ウェステージに対する距離の効果に関する試験とその検討およびリーク孔拡大(セルフウェステージ)に関する一考察(小リーク・ナトリウム水反応試験研究: 第7報)

Wastage and self-wastage phenomena resulting from small leak sodium-water reaction; Studies of small leak sodium-water reactions (7)

鐘ヶ江 直道*; 橋口 功*; 池本 一郎*; 大内 義弘*; 井上 設生*; 堀 雅夫*

Kanegae, Naomichi*; not registered; not registered; not registered; not registered; not registered

期間1975年2月1日1976年2月29日目的ノズル・ターゲット問距離を変えて実施した小リーク・ウェステージ実験より得られた結果およびこれまでの注水ノズルの金属学的観察より得られたノズル孔拡大に対する考察結果を報告する。要旨1.ウェステージに対する距離の効果に関する試験とその検討。本試験の主要条件は以下のとおりである。ナトリウム温度T/N480()一定ナトリウム流速V/N約0.24(m/sec)一定ターゲット材質21/4Cr―1Mo材一定ノズル径D0.2,0.3,0.5,1.0,1.5(mm)ノズル・ターゲット間距離L5100(mm)L/D12400(一)注水率G0.0713.8(/sec)得られたウェステージ部の測定結果から,先づ次のことがわかった。1)L/D≒2030の処に最大ウェステージ率が発生する。2)L/D2030の領域ではウェステージ部形状はピット型となりウェステージ率が1/Lに比例して減少する。3)L/D2030ではウェステージ形状はトロイダル型となりウェステジ率がむしろ低下する傾向がある。4)本試験ではL/D150の領域では,ウェステージは観測されなかった。また,ウェステージ断面曲線は次式のように正規分布曲線で表わされる。-=-oexp(―r2/b)ただし,rは深さ-の処での半径,-oは最大深さでありbは注水率GとL/Dの関数で次式で表わされることが判った。b=1/5・L/D・G―方,ターゲット上に生ずるウェステージの広がりは,L/D2030の領域ではG1/2(L/D)1/2に比例しており,注水率Gが一定の場合L/D2030で最も小さくなりL/D2020では逆に広くなることが判った。以上の結果を実機SGで小リークが生じた場合の評価に反映して2.3の考察を加えた。2.リーク孔拡大(セルフウェステージ)に関する考察これまで使用したノズル部の金属学的観察結果を基とし次の結論を得た。1)孔拡大は必ずNa側から生ずる。2)拡大によって失われた鋼体積と拡大の孔部空間体積の比をvとするとき,このVと仝注水量(g)の間には次の関係が成立する。V=W310-63)孔拡大によってリーク率が増大する時点(1次拡大完了点)では,孔径は初期孔径の約2倍になる。4)この1次拡大完了

This report summarizes the research activity of small leak sodium-water reaction for the period of February 1, 1975 to February 29, 1976. Dependence of wastage rate on the nozzle-to-target distance and the self-wastage phenomenon are studied for samll leak rates ranging from 0.07 to 13.8 g/sec. The self-enlargement of nozzle on the sodium side has been metallurgically examined and an analytical model has been developed to describe the self-wastage rate and its mechanism. The tests have been conducted in the SWAT-2 Test Loop for the fixed sodium temperature of 480C and velocity 0.24m/sec. The nozzle diameters tested range from 0.2 to 1.5mm, nozzle-to-target distance 5 to 100mm, and the L/D 12 to 400. Target tube material tested is 2.25Cr-1Mo steel. From the test results, the range of L/D was identified for which the maximum wastage rate was observed. Also observed was the pit and toroidal pattern of wastage for the high and low L/D respectively.Moreover, no self-wastage was evident for a small L/D (initial value less than 5. Finally, the test results and accompanying analysis are applied to the steam generator safety graph for Monju type SG design and size.