JIS B 8227:2013 気液二相流に対する安全弁のサイジング | ページ 2

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B 8227 : 2013
3.2.1
最高許容運転絶対圧力,pMAW(maximum allowable working absolute pressure)
  仕様温度に対応した運転中の加圧系頂部での最高許容圧力。
3.2.2
最高許容アキュムレーション圧力,pMAA(maximum allowable accumulated pressure)
  最高許容運転圧力と最高許容アキュムレーションとの合計。
    注記 最高許容アキュムレーション圧力は,運転及び火災に対して,適用規格に従って決定する。
3.2.3
最高許容アキュムレーション,ΔpA(maximum allowable accumulation)
  加圧系において,安全弁が吹出し中に最高許容運転圧力を超える圧力増加分の許容値。
    注記 最高許容アキュムレーションは,圧力単位又は最高許容運転圧力(ゲージ圧力)に対する百分
          率で表す。
3.2.4
吹出し圧力,pset(opening pressure)
  運転条件において安全弁が最終的に開き始める絶対圧力をいい,事前に決定する。
    注記1 吹出し圧力はJIS B 8210で定義する“設定圧力”(ゲージ圧力)と同義。
    注記2 詳細は図1 a) 及び図1 b) を参照。
3.2.5
超過圧力,Δpover(overpressure)
  安全弁の吹出し圧力psetを超える部分の圧力増加分。
    注記1 安全弁の吹出し圧力を加圧系の最高許容運転圧力に設定した場合は,最高超過圧力は最高許
            容アキュムレーションΔpAに等しい。
    注記2 超過圧力は,圧力単位又は吹出し圧力(ゲージ圧力)に対する百分率で表す。
3.2.6
吹出し中の加圧系の最高圧力,pover(maximum pressure in a pressurized system during relief)
  安全弁吹出し中の加圧系における最高圧力をいい,常に最高許容アキュムレーション圧力以下である。
3.2.7
サイジング圧力,p0(sizing pressure)
  安全弁のサイジングのときに使用する全ての物性データ(特にオメガパラメータω)を計算する圧力。
    注記 緩和系及び緩和する混成系の場合,サイジング圧力は吹出し圧力に等しくなければならない。
          緩和しない混成系及び気体放出系の場合,設計者はサイジング圧力を高めに設定してもよいが,
          それは最高許容アキュムレーション圧力を超えてはならない。
3.2.8
臨界圧力,pcrit(critical pressure)
  安全弁の最も狭い流路断面及び/又は安全弁出口配管の流路断面拡大箇所で音速に達する場合の圧力。
    注記 加圧系で与えられるサイジング条件において,この圧力で質量流量は最大に近づく。これ以上
          安全弁出口圧力が低下しても流量は増加しない。通常,臨界圧力は,安全弁のカーテン部,ノ
          ズル,及び/又は安全弁本体内で生じる。安全弁の出口配管が長い場合は,複数の場所で臨界
          圧力に達することもある。

――――― [JIS B 8227 pdf 6] ―――――

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3.2.9
臨界圧力比,ηcrit(critical pressure ratio)
  臨界圧力とサイジング圧力との比。
3.2.10
背圧,pb(back pressure)
  排出系の圧力がもたらす,安全弁出口に存在する圧力。
    注記 背圧は一定な場合又は変化する場合があり,既存背圧と累積背圧との合計である。
3.2.11
累積背圧(built-up back pressure)
  安全弁内部及び排出系を通過する流れによって安全弁出口に加わる圧力の増加分(安全弁が作動するこ
とによって出口配管に生じる圧力損失に相当)。
3.2.12
既存背圧(superimposed back pressure)
  安全弁が作動するときに安全弁出口に既に存在する圧力。
    注記 既存背圧は,他の加圧源によって排出系から安全弁出口に加わる圧力である。
3.2.13
入口配管圧力損失,Δploss(inlet pressure loss)
  保護する機器から安全弁入口までの配管における流れによる回復不能な圧力低下。
3.2.14
吹下り,ΔpBD(blowdown)
  吹出し圧力と吹止り圧力との差。
    注記 通常,吹下りは吹出し圧力(ゲージ圧力)に対する百分率で表す。
3.3
流量(flow rate)
3.3.1
加圧系からの吹出し必要質量流量,Qm,out(mass flow rate required to be discharged from a pressurized system)
  吹出し中の圧力が加圧系の最高許容アキュムレーション圧力を超えないようにするために必要な吹出し
流量を質量基準で表したもの。
3.3.2
加圧系へ供給する質量流量,Qm,feed(feed mass flow rate into the pressurized system)
  供給配管又は調節弁から,保護する加圧系に供給する最大流量を質量基準で表したもの。
3.3.3
安全弁から吹出し可能な質量流束,m 囿      dischargeable mass flux through the safety valve)
  サイジング条件において,安全弁を通過する単位面積当たりの質量流量で,気体及び液体の公称降格吹
出し係数を用いて計算する。
    注記 式(35)参照。
3.3.4
気体及び液体の公称降格吹出し係数,Kdr,g(気体),Kdr,l(液体)(certified derated discharge coefficient for gas
and liquid flow)
  安全弁から吹出し可能な理論的質量流束と,安全弁製造業者の同じ形式の安全弁を用いて試験で決定し

――――― [JIS B 8227 pdf 7] ―――――

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た質量流束との比によって定義する補正係数に0.9を乗じたもの。
    注記 吹出し係数は,安全弁の吹出し面積に関係し,参照モデル(理想ノズル)を通過する流れに比
          べて実際の安全弁を通過する流れの不完全さを考慮するものである。気体及び液体に対する公
          称吹出し係数Kdは,通常は,安全弁製造業者が提供する,又は試験で決定する。公称降格吹出
          し係数Kdrは,安全弁の計算吹出し面積を計算するために使用し,0.9Kdに等しい。
3.4
流路面積(flow area)
3.4.1
安全弁の計算吹出し面積,A0(safety valve sizing area)
  この規格のサイジング手続きで計算した最も基本的な結果。この面積より大きい面積をもつ安全弁を選
定する。
    注記 公称降格吹出し係数,及び安全弁から吹出し可能な質量流束は,この面積に関係づけられる点
          が重要である。この面積を安全弁の吹出し面積と定義する。
3.4.2
供給配管又は調節弁の有効流路面積,Afeed(effective flow area of the feed line or the control valve)
  加圧系に流入する供給配管又は配管中の調節弁の流路面積。
3.5
流体の状態(fluid state)
3.5.1
気液混合物(gas/liquid mixture)
  液体部分及び気体部分の両方からなる流体混合物をいい,気体は液体と必ずしも同じ化学組成とは限ら
ない。
3.5.2
緩和系(tempered system)
  蒸発又はフラッシュ(蒸発潜熱)によって液相からエネルギを除去する流体系。蒸気圧系(vapour pressure
system)ともいう。
3.5.3
気体放出系(gassy system)
 (例えば化学反応又は溶液からの放出によって)永久気体(非凝縮性気体)を発生し,サイジング条件に
おける蒸発によって液体から失われるエネルギが少ない流体系。
3.5.4
混成系(hybrid system)
  サイジング条件において,緩和系及び気体放出系の両方の特性を示す流体系。
3.5.5
熱暴走反応(thermal runaway reaction)
  制御されていない,発熱を伴う化学反応。
3.6
熱力学的臨界圧力,pc(thermodynamic critical pressure)
  熱力学的臨界点における状態変数をいい,熱力学的臨界温度と対になる。

――――― [JIS B 8227 pdf 8] ―――――

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                                                                                   B 8227 : 2013
3.7
熱力学的臨界温度,Tc(thermodynamic critical temperature)
  熱力学的臨界点における状態変数をいい,熱力学的臨界圧力と対になる。
3.8
サイジング温度,T0(sizing temperature)
  サイジング条件における加圧系の温度。
3.9
吹出し中の加圧系の最高温度,Tover(maximum temperature in a pressurized system during relief)
  加圧系における吹出し中の最高温度。
3.10
飽和温度差,ΔTover(saturation temperature difference)
  吹出し中の最高圧力poverでの飽和温度と,サイジング圧力p0での飽和温度との温度差。
3.11
サイジング条件(sizing condition)
  加圧系において,サイジング圧力及びサイジング温度によって定義する条件。
3.12
限界液充率,φlimit(critical filling threshold)
  加圧系のサイジング条件において,気体又は蒸気の単相吹出しとなる最大初期液充率(液ホールドア
ップ)。
    注記 初期液充率がこれより高い場合,二相流が発生すると仮定する。
3.13
初期液充率,φ0(initial liquid filling level)
  加圧系のサイジング条件において,加圧系に存在する初期液容積を全容積で除したもの(液ホールドア
ップ)。
3.14
入口配管(inlet line)
  加圧系と安全弁入口とを接続する配管及び継手類。
3.15
出口配管(outlet line)
  安全弁出口と密閉系又は大気とを接続する配管及び継手類。
3.16
             ・(flow quality)
クォリティ,x
  気体の質量流量と二相混合物の全質量流量との比。蒸気質量率又は乾き度ともいう。
3.17
チャーン乱流(churn turbulent flow)
  垂直管中の二相流の流動形態の一種で,液体の連続相中に比較的大きな気泡及び多数の小気泡を含んだ
流れをいう。フロス流ともいう。
3.18
気泡流(bubbly flow)
  液中に気泡が均一に分散する状態で,気泡が小さく,かつ,分離している状態の流れ。

――――― [JIS B 8227 pdf 9] ―――――

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3.19
ボイド率,ε0(void fraction)
  サイジング条件における,加圧系の均質二相混合物の気体容積と気液全容積との比。蒸気体積率ともい
う。
3.20
オメガパラメータ,ω(compressibility coefficient)
  理想ノズル(断熱かつ摩擦なし)を通過する質量流束を計算する場合に用いる,比容積と圧力との関係
を示す係数。
3.21
流量係数,C(flow coefficient)
  安全弁が吹出し可能な質量流束を  2 p0/ v0 で除して無次元化したもの。
3.22
比容積,ν(specific volume)
  単位質量当たりの体積。密度の逆数。
3.23
沸騰遅延因子,N(boiling delay factor)
  均質平衡モデルが適用できない,短いノズルを通過する流れ又はクォリティの小さい流れに対して導入
した経験的な均質非平衡モデルで用いるパラメータ。均質平衡二相流に対しては,1となる。
3.24
均質平衡モデル(homogeneous equilibrium model: HEM)
  排出配管内部で気液が均一に混合していると仮定する気液二相流モデル。すなわち,気液の流速差はな
く[機械的平衡(no slip)],気液二相間で熱平衡及び気液平衡が成立している。
3.25
均質非平衡モデル(homogeneous non-equilibrium model)
  安全弁のど部での非平衡挙動(沸騰遅延現象)を考慮することによって,均質平衡モデルの欠点を補っ
た気液二相流モデル。
3.26
サイジングケース(sizing case)
  安全弁の大きさを決定するために,保護する系の圧力上昇原因を特定したもの。供給又は排出質量流量
の変化(調節弁の誤作動など),入熱(エネルギ入力)の増加(火災など),反応の変化(熱暴走反応)な
どを考慮する。

4 記号及び略語

  この規格で使用する主な記号及び略語は,次による。
    変数                                    定義                                       単位
 Afeed     供給配管又は調節弁の有効流路面積                                             m2
 Afire     火災にさらされる接液部全表面積(6.4.3.2参照)                               m2
 Aheat     外部入熱がある場合の加圧系の熱交換面積                                      m2
 A0        安全弁の最小必要吹出し面積(安全弁の計算吹出し面積)                        m2
 Av        垂直円筒容器の断面積                                                        m2

――――― [JIS B 8227 pdf 10] ―――――

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