AbstractNon-uniform flow distribution between parallel channels is one of the most serious concerns for self-cooled liquid metal blankets with electrically insulated walls. We show that uncertainties in flow distribution can be dramatically reduced by relatively simple design modifications. Several design features which impose flow uniformity by electrically coupling parallel channels are surveyed. Basic mechanisms for “flow balancing” are described, and a particular self-regulating concept using discrete passive electrodes is proposed for the US ITER advanced blanket concept. Scoping calculations suggest that this simple technique can be very powerful in equalizing the flow, even with massive insulator failures in individual channels. More detailed analyses and experimental verification will be required to demonstrate this concept for ITER.
並列チャネル間の流動分布の不均一性は、電気絶縁壁を有する液体金属ブランケットにとって最も深刻な懸念事項の一つである。我々は、比較的単純な設計変更によって流動分布の不確実性を大幅に低減できることを示す。並列チャネルを電気的に結合させることにより流動の均一性を強制するいくつかの設計手法を概説し、「流動バランシング」の基本メカニズムを説明する。さらに、米国ITER先進ブランケット概念に対して、個別の受動電極を用いた自己調整型の流動均一化手法を提案する。スコーピング計算の結果、この簡便な手法は、個々のチャネルにおける絶縁破壊が生じた場合でも、流動を均一化する上で非常に有効であることが示唆される。ITERへの適用には、より詳細な解析と実験による検証が今後必要である。