High accuracy heat transfer correlation on shell side of heat transfer tubes for pressurized water cooler in high temperature use
Creators
- 1. Japan Atomic Energy Research Inst., Oarai, Ibaraki (Japan). Oarai Research Establishment
Description
A primary pressurized water cooler (PPWC) with reverse-U type heat transfer tubes in the High Temperature Engineering Test Reactor (HTTR) cools the primary helium gas of 950℃ from the reactor to approximately 400℃ and its design heat capacity is 30MW. However, the heat transfer characteristics of the PPWC were not proven in detail because only a little experience about its design and construction has been obtained. The heat transfer correlations on the shell side were experimentally obtained by a 1/2 scale simulation test apparatus of the PPWC to improve design accuracy. These correlations can consider the effects of flow pattern around baffle plates, a seal mechanism to prevent by pass flow and an impingement plate with many small holes to improve heat transfer characteristics. (author)
Availability note (English)
Available from DOI: https://doi.org/10.3327/jaesj.38.665Abstract (Japanese)
HTTRでは、高温ガス炉技術基盤の確立と高度化のための試験、高温照射雰囲気における先端的基礎研究を行う。原子炉の1次冷却設備には、最大除熱量30MWの1次加圧水冷却器(Primary Pressurized Water Cooler: PPWC)と最大除熱量10MWの中間熱交換器(Intermediate Heat Exchanger: IHX)の2種類の熱交換器があり、原子類から流入した950℃の1次Heガスを約400℃まで冷却する。加圧水冷却器は、冷却水を沸騰させることなく高温の熱除去が可能で、閉サイクルのガスタービンプラントの圧縮機のプレクーラーや、蒸気タービンプラントの蒸気と水の給水加熱器として使用される。従来の熱交換器の伝熱設計では、除熱量が大きめになるように、伝熱面積に余裕を持たせる等の設計裕度を導入して、実験式の誤差を吸収し、冷却性能を満足させてきた。HENDELの熱交換器では、安全裕度を保守的に定めた結果、実際の除熱量が設計値より60%も大きくなったことが報告されている。また、従来の実験式は、伝熱管周りの局所的な熱伝達率を正確に表せないため、高温Heガスの入口部において局所的に熱流束が増加し、バーンアウト点に達する可能性が指摘されていた。そこで、バーンアウトを防止する構造を採用するとともに、PPWCの1/2スケールモデルの試験体を製作し、伝熱性能試験を実施することにより、従来の実験式より精度の高い管外熱伝達相関式を求めた。これらの相関式は、PPWCだけでなく類似の熱交換器の伝熱設計にも用いることができる。(日本)Additional details
Additional titles
- Original title (Japanese)
- 高温用加圧水冷却器の管外熱伝達相関式の高精度化
Identifiers
- DOI
- 10.3327/jaesj.38.665;
Publishing Information
- Journal Title
- Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi
- Journal Volume
- 38
- Journal Issue
- 8
- Journal Page Range
- p. 665-672
- ISSN
- 0004-7120
INIS
- Country of Publication
- Japan
- Country of Input or Organization
- Japan
- INIS RN
- 54066605
- Subject category
- S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
- Descriptors DEI
- ACCURACY; BAFFLES; CORRELATIONS; DESIGN; HEAT EXCHANGERS; HEAT FLUX; HEAT TRANSFER; HELIUM; HTTR REACTOR; MOCKUP; PERFORMANCE TESTING; PLATES; PRESSURIZATION; TUBES; WATER
- Descriptors DEC
- CONTROL EQUIPMENT; ELEMENTS; ENERGY TRANSFER; ENRICHED URANIUM REACTORS; EQUIPMENT; EXPERIMENTAL REACTORS; FLOW REGULATORS; FLUIDS; GAS COOLED REACTORS; GASES; GRAPHITE MODERATED REACTORS; HELIUM COOLED REACTORS; HTGR TYPE REACTORS; HYDROGEN COMPOUNDS; NONMETALS; OXYGEN COMPOUNDS; RARE GASES; REACTORS; RESEARCH AND TEST REACTORS; STRUCTURAL MODELS; TESTING
Optional Information
- Notes
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