コールドトラップによるナトリウム-水反応生成物除去試験 : SWAT-3RECT-II試験

The Sodium-water reaction product removal test by use of cold trap; SWAT-3 RECT-II test

田辺 裕美*; 渡辺 智夫* ; 宇佐美 正行*

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高速増殖原型炉「もんじゅ」及びそれに続く大型炉の蒸気発生器でのナトリウム-水反応事故後の運転法の確立のため,蒸気発生器安全性総合試験装置(SWAT―3)を用いた反応生成物除去試験運転(RECT―2)を実施した。これはRunl8注水試験で発生し,ナトリウム系内に残留した反応生成物を,コールドトラップを循環する高温ナトリウムによって洗浄・捕獲が可能な事を確認するものであった。大量の不純物の捕獲による閉塞を恐れてコールドトラップはメッシュレス型の物を用いた。純化運転は1984年4月4日より開始し主循環系ナトリウムのプラグ温度が187まで低下した4月26日に打切った。本試験で得られた主な結果は以下の通りである。1)試験後の観察ではEV下部やナトリウム出口配管に沈析していた反応生成物は完全に除去されていた。2)この事から,42kgの注水によって生じた生成物のうち高温ドレン後も系内に残留した14kg-H/2Oのほとんどが本運転で除去されたと結論される。3)しかし,スタグナント部やクレヴィス部を模擬した試験体中のNaOHは試験後も一部残っており,このような部分に侵入した微量生成物の除去は高温ナトリウムの循環だけでは不充分である。4)酸素の物質移動係数として210-4〔g/(cm2・Hrppm)〕が得られた。5)コールドトラップによる生成物除去を効率的に行なうにはメッシュレスタイプで極端な縮流構造を避けるなど,閉塞しにくく,また容易に閉塞物除去可能な構造が必須である。このような点に注意すれば一層のスピードアップは可能であり,本経験により「もんじゅ」でのナトリウム-水反応事故後の処置法の具体的な計画策定が可能となった。

RECT-II (the Removal test of reaction products by cold trap) was conducted by use of SWAT-3 (the Steam Generator Safety Test Facility) at PNC in order to construct the post-accident operation of steam generators of the prototype FBR Monju and a larger plant following it. In prior to the test, some amount of the sodium-water reaction products (SWRP) generated in the water injection test (Run 18) was remained in the sodium system. An objective of the test is to confirm the purifying method to remove SWRP by hot sodium circulating through a cold trap (CT). A meshless type cold trap was selected to avoid choking by impurities and to enable efficient SWRP removal. RECT-II started on April 4, 1984 and terminated on April 26 when the plugging temperature decreased to 187C. Major results obtained in the test are as follows: (1)Post-test observation revealed that the SWRP having remained at the bottom of the evaporator and the sodium outlet pipe were completely removed through the purification operation. (2)Hence, it is concluded that after the hot draining the SWRP of 14 kg-H0 remained in the sodium system out of that generated by the 42 kg-H0 injection and that almost all of the former was removed through the operation. (3)However, some amount of the hydrocarbon-oxide and SWRP in the slit articles simulating crevice and stagnant region still remained after the operation. Then it is concluded that it is insufficient to remove SWRP in crevice and stagnant region by the circulation of hot sodium. (4)A mass transfer coefficient of oxygen is evaluated as 2 10 [g/(mm H ppm)] if the cross section of the evaporator and inner surface of the 8 inch horizontal pipe are assumed to be the entire surface area of SWRP. (5)Since the choking of the cold trap degrades the efficient SWRP removal, it is essential to develop a cold trap which hardly chokes and easily regenerates even after choking; one of answers for this request is a ...