核電廠管路沖腐蝕模式之研究

Analyzing the erosion corrosion model in the pipe for a nuclear power plant

林秉泓(Bing-Hong Lin)

指導教授 ： 白寶實 ； 施純寬 ； 馮玉明

國立清華大學/原子科學院/工程與系統科學系/碩士(2009年)

摘要

管路沖腐蝕現象往往會造成重大損失，尤其像核電廠管路裡通常都是充滿高溫的流體，一旦因管路沖腐蝕薄化而破裂，後果可能不只是經濟上的損失，也可能會造成人員的傷亡。
本論文研究的內容主要是利用計算流體力學 (Computational Fluid Dynamics，CFD)程式（FLUENT）中三維、單相、紊流模式，模擬核三廠肘管、大小頭管件內三維單相流，以分析管路系統內流場，了解流場性質，如：近壁速度梯度、紊流動能或近壁剪應力與沖／腐蝕現象的關係，同時利用核三廠於大修期間檢測的管壁厚度數據與此關係來比較兩者的薄化位置分佈。本論文模擬4個核三廠之管路系統，且均為單相流管路系統。
由模擬結果發現，無論是近壁速度梯度、紊流動能或近壁剪應力與薄化厚度之關係均可分成三部份，在流場雷諾數較小及較大之部分，利用關係式近似出一條曲線，由此關係式所預測之薄化厚度與電廠量測數據有不錯的一致性，且由於曲線包含了所有數據，故此預測符合核電廠的保守要求。至於雷諾數介於中間之部分，薄化厚度則是與流場性質無關。
針對流場雷諾數較小及較大之部分，利用關係式找出近似曲線，及預測管路薄化位置，其與電廠量測數據比較之下有良好的一致性，且此模擬預測結果將更保守。

關鍵字：管路沖腐蝕、計算流體力學、單相流

關鍵字

管路沖腐蝕 ； 計算流體力學 ； 單相流

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無資料

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erosion-corrosion wear sites ； single-phase ； computational fluid dynamics (CFD) models

參考文獻

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