SWAT-3放出系配管内流動と配管に作用する力(その1): 大リーク・ナトリウム-水反応試験(第5報)

Mechanical effects of discharging two-phase mixture on pressure relief system in SWAT-3 tests; Large leak sodium-water reaction test (No.5)

小石川 秋三*; 高橋 憲次郎*; 田辺 裕美*; 広井 博*; 佐藤 稔*; 堀 雅夫*

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高速炉蒸気発生器の大リーク・ナトリウム-水反応事故に対する安全設計デークを得るためにSWAT-3試験装置で試験が行なわれている。本報告は大リーク・ナトリウム-水反応時に放出系配管に生じる作用力の挙動を評価する目的で,SWAT-3Run-3試験での放出系配管ナトリウム流動や配管に作用する力に関するデータを整理し検討を加えたものである。ナトリウムの放出は放出系配管内のラプチャ板破裂後3秒の間にほぼ完了した。この間の流動は二相流で,最大圧力は4.4kg/cm2a,最小ボイド率は0.75,最大ナトリゥム流量は600kg/secであった。配管に作用する力には下記のものがある。-)蒸発器の運動による力-)曲管部での運動量変化による力-)収納容器の運動による力-)熱膨張力力-)は0.22secから0.77secの間ではステップ状に変化する。力-)の最大値は2.9tonである。力-)は振動数2.5Hz及び3.1Hzを持つ周期的な力である。

To obtain the data for the safe design of the steam generator system of the prototype fast reactor Monju against the postulated large leak sodium-water reaction, experiments have been carried out using SWAT-3 test facility. In this report in order to estimate the behaviour of the forces acting on the pressure relief pipes during the large leak sodium-water reaction, the results of the SWAT-3 Run-3 test concerning the sodium flow in the pipes and resulting forces were arranged and examinedi Results are as follows ; (1)Sodium expulsion nearly finished within three soconds after the rupture of the disc in the pressure relief pipes. During this term the flow was two-phase consisted of iquid sodium and hydrogen/cover gas, and the maximum pressure was 4.4 kg/cma, the minimum void fraction 0.75, the maximum sodium flow rate 600 kg/sec. (2)Forces exerted on the piping are such as (a)force due to movement of a evaporator (b)Fluid-induced force associated with the momentum change through a bend (c)force due to movement of a pressure relief tank (d)force due to thermal expansion of the piping (3)The change of the force (2) - (a) is analogous to step function. (4)Maximum value of the force (2) - (b) is 2.9 ton. (5)The force (2) - (c) is consisted of two components with frequency of 2.5 Hz and 3.1 Hz.