ ー ドで 対 象 と な る 系 統 の 流 速 を 求 め る. (2)流 速 と湿 り度,音 速 な ど を 入 力 と す る 液 滴-材 料 相 互 作 用 の モ デ ル 式 か ら減 肉 率 を 予 測 す る. 過 程(1)に つ い て は,LDIが 問 題 と な る 蒸 気 系 は 圧 縮 性 流 体 で あ る た め,流 れ 方 向 に 圧 力 が 降 下 す る と 流 速 が 上 昇 し,流 速 分 布 を 解 析 す る 必 要 が あ る.ま た 過 程(2)で 使 用 可 能 な 評 価 法 と し て は,Sanchez-Caldera10)に よ り,減 肉 速 度m(m/h)の 予 測 式 と し て 以 下 が 提 案 さ れ て い る. (9)

こ こ でCは 実 験 値 に 基 づ く減 肉 係 数 で,1.1×10-6,ρ は 液 体 密 度,グ は 液 滴 速 度,ｘ は ク オ リ テ ィ, mt ot、[kg/h]は系 の 質 量 流 量,Ac[m2]は 液 滴 が 衝 突 す る 領 域 の 面 積,Feは 液 滴 の エ ン ト レイ ン メ ン ト率,Fh は ヒ ッ テ ィ ン グ フ ァ ク タ(エ ル ボ な ど の 形 状 に よ っ て 決 め ら れ る 係 数)で あ る.ま た,P[Pa]は 酸 化 皮 膜 あ る い は 母 材 の 弾 性 率,εcは 酸 化 皮 膜 の 破 壊 に 必 要 な ひ ず み の 蓄 積 量 で あ る 。 Sanchez-Calderaの 式 で は,減 肉 率 が 流 速 の5乗 に 比 例 し,こ れ は 実 験 結 果 と 整 合 す る 傾 向 と 言 わ れ て い る.し か し基 本 的 に 平 均 損 傷 深 さ を 求 め る も の で, 局 所 の 減 肉 率 の 算 出 に は 液 滴 が 衝 突 す る 面 積 オ.を 推 定 す る 必 要 が あ る. 3.3.2液 滴-材 料 相 互 作 用 の 素 過 程 の モ デ ル 液 滴 が 衝 突 す る と き の 液 滴-材 料 相 互 作 用 の 素 過 程 の モ デ ル と し て は,以 下 の も の が あ る. ま ず 局 所 の 衝 撃 力 の モ デ ル は い ず れ も 水 撃 理 論 を ベ ー ス お り,ま た実 験 的 に衝 撃圧 を 求 め た例 と して は,Rochesterら26)に よ り衝 撃 圧 力 の 計 測 結 果 か ら, 水 撃 圧 ρCVの0.7倍 で 近 似 で き る と して い る.た だ し文 献 内 で,衝 撃 力 の 計 測 セ ン サ の 大 き さや 時 間 分 解 能 が 十 分 で な い 可 能 性 も 述 べ て い る. 計 算 例 と し て,150m/secの 液 滴 の 場 合 の 衝 撃 圧 は 約270MPaと な り,炭 素 鋼 の 疲 労 限 界 応 力 を 超 え る. 一 方_{,液 滴 衝 撃 エ ロー ジ ョ ン に よ る 減 肉 率 が 液 滴} 流 速 の4∼5乗 に 比 例 す る こ とか ら,あ る 流 速 以 下 で は エ ロ ー ジ ョ ン の 発 生 が ほ ぼ 無 視 で き る 最 小 エ ロー ジ ョ ン 発 生 流 速 が 存 在 す る と言 わ れ て い る.こ の 流 速 を 求 め た も の と してShinogayaら27)は,水 や 水 銀 を 用 い た 実 験 に よ り,純 鉄 で100m/sec,炭 素 鋼 で 110m/secと し て い る.ま た 鶴 田 ら は,回 転 盤 を 用 い た 試 験28)で,18-8ス テ ン レス に 対 す る 水 の エ ロ ー ジ ョ ン 限 界 流 速 を70m/secと して い る. 3.3.3液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン の 最 近 の 研 究 動 向 液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン に よ り大 破 断 が 発 生 す る 可 能 性 は 低 い と 考 え られ る が 事 例 も 散 見 す る こ とか ら, 2004年 の 美 浜 事 故 以 降 各 機 関 で 研 究 が 開 始 され た. 服 部 ら29)は,水 噴 流 が 様 々 な 材 料 に 与 え る エ ロ ー ジ ョ ン 特 性 を 調 べ,限 界 流 速 や 減 肉 率 の 流 速 依 存 性 を 求 め て い る.こ の 分 野 で は,材 料 表 面 の 酸 化 膜 の 効 果,す な わ ち 損 傷 す る の が 酸 化 膜 か 母 材 か が 議 論 と な っ て お り,各 機 関 で 研 究 が 進 め ら れ て い る. 一 方 著 者 ら の グ ル ー プ で は ,森 田 に よ りCFDと Sanchez-Calderaの 式 な ど と を 組 み 合 わ せ て,減 肉 率 を 予 測 す る た め の 統 合 化 され た 以 下 の よ うな シ ス テ ム を 構築 し て い る(図4参 照)30,31): (1)対 象 と な る 系 統 の 流 動 場 をCFD解 析 す る.こ の た め に,3次 元 圧 縮 性 流 体 解 析 が 可 能 なLESモ デ ル のCFDコ ー ドMATIS32)を 使 用 す る.状 況 に 応 じ て 三 次 元 計 算,一 次 元 計 算 を 行 う. (2)上 記 で 求 め た 流 動 場 に 液 滴 を 乗 せ,液 滴 の 壁 面 へ の 衝 突 を 解 析 す る .液 滴 径 は,別 途 実験 に よ り求 め て デ ー タ ベ ー ス 化 し て あ る. (3)壁 面 へ の 液 滴 の 衝 突 速 度 か ら,Sanchez-Caldera の 式(9)を 用 い て 局 所 の 減 肉 率 を 算 出 す る. 今後 この よ うな 評価 シス テ ム を充 実 化 させ る と と もに,エ ロー ジ ョン損 傷 に対 す る酸 化 膜 の 効 果 な ど の減 肉 の メ カ ニ ズ ム を解 明 し,そ の 中で 使 わ れ る最 小 エ ロー ジ ョン発 生 流 速 や減 肉率 の 流 速 依 存 性 な ど の相 関式 を整 備 して い く こ とが 重 要 と考 え る. 4流 動 に よ って励 起 され る 構 造 物 振 動(FIV) 4.1音 響 共 鳴 現 象 に よ っ て 生 じ る 疲 労 FIVも,1991年 の美 浜2号 機 蒸 気 発 生器 伝 熱 管破 断 事 象 にお け る気 液 二 相 直 交 流 中 の 管群 の 流 力 弾性 振 動 や,1995年 の もん じ ゅ温 度 計 さや 管 破 損 事象 に 図4液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン の 減 肉 率 を 予 測 す る た め の 統 合 化 され た シ ス テ ム の 例30,31)

お け る 円 柱 構 造 物 の 渦 励 振 な ど,注 目 を 集 め る 事 象 を 引 き 起 こ し て き た.こ れ ま で に こ れ ら の 現 象 に つ い て 日 本 機 械 学 会 で 評 価 規 格3334)が 整 備 さ れ て い る. 一 方 ,圧 力 脈 動 が 配 管 内 を 伝 わ っ て 口 径 の 大 き い 母 管 に 接 続 さ れ た 計 測 な ど に 使 わ れ る 小 口 径 管 や 炉 内 構 造 物 を 疲 労 破 損 さ せ た 事 例 が 最 近 散 見 され る. 事 例 で の 圧 力 脈 動 源 は,以 下 の も の が あ る (1)回 転 翼 を 持 つ ポ ン プ か ら発 生 す る,羽 根 通 過 周 波 数(羽 根 枚 数 × 圧 縮 機 同 転 数)お よ び そ の 高 調 波 成 分 を 持 つ 圧 力 脈 動(ポ ン プ 後 流 のN,Nz 振 動) (2)蒸 気 加 減 弁 を 絞 っ た と き に,絞 り部 で 発 生 す る 超 音 速 乱 流 に 起 因 す る 圧 力 脈 動 (3)SRV(逃 が し安 全 弁)な ど 先 が 閉 じた 分 岐 管 部 で 発 生 す る キ ャ ビテ ィ ー トー ン 現 象 以 下 で は こ れ ら の 現 象 の 研 究 動 向 を 説 明 す る. 4.2中 間 開 度 時 の 蒸 気 加 減 弁 に 起 因 す る圧 力脈 動 蒸 気 系 で 使 用 され る 圧 力 調 整 弁 で は,起 動 時 な ど の 小 開 度 時 に,す き ま の 狭 い 部 分 で 音 速 と な る激 し い 流 れ と な り,大 き い 圧 力 変 動 源 と な る.こ の 圧 力 変 動 に 起 因 し て,弁 体 そ の も の の 損 傷,お よ び 弁 下 流 側 の 小 ロ径 管 の 損 傷,下 流 側 に と りつ け ら れ た 機 器 の 誤 動 作 等 が 発 生 した 例 が あ る. こ の 圧 力 変 動 は 広 帯 域 の 周 波 数 成 分 を 有 して お り 平 面 波 と し て だ け で な く,発 電 所 の 主 蒸 気 系 配 管 の よ うな50cmを 超 え る 大 ロ 径 配 管 で は 高 次 モ ー ドの 圧 力 脈 動 と して 伝 播 す る 場 合 が あ り,管 壁 に 高 次 の シ ェ ル モ ー ドの 共 振 現 象 が 発 生 して,予 想 以 上 に 下 流 側 ま で 圧 力 波 が 伝 播 す る 場 合 が あ る35). 本 現 象 は 一 般 に 定 格 運 転 で は 小 さ く な る た め,通 常 運 転 時 は 問 題 と な ら な い 場 合 が 多 い. 小 開 度 時 の 蒸 気 系 の 弁 に 起 因 す る 振 動 現 象 に つ い て は,最 近 森 田 ら(例 え ば 文 献36)),米 澤 ら(例 え ば 文 献37))に よ り精 力 的 にCFD解 析 お よ び 空 気 や 蒸 気 に よ る 実 験 的 な 研 究 が 行 わ れ て い る.こ れ ら の 研 究 に よ り,弁 が 中 間 開 度 の 時 に の み,弁 周 辺 の 流 れ の 一部 が 弁 体 に 付 着 し て 局 所 的 な 高 圧 が 発 生 し, そ れ が 配 管 の 周 方 向 に 回 転 し て ス パ イ ク状 の 圧 力 変 動 現 象 が 発 生 す る こ と,本 現 象 が 弁 体 の 振 動 も 引 き 起 こ し う る こ と,弁 座 に 流 れ が 付 着 す る よ うに 弁 体 形 状 を 工 夫 す る と,振 動 抑 制 に 有 効 で あ る こ と な ど が 明 ら か に な っ て い る. 4.3ポ ン プ 後 流 のN,Nz振 動 ポ ン プ は 一 般 に 回 転 数N(rpm)と,そ の 翼 枚 数 を か け た 成 分,さ ら に は そ の 高 調 波 成 分 の 圧 力 脈 動 源 と な る.本 現 象 は 下 流 側 配 管 に と りつ け られ た 小 口径 管 の 疲 労 破 損 の 原 因 と な り う る. 田 中 ・森38)は 最 近,ボ ン プ で 誘 起 され た 圧 力 脈 動 に つ い て,配 管 は 伝 達 マ ト リ ッ ク ス法 で,容 器 内 は 3次 元 音 響 解 析 コ ー ドSYSNOISEに よ り解 析 し,圧 力 脈 動 が 容 器 内 に ど の よ う に 伝 わ る か を 評 価 して お り,実 験 も 行 っ て,共 鳴 振 動 数,モ ー ド形 状,卓 越 圧 力 脈 動 値 の 予 測 を 試 み て い る. 4.4キ ャ ビテ ィ トー ン 現 象 の 研 究 動 向 キ ャ ビ テ ィ トー ン 現 象 は 逃 が し安 全 弁 な ど 先 が 閉 じ た 分 岐 管 つ け 根 部 で,自 由 勢 断 層 が 不 安 定 と な り, 勇 断 層 が 後 縁 に 衝 突 す る と き に 圧 力 波 が 生 じて 上 流 側 に 伝 播 し,前 縁 の 勢 断 層 に フ ィ ー ドバ ッ ク して, 大 き な 笛 吹 音 が 発 生 す る 現 象 で あ る(図5,図6).

本 現 象 は 米 国Excelon社 のQuad cities2号 機 で, 17.8%の 出 力 向 上 を 実 施 し た と き に,主 蒸 気 管 の 電 動 逃 が し 安 全 弁(Electromatic Relief Valves, ERV)で 発 生 し た 当 該 圧 力 脈 動 が 炉 容 器 内 に 伝 播 し,蒸 気 乾 燥 器 を 破 損 さ せ た 現 象 と し て 知 ら れ て い る.本 プ ラ ン ト で は 現 象 把 握 の た め の プ ラ ン トデ ー タ が 取 得 さ れ る

と と も に,当 該 現 象 を 減 衰 さ せ る た め に,化 学 プ ラ ン ト な ど で 対 策 と し て 使 用 さ れ る 音 響 サ イ ドブ ラ ン チ(Acoustic Side Branch, ASB)が と り つ け ら れ た39).

キ ャ ビ テ ィ トー ン 現 象 に つ い て は,こ れ ま で Weaverら40)に よ り体 系 的 に 研 究 が な され,発 生 条 件 が 分 岐 部 の 音 響 固 有 周 波 数f分 岐 管 の 直 径4主 流 速 度uと す る と き の ス トロ ハ ル 数(St=fd/u)で 整 理 で き る こ と を 示 す と と も に,分 岐 管 付 け 根 部 のRの 影 響 も,分 岐 管 直 径 に 加 え れ ば よ い こ と を 示 した. 基 本 的 な 特 性 はWeaverら に よ りほ ぼ 解 明 さ れ て い る が,国 内 プ ラ ン トで の 出 力 向 上 時 の 影 響 評 価 を 念 頭 に,最 小 発 生 流 速 の よ り正 確 な 把 握,蒸 気 系 へ

図5分 岐 管 部 で 発 生 す る キ ャ ビ チ ィ ー トー ン 現 象 (a)枝 管 部 近 傍 の 圧 力 分 布 ・速 度 ベ ク トル ・速 度 の 等 値 面(左:圧 力 変 動 の 最 小 値 付 近,右:圧 力 変 動 の 最 大 値 付 近,St:0.424) (b)枝 管 部 天 端 の 静 圧 時 間 (c)St数 に 対 す る 圧 力 変 履 歴(St:0.391)動 振 幅 図6キ ャ ビ テ ィ ー トー ン 現 象 の 解 析 例41) の 適 用 性 な ど を 把 握 す る た め,国 内 で 最 近 い く つ か 研 究 が 行 わ れ て い る.た と え ば 森 田 ら,高 橋 ら は, 分 岐 部 の 流 動 挙 動 を 詳 細 なCFD解 析 に よ り予 測 し, ス トロ ハ ル 数 で 整 理 す れ ば 空 気 と湿 り蒸 気 で 相 似 性 が あ る こ と を 示 す と と も に,実 機 を 詳 細 に 模 擬 し た 1/10ス ケ ー ル の 空 気 に よ る 試 験 を 行 っ て い る41,42). ま た 北 島 ら は,音 響 解 析 に よ り 固 有 モ ー ドを 確 認43) して お り,李 ・岡 本 ら は,分 岐 部 の 流 れ を 実 験 的 に 可 視 化 して い る44). 5お わ りに 本 稿 で は,冷 却 材 流 れ に伴 う劣 化 現 象 の 中 の代 表 例 で あ る配 管 の 減 肉現 象 お よび 流 動 に よ っ て励 起 さ れ る構 造 物 振 動 現 象 につ いて,最 近 の動 向 につ い て 紹 介 した. 軽 水 炉 発 電 につ い て は,現 状 技 術 で把 握 して い る 範 囲 で,保 守性 を も って 運 転 して い くこ とは 可能 と 考 え られ る.し か し,今 後 の プ ラ ン トの 高経 年 化 対 策や 日常保 全 の 高 度 化,出 力 向 上 な どの高 度 利 用 を 考 え れ ば,技 術 的 にみ て 流 体 力 学 はそ の枢 要 技 術 の 一 つ で あ る こ とは 間 違 い な い .今 後は乱流 な どの流 体 力 学 の基 礎 を 十 分 に 理 解 した 上 で,本 稿 で 述 べ た よ うな新 た な課 題 に 取 り組 ん で い く必 要 が あ る. 引 用 文 献 1) 原 子 力 委 員 会 「原 子 力 政 策 大 綱 」 2005年10月. 2) 青 木,各 務,西 端 「東 海 第 二 発 電 所 原 子 炉 出 力 向 上 計 画 に お け る 技 術 評 価 一 そ の1∼7」 日本 原 子 力 学 会2008秋 の 大 会(2008) B53-B59, 3)日 本 機 械 学 会 基 準 「配 管 の 高 サ イ クル 熱 疲 労 に 関 す る 評 価 指 針 」 JSMESOI7(2003)

4) K. Gott, "Materials degradation database development as a tool for safety regulation and ageing management, " 2nd International Symposium on the Ageing Management and Maintenance of Nuclear Power Plants, ISaG2008, NISA (2008).

5) S.R.Gosselin, K.N.Fleming, "Evaluation of Pipe Failure Potential via Degradation Mechanism Assessment", ASME/JSME ICONE5 (1997).

6) 発 電 用 設 備 規 格 配 管 減 肉 管 理 に 関 す る 規 格 (2005年 版 増 訂 版) JSMESCAI-2005(2005) 7) 発 電 用 原 子 力 設 備 規 格 「加 圧 水 型 原 子 力 発 電 所 配 管 減 肉 管 理 に 関 す る 技 術 規 格 」 (2006年 版) JSMESNGI-2006. 8) 発 電 用 原 子 力 設 備 規 格 「沸 騰 水 型 原 子 力 発 電 所 配 管 減 肉 管 理 に 関 す る 技 術 規 格 」 (2006年 版) JSMESNHI-2006. 9) 森 田 「擬 似 圧 縮 性 法 に よ る3次 元CFDコ ー ド" MATIS-1"の 開 発 と縮 流 部 流 れ へ の 適 用 」 第83 期 日 本 機 械 学 会 流 体 工 学 部 門 講 演 会G603 (2005).

10) L. E. Sanchez-Caldera, "The Mechanism of Corrosion-Erosion in Steam Extraction Lines of Power Stations", Ph. D. Thesis, Dep. of Mech. Eng., MIT, Cambridge, Massachusetts (1984).

ll) 浅 野 「物 質 移 動 の 基 礎 と応 凧Fickの 法 則 か ら 多 成 分 系 上 流 ま で 」 丸 善(2004)。

12) 稲 田, 米 田, 森 田 藤 原, 古 谷 「配 管 減 肉 メ カ ニ ズ ム に 関 す る 流 体 力 学 的 考 察 」 材 料 と 環 境Vbl57 (2008) 218-223.

13) T. H. Chilton and A. P. Colburn, "Mass Transfer

(Absorption) Coefficients: Prediction from Data on

Heat and Fluid Friction," Industrial and Engineering

Chemistry, Vol. 26(1934) 1183-1187.

14) V. H. Keller,"Erosionskorrosion

an

Nabdampfturbien," VGB Kraftwerkstechnik, Vol.

54, Heft 5 (1974) 292-295.

15) J. Wang, "Modeling flow, erosion and mass transfer

in elbows," PhD Thesis, The Univ. of Tulsa, Tulsa,

OK(1997).

16) E. Achenbach, "Mass transfer from bend of circular

cross section to air," Future Energy production

Systems, Academic Press, Vol. 1 (1976)327-227.

17) K. M. Krall, E.M.Sparrow, "Turbulent heat transfer

regions of a circular tube," Trans. ASME, J. Heat Transfer, Vol.88 (1966) 131-136. 18) 藤 澤, 早 瀬, 小 原, 井 小 萩 「オ リ フ ィ ス 背 後 の ミ ク ロ ・マ ク ロ 輸 送 現 象 と流 動 加 速 腐 食 に 関 す る研 究 」 日本 機 械 学 会 第13回 動 力 エ ネ ル ギ ー 技 術 シ ン ポ ジ ウ ムNo. 08-8(2008) 15-16. 19) 歌 野 原, 長 屋, 中 村, 村 瀬 「オ リ フ ィ ス 下 流 に お け る 流 れ 加 速 型 腐 食 の 評 価 そ の1: 流 れ 場 の 計 測 と数 値 計 算 そ の2: 腐 食 速 度 の 測 定 と 流 れ 場 の 影 響 評 価 」 日本 機 械 学 会 第13回 動 力 エ ネ ル ギ ー 技 術 シ ン ポ ジ ウ ム No.08-8(2008) 17-20. 20) 中 村, 村 瀬, 歌 野 原, 長 屋 「流 れ 加 速 型 腐 食 に 及 ぼ す 局 所 的 流 況 の 影 響 一 研 究 の 背 景 と オ リ フ ィ ス 下 流 の 腐 食 速 度 の 計 測 − 」 rNSSJoumal, Vbl. 15 (2008) 78-87. 21) 王, ニ ノ方, 内 田, 内 藤, 白川, 岡 田, 上 原 「連 成 解 析 に よ る気 液 二 相 流 中 構 造 物 の 振 動 ・腐 食 評 価 手 法 の 開 発28: 3次 元 数 値 解 析 を 用 い た オ リ フ ィ ス を 有 す る 円 管 流 に お け る 質 量 輸 送 係 数 評 価 」 日本 原 子 力 学 会 2008年 春 の 年 会(2008) 514. 22) 上 原, 内 田, 内 藤, 白 川, 岡 田, 王, 堀 田, 市 川 「 29: 乱 流 に 起 因 す る 質 量 移 行 係 数 の 評 価 」 日本 原 子 力 学 会 2008年 春 の 年 会(2008) 515. 23) 米 田, 森 田稲 田 「流 れ 加 速 型 腐 食 に対 す る影 響 因 子 の 定 量 的 な評 価(そ の2)∼ 壁 面 流 動 特 性 を 用 い た 物 質 移 動 係 数 モ デ ル の構 築 ∼」 電 中研 報 告LO7015(2008) 24) 米 田, 稲 田, 森 田 藤 原, 古 谷「 流 れ 加 速 型 腐 食 現 象 に 対 す る 物 質 輸 送 の 効 果 に 関 す る 検 討 」 日本 機 械 学 会 第13回 動 カ エ ネ ル ギ ー技 術 シ ン ポ ジ ウ ムNo. 08-8(2008) 21-22. 25) 加 藤 洋 治 編 著 「新 版 キ ャ ビテ ー シ ョ ン 基 礎 と最 近 の 進 歩 」 愼 書 店(1999).

26) M.C.Rochester, J.H.Brunton, "Influence of Physical

Properties of the Liquid on the Erosion of Solids",

ASTM STP 567(1974), 128-151

27) T.Shinogaya, T. Shinohara, M. Takemoto, "Erosion

of Metals in High Speed Mist Flow Evaluation of

Threshold Velocity by Acoustic Emission System" ,

10th Int. Congress on Metalic Corrosion, vol.

IV,Sessions 14-19(1987), 4047-4054.

28) 鶴 田, 徳 永, 村 田 「配 管 減 肉 現 象(流 れ 加 速 腐 食/ 液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン) に つ い て 」 材 料 と環 境 2006,A-203(2006) 4p. 29) 服 部, 早 川 滝 波 「鉄 鋼 材 料 の 液 体 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン 」 日本 機 械 学 会 第13回 動 カ エ ネ ル ギ ー 技 術 シ ン ポ ジ ウ ムNo. 08-8(2008) 37-40. 30) 森 田 「液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン評 価 法 」 日本 機 械 学 会 第13回 動 カ エ ネ ル ギ ー 技 術 シ ン ポ ジ ウ ムNo. 08-8(2008) 41-42. 31) 森 田 「液 滴 衝 撃 エ ロ ー ジ ョ ン 評 価 シ ス テ ム の 構 築 」 電 中研 報 告LO7017(2008). 32) 森 田 「蒸 気 の 非 平 衡 凝 縮 を 考 慮 で き る3次 元 流 体 数 値 計 算 コ ー ド"MATIS-SC" の 開 発 」 電 中 研 報 告LO4002(2005). 33) 日本 機 械 学 会 基 準 「配 管 内 円 柱 状 構 造 物 の 流 力 振 動 評 価 指 針 」 JSMESO12(1998). 34) 日本 機 械 学 会 基 準 「蒸 気 発 生 器 伝 熱 管U字 管 流 力 弾 性 振 動 防 止 指 針 」 JSMESOI6(2002). 35) 日本 機 械 学 会 編 「事 例 に 学 ぶ 流 体 関 連 振 動 第 2版 」 技 報 堂 出 版(2008). 36) 森 田, 稲 田, 森, 手 塚, 辻 本 「蒸 気 加 減 弁 に 生 じ る 流 体 振 動 現 象 の 抑 制 手 法 の 提 案 」 日本 機 械 学 会 論 文 集BVbl. 72(2006) 634-641. 37) 米 澤, 豊 平, 長 島, 辻 本, 手 塚, 森, 森 田, 稲 田 「蒸 気 加 減 弁 に 生 じ る遷 音 速 非 定 常 流 れ に 関 す る 単 純 形 状 を 用 い た 実 験 」 日本 機 械 学 会 論 文 集 B, Vbl. 74(2008) 303-309. 38) 田 中, 森 「原 子 炉 圧 力 容 器 ・ 再 循 環 配 管 系 の 圧 力 脈 動 に 関 す る 研 究 」 日本 機 械 学 会D& D2007, No.07-8(2007) No.818, 5p.

39) G.DeBoo, K.Ramsden, R.Gesior, B.Strub, "Identification of Quad Cities Main Steam Line Acoustic Sources and Vibration Reduction," 2007 ASME PVP2007-26658 (2007).

40) D. S. Weaver, G. O. Macleod, "Entrance Port Rounding Effects on Acoustic Resonance in Safety Relief Valves," ASME PVP-Vol. 389 Symp. on Flow-Induced Vibration (1999) 291-297. 41) 森 田, 稲 田, 吉 川, 高 橋 「BWR主 蒸 気 系 及 び ドラ イ ヤ の 音 響 ・ 流 動 振 動 評 価(5) 非 定 常 数 値 計 算 に よ る 蒸 気 と空 気 と の 相 似 性 の 検 討 」 日本 原 子 力 学 会2008年 秋 の 大 会(2008) E20. 42) 高 橋, 奥 山, 吉 川, 稲 田, 森 田 「;(6) BWR主 蒸 気 系 の 音 響 特 性 」 日 本 原 子 力 学 会 2008年 秋 の 大 会(2008) E21. 43) 北 島, 渡 邉, 松 永, 萩 原 「110万kWe級 沸 騰 水 型 軽= 水 炉 の 蒸 気 圧 力 脈 動 の 音 響 解 析 」 日本 原 子 力 学 会2006春 の 年 会(2006) N5. 44) 李, 岡 本, 吉 田, 染 矢 「音 響 共 鳴 を 伴 う管 内 空 気 流 れ 速 度 場 計 測 」 日本 原 子 力 学 会2008年 秋 の 大 会(2008) E22.