圧力波挙動測定試験シリーズ2

Pressure wave propagation tests simulating sodium-water reaction accidents using slow explosives Phase (II)

吉江 伸二*; 岩崎 守弘*; 進藤 嘉久*; 矢野 和隆*

not registered; not registered; not registered; Yano, Kazutaka*

本試験はダブル・ラプチャーディスクの破裂挙動に着目して,無液面型蒸気発生器を有する2次主冷却系におけるナトリウム-水反応時の初期スパイク圧によるラプチャーディスクの開口特性および系統の圧力波伝播挙動を把握するとともに,解析コード検証データの取得を目的として実施した。試験はシリーズI同様,水ループ試験装置(PEPT)の模擬蒸気発生器内で低爆速火薬を水中発破し,初期スパイク圧を模擬して実施した。放出水流動状況およびラプチャーディスク破裂挙動を圧力源の圧力波立ち上がり時点および1枚目のディスクと2枚目のディスクに遅延時間を持たせて同期させた高速撮影により可視化した結果,以下に示すようにディスクの開口特性を含む放出水挙動が明らかになった。蒸気発生器の軸方向における中央部で波高値,約30kg/cm2・g,持続時間約20msのスパイク圧を発生させた場合,蒸気発生器下部胴付の放出系における1枚目のラプチャーディスク破裂後,放出水はダブル・ラプチャーディスク間距離1.2mを約50m/sで移動する。これによりダブル・ラプチャーディスク間の空気は圧縮されるが,ディスクの破裂設定圧(5.0kg/cm2・g)に到達しないまま約2.5kg/cm2・gで,放出水の先端飛沫の水撃によって2枚目のディスクが破裂し,圧力が開放される事が把握された。この他ラプチャーディスク取付位置,型式等を変えて実験し,各々の特性を実験的に把握し,あわせてナトリウム-水反応解析コード検証データを取得した。

The present tests have been conducted in taking note of double rupture disc's behavior to evaluate characteristics of the disc opening and pressure wave propagation way when an initial spike pressure is generated in the no cover-gas type steam generator of the secondary coolant system under the sodium-water reaction. Another objective is to get the data useful for verification of analytical codes. In the experiments, the initial spike pressure is simulated by an underwater explosion of a slow burning explosive which is set in the steam generator model of the water loop equipment (PEPT) as well as Phase (I) tests. The following burst characteristics are identified by the high-speed photographing of the jetting water and the rupture discs with synchronization ; In the case of the source pressure of about 30 kg/cmg at peak with 20 ms in width at the central position in axial direction of the steam generator, the jetting water moves out at about 50 m/s in the air plenum between the double rupture discs after the first disc bursting. Though the air is compressed according to the jetting water, the second rupture disc is ruptured by the water hammer of the splash which passes firster than the main flow part at 2.5 kg/cmg as the air does not reach the set burst pressure of the disc(5 kg/cmg). The tests have been also executed under the parameter such as the location of the rupture disc or disc types and each characteristics were experimentally grasped. These data can be used for the analytical code verification.