【目的】熱交換器内の異物振動による管束微動摩耗機構を明らかにし、摩耗の主要な影響因子と高リスク異物の寸法範囲を把握することを目的とする。 【方法】本研究はCPR1000-SG型蒸気発生器二次側で一般的な直径2～8mmの円柱状異物を対象とし、関連モデルと工学的パラメータを組み合わせ、一方向流体構造連成シミュレーション手法により異物位置と速度の動的応答を解明した。さらに、水平水洞実験システムを構築し、異物流体誘起振動試験を実施して数値シミュレーション中の流体誘起力計算の精度を検証した。シミュレーションおよび実験結果に基づき、異なる直径異物の運動軌跡、抗力特性、速度特性および摩耗パワー分布則を系統的に分析した。 【結果】異なる直径の異物が関連して運動段階、抗力の作用強度および速度パターンに影響を与え、最終的に摩耗パワー分布特性を決定する。管板領域では、直径4～6mmの円柱状異物の平均摩耗パワーが他のサイズより顕著に高く、特に直径5mmの異物の平均摩耗パワーがピークに達し、このサイズ範囲の異物が伝熱管の摩耗により顕著な影響を及ぼす。 【結論】本研究結果は、伝熱管の漏洩リスクを低減し、原子力発電所の運転安全性を向上させるための基礎理論支援および工学的参考となる。

蒸気発生器;二次側異物;流体誘起振動摩耗;摩耗パワー;異物直径