ナトリウム火災防護設備基礎試験(III) : 二次系ナトリウム火災の事故推移に関する縮尺モデル試験、Run-B3

Basic test on sodium fire protection systems (III); Simulation Test, Run-B3 of a design basis sodium leak from the Monju IHTS

姫野 嘉昭; 宮原 信哉  ; 川田 耕嗣*; 川部 隆平*; 佐々木 和一*; 山田 敏雄*; 宮口 公秀

Himeno, Yoshiaki; not registered; Kawada, Koji*; Kawabe, Ryuhei*; not registered; not registered; Miyaguchi, Kimihide

ナトリウム配管,床ライナ,連通管および燃焼抑制槽のそれぞれの縮尺モデル試験体を用いて,二次系ナトリウム火災に関する試験を行った。試験では,各試験体を実機と類似に配置し,模擬事故室内の配管からのナトリウム漏洩によって始まり,燃焼抑制槽で事故が終息するまでを調べた。使用したナトリウムは,温度505,総重量約150kgで,これを模擬ナトリウム配管から流量約1/sccで約3分間にわたって漏洩させた。今回の試験結果から,次の結論を得た。模擬配管からの漏洩ナトリウムは,現在「もんじゅ」設計で想定されている事故推移と同様に,床ライナから連通管を経て燃焼抑制槽に円滑にドレンされ,燃焼抑制槽内のナトリウム燃焼の自然鎮火によって事故が終息した。模擬ナトリウム漏洩配管では,内装板及び外装板の腐食破損及び高温破損は生じておらず,試験期間中は漏洩ナトリウム飛散防止機能が維持された。模擬事故室の床ライナ上及び連通管内については,燃焼生成物によるナトリウム流路の閉塞は認められなかった。また模擬事故室における漏洩ナトリウムの滝状(コラム状)及びプール状の混合燃焼による発熱量は,床ライナの単位面積当たりに換算するとプール燃焼発熱量の約1.6倍であった。燃焼抑制槽にドレンされたナトリウムの燃焼は一定時間後に自然に鎮火した。燃焼抑制槽下部のコンクリートについては,断熱コンクリートであるパーライトコンクリートと構造コンクリートのそれぞれの温度データを得た。また試験期間中のコンクリート放出水量は,従来のR&D結果と比べ非常に少なかった。

Test of sodium fires in an auxiliary building of the fast reactor has been conducted by use of a test rig in which reduced scale models of a sodium pipe, a floor liner, a sodium drain pipe, and a smothering tank were installed to simulate the configuration of fire mitigation systems in the reactor. In the test, a 150kg sodium at temperature of 505 C was spilled from the model sodium pipe at flow rate of 1 /sec for 3 minutes. Then a whole accident sequence that starts from a sodium spill and ends at a self-extiguishment of fire within the smothering tank was studied. From the test results obtained and through their analysis, the following conclusions were drawn. (1)A whole sodium leak and fires accident sequence proceeded as expected in the Monju design, i,e., a spilled sodium was smoothly drained into the smothering tank via the floor liner and the drain pipe, then sodium fire was self-extinguished in the smothering tank. (2)In regard to the model sodium pipe, failures of the thermal insulation jackets due to sodium corrosion and due to generated sodium combustion heat are not found. The thermal insulation jackets kept its original geometries and functioned propely as a barrier to prevent the dispersion of spilled sodium into the atmosphere during the test. No flow blockage of a spilled sodium occured both on the floor Liner and in the drain pipe. Combustion heat of mixed fires (a columnar fire and a pool fire) that occured within an accident cell of the test rig was determined to be 1.6 times of that of a pool fire. This value is not so large as expected and indicates that the mild fires proceeds during the test. (3)With the smothering tank, temperatures data of sodium, steel liner, perlite concrete, and structural concrete were obtained. The data of concretes indicated that the structural concrete was not heated so high as to interfere its structural integrity. A total water released from the concretes per unit surface area of the liner ...