大規模ナトリウム漏洩燃焼試験(III); 空気雰囲気における大規模Naスプレ-燃焼試験Run-E1

Large scale sodium fire test (III); Large scale test of sodium spray fire in Air, Run-E1

森井 正*; 福地 平*; 山田 敏雄*

Morii, Tadashi*; not registered; not registered

1985年9月27日(金)、大洗工学センターのSAPFIRE施設のSOLFA-2(100m3SUS製容器)試験装置を用いて、空気雰囲気中における大規模・長時間のNaスプレー燃焼試験(RUN-E1)を実施した。主なNaスプレー試験条件は、以下の通りである。スプレー流量510g/sec、スプレー経過時間1800sec、スプレーNa温度505、スプレー落下高さ約4m、試験開始直後から、Naスプレー燃焼により容器内ガス温度と圧力は急上昇し、約1.2分後に、ガス最高温度が約700、最高圧力が約1.24㎏/†-gに到達した。その後、酸素濃度の低下(試験容器は密封状態のため)とともに温度・圧力は比較的ゆっくりと低下した。試験容器内の酸素は、ほぼ4分で消費し尽くされたが、この時の酸素消費速度からNaスプレー燃焼速度(100%Na2O2反応を仮定)を求めると、160g-Na/secとなり、これは、Naスプレー流量の約30%が途中のガス相で燃焼したことに相当する。スプレーコーン内部温度は1000以上になり、スプレー液滴まわりの燃焼域の温度を拾ったため、いくつかの熱電対は破損した。スプレー燃焼期間中は、高さ方向には大きな酸素濃度差は見られなかった。これは、試験容器内の強い自然対流によるガスの混合のためである。試験容器内のエアロゾル濃度は、試験開始約5分後に最大17.5g-Na/m3に到達し、その後急激に減少して、約20分後には1g-Na/m3以下になった。

On Sept. 27, 1985, a large scale sodium spray fire test (RUN-E1) has been conducted in an air atmosphere using the SOLFA-2 test vessel (100m made from SUS) of the SAPFIRE facility. The major test conditions are as follows. (Spray Rate : 510 g/sec) (Spray Period : 1800 sec) (Spray Inlet Temperature : 505 C) (Spray Falling Height : 4 m) As a sodium spray started, the gas pressure and temperature rose rapidly and reached to the maximum values 1.24kg/cm-g and 700C, respectively, after about 1.2 minutes. The oxygen in the test vessel was consumed completely after 4 minutes. From oxygen consumption rate during this time, burning rate of sodium was calculated to be 160g-Na/sec that was equivalent to about 30% of the sodium spray rate (under the assumption of 100% NaO production). Many thermo-couples installed in a spray corn region have been failed due to their exposure to the high temperature above 1000 C, which suggested the existence of a burning zone around the sodium droplets. No remarkable distribution of oxygen concentration was observed in the vertical direction of the vessel during a spray, indicating that the gas within the vessel was well mixed by natural convection due to gas temperature difference between the outside and the inside of a spray corn. Aerosol concentratian has reached the maximum value of 17.5g-Na/m after 5 min and decreased below 1 g-Na/m after 20 min.