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原型炉用過熱器伝熱管材SUS321のウェステージ試験

Wastage tests on Monju superheater tubu material SUS321

宇佐美 正行*; 田辺 裕美*; 黒羽 光男

not registered; not registered; Kuroha, Mitsuo

高速増殖原型炉「もんじゅ」の蒸気発生器において万一水リークが発生した場合の事故評価を行う上で、ナトリウム-水反応による伝熱管の損耗(ウェステージ)挙動を把握することは重要である。このため、過熱器材であるSUS321鋼を対象として、動燃大洗工学センター内の小リーク・ナトリウム・水反応試験装置(SWAT-2)及び大リーク・ナトリウム-水反応試験装置(SWAT-1)を用いて、それぞれ小リーク及び中リーク領域でのウェステージ試験を実施した。試験パラメータは水リーク率、ノズル-ターゲット間距離、ナトリウム温度である。主な結果は以下のとおり。 1. 小リーク領域(水リーク率:0.1$$sim$$10g/sec)でのSUS321鋼のウェステージ率は2・1/4Cr-1Mo鋼及びSUS304鋼と同様L/D(L:ノズル・ターゲット間距離、D:ノズル孔径)に依存し、L/D=20$$sim$$35にピークを有する。このSUS321の最大のウェステージ率は同じオーステナイト系ステンレス鋼であるSUS304の最大値の約1/2で、SUS321の方が耐ウェステージ性に優れている。2. 中リーク領域(水リーク率29及び145g/sec)のSUS321鋼のウェステージ率はL/Dに依存し、L/D=20$$sim$$50にピークを有する。これは2・1/4Cr-1Mo鋼の最大ウェステージ率に比べ約1/4で、耐ウェステージ性に優れている。 3. これらの結果を基に小リーク及び中リーク領域のそれぞれに適用できるウェステージ率評価実験式を導き出した。

It is essential to clarify wastage behavior of a heat transfer tube in a sodium-water reaction in order to analyze a water leakage incident in a steam generator of LMFBR Monju. There fore wastage tests in small and intermediate leak ranges were conducted for austenitic stainless steel JIS $$cdot$$ SUS321 of a Monju superheater tube material by use of Small Leak Sodium-Water Reaction Test Loop (SWAT-2) and Large Leak Sodiam-Water Reaction Test Rig (SWAT-1). In the tests, a water leak rate, a distance from a leak nozzle to a target tube, and a sodium temperature were varied as empirical parameters. Test Results are as follows: (1)In the small 1eak range (0.1$$sim$$10g/sec), the wastage rate of SUS321 depends on L/D and has maximum value at L/D of 20 to 30 ; where L ls distance from the nozzle to the target and D is a nozzle diameter. Since the maximun wastage rate of SUS321 is about half as high as that of SUS304, SUS321 is more resistive against wastage than SUS304. (2)In the intermediate leak range (30 and 150 g/sec), the wastage rate depends on L/D and has a peak at L/D of 20$$sim$$50. The maximum wastage rate is quarter as high as that of 2%Cr-1Mo Steel. (3)Empirical formulas were derived from these test results concerning the relation between the wastage rate and the parameters.

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