ナトリウム火災防護設備基礎試験

Basic test on sodium fire protection systems

川部 隆平*; 姫野 嘉昭; 藤枝 平*; 奥村 泰伸*; 佐藤 稔*

Kawabe, Ryuhei*; Himeno, Yoshiaki; not registered; not registered; not registered

ナトリウム漏洩・火災基礎試験装置(SOFT-1)において次に示す3回の試験を行った。(1)Run-A1‥ナトリウム燃焼現象の把握を目的として180-のナトリウムをプール燃焼させ,ナトリウム中の温度変化,燃焼速度等を求めた。(2)Run-B1‥火災抑制板の性能評価を目的として,燃焼中のナトリウム180-をスリットを有する板で覆い,燃焼抑制効果を求めた。また,連通管の機能およびその健全性を確認するために約530まで昇温させたナトリウムを連通管を通してドレンさせる試験を行った。(3)Run-B2‥ライナ上のナトリウムの燃焼・流動挙動を解明するため,505,約180-のナトリウムを大きさ1.2m2.4mで,1/100勾配を有する鋼板上に流出させて,温度変化・残留物重量等を測定した。(ii)これらの結果,以下のことが明らかになった。(i)ナトリウムを400に加熱した状態で空気に触れさせたところ着火した。(iii)ナトリウム表面温度は7分後に約650となり,その後ほぼ一定となった。(iv)火災抑制板上の空気流が強制対流という保守側の条件のもとでも,火災抑制板(開口面積比1%)の在る時の燃焼速度は,開放プールのそれの約3%に,エアロゾル発生速度は約5%に減少した。(v)室温の連通管壁へ燃焼ナトリウムをドレンさせた鴉合の最大熱流束は1.2106W/m2であった。なお,試験後に行ったカラーチェックでは,この時の連通管の管壁にはクラック等は検出されなかった。ライナ試験Run-B2では,ナトリウムの供給終了後に,ライナ上に多量の酸化物が残り,これらが燈芯状に作用してナトリウムの燃焼が進み,ライナ温度は,供袷ナトリウム温度より138高い643に達した。この試験の終了後にライナ上に残った酸化物量は単位面積あたり8.7kg/m2であった。ライナ上でのナトリウムの最高温度,流速,燃焼速度,ライナヘの最大熱伝達率は,それぞれ700,0.1m/s,5gNa/m2s,1200W/m2であった。連通管に入る固形物量は少なく,供袷ナトリウム量の0.14%であった。エアロゾルの最大発生速度は,1.8gNa/m2s(6.84kgNa/m2hr),観測された最大エアロゾル濃度は32gNa/m3であった。

At Sodium Leak-Fire Basic Test Rig (SOFT-1), three tests were performed, which were : (1)Run-A1 : For the aim of understanding the sodium combustion phenomena, 180 sodium was burnt in an open pool, and temperature transients in sodium was measured and burning rate were determined. (2)Run-B1 : For the evaluation of efficiency of fire suppression board, burning sodium was covered by a slitted board and change in burning rate was observed and drain test was performed using 530 C sodium to confirm the function and integrity of draining pipe. (3)Run-B2 : In order to clarify the burning-hydraulic behavior of sodium on liner, 505C, 180 sodium was discharged onto 1.2m2.4m steel plate with 1/100 gradient, and temperature transients and mass of residuum were measured. Following results were obtained. (i)When sodium was heated up to 400C and exposed to air, the sodium was ignited. (ii)The surface temperature reached 650 C, 7 min. after the ignition and the temperature was almost constant from that. (iii)Under a conservative condition where air flowed over the fire suppression board by forced convection, the sodium burning rate and the aerosol generating rate where pool surface were covered by fire suppression board (opening area 1%) was about 3 % and 5 % of those in open pool burning respectively. (iv)The maximum heat flux to the draining pipe wall reached 1.210 W/m. Any cracking, however, was not found on the draining pipe wall even by color check. (v)In the liner test Run-B2, on the liner there remained large amount of sodium oxide, which worked as wick, and the soaked sodium burned after sodium supplying finished, resulting liner temperature 643 C which was higher than the supplied sodium temperature. The amount of sodium oxide was 8.7kg/m on the liner after the test. (vi)The maximum temperature, flow velocity and burning rate of sodium on liner and maximum heat ...