高クロム系SG伝熱管材のウェステージ特性 : 小リーク・ウェステージ試験

Wastage properties of high-chrome steels as heat transfer tube material for steam generator; Small leak wastage tests

宇佐美 正行*; 田辺 裕美*; 姫野 嘉昭

not registered; not registered; Himeno, Yoshiaki

大型炉では、経済性向上の観点から一体貫流型蒸気発生器が有力視されており、その伝熱管材として高クロム系鋼(9クロム系鋼)が候補に挙がっている。しかし、これら高クロム系鋼については、これまでFBR特有のウェステージ(ナトリウム-水反応による伝熱管の損耗)挙動に関するデータが不十分で、蒸気発生器の伝熱管として選定を行なうためにはこれらのデータベース構築が不可欠となっている。そのため、鋼クロム系鋼で代表的なMod.9Cr-1Mo鋼、9Cr-2Mo鋼および9Cr-1Mo-Nb-V鋼を対象に、動燃の小リーク・ナトリウム-水反応試験装置(SWAT-2)を用いて小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、1)水リーク率、2)ノズルとターゲット間の距離、3)ナトリウム温度である。試験の主な結果は以下のとおり。1. 高クロム系3鋼種間の耐ウェステージ性には有意な差がない。2. 鋼クロム系鋼は、2・1/4Cr-1Mo鋼の約2倍の耐ウェステージ性を有している。3. 水リーク率0.5g/sec以下では、耐ウェステージ性がオーステナイト系ステンレス鋼並になる。4. これらの結果を基に、Mod.9Cr-1Mo鋼、9Cr-2Mo鋼および9Cr-1Mo-Nb-V鋼に対して、一つのウェステージ率実験式を導いた。

From an economical point of view, a unit-type steam generator is being considered as the most promising one for a demonstration FBR. Material nominated for the heat transfer tubes of that type steam generator is such high chrome ferritic steels as 9Cr type steal. However, wastage data of the FBR steam generator are insufficient for high chrome steels, so that it is necessary to construct wastage database for selecting a tube material for the unit type steam generator. Therefore, small leak wastage tests were conducted for Mod.9Cr-1Mo, 9Cr-2Mo, and 9Cr-1Mo-Nb-V steels in SWAT-2 Test Loop. In the tests, (a)water leak rate, (b)leak nozzle to target distance, and (c)sodium temperature, were varied as empirical parameters. Test results are as follows: (1)There are not large differences in the resistivity to the wastage among the three 9Cr materials. (2)The high-chrome steels are twice more wastage-resistant than the 2.25Cr-1Mo steel. (3)Wastage rates of the high-chrome steels are about the same as those of austenitic stainless steels at the water leak rate below 0.5g/s. (4)A common empirical formula of the wastage rate is obtained for the three materials; Mod.9Cr-1Mo, 9Cr-2Mo and 9Cr-1Mo-Nb-V steels.