蒸気発生器の設計基準リーク低減のための試験研究; 伝熱管保護スリーブの破損伝播抑制効果確認試験

Study to decrease design basis leak(DBL) in the FBR steam generators(SG); Feasibility test of tube protection sleeve to prolong failure propagation

宇佐美 正行*; 田辺 裕美*; 姫野 嘉昭; 黒羽 光男

not registered; not registered; Himeno, Yoshiaki; Kuroha, Mitsuo

伝熱管溶接部からの水リークによる破損伝播を制御するために、伝熱管保護スリーブを考案・試作し、その効果を試験で確認した。試作した伝熱管保護スリーブは、(1)ターンバックル、(2)スペーサー、(3)防護用バンド状板から成り、材質はすべてSUS304である。伝熱管へは、幅30mmの防護用バンド状板を巻き付けて装着するが、ターンバックルおよびスペーサーを用いることで、短時間で容易に取付けられ、かつ溶接施工を必要としない構造となっている。試験は、模擬欠陥孔を設けた伝熱管(Mod.9Cr-1Mo鋼)に伝熱管保護スリーブを装着し、これに132kg/cm2gの蒸気を供給しておこなった。試験時のナトリウム温度は505である。試験の結果から、伝熱管保護スリーブは、次のように破損伝播に対して効果的な抑制機能を有することが確認された。1.水リークが発生すると、伝熱管保護スリーブの両端部近傍ではナトリウム-水反応が生じ、このためにリーク伝熱管自体に2次的な損耗が起こるが、隣接伝熱管は、これによる貫通破損が起こるまでの間ウェステージされない。2.水リーク率が10g/sのとき、隣接伝熱管が破損するまでの時間は、伝熱管保護スリーブを装着しない場合の約6倍に遅延され、破損伝播が起こる前に水素計による水リーク検出(検出時間120秒以上)が十分可能となる。伝熱管保護スリーブは、本試験によって、破損伝播を抑制するための有効な手段となることが実証された。しかし、その実用化には、耐久性や装着性などまだいくつかの課題がある。

In the present study, a tube protection sleeve was designed and manufactured as one of the positive measure against tube failure propagation. Its effectiveness was confirmed by water leak test in sodium. The tube protection sleeve manufactured was made of (1)a turn buckle, (2)a spacer and (3)a belt that are made from SUS304 steel. It was attached to a heat transfer tube by a belt of 30mm in width. Its attachment is able to be done easily in short time and is not necessary to weld. In the test, steam was fed to a tube attached by a tube protection sleeve in sodium. An artifitial hole is drilled in the initial leak tube. Sodium temperature was 505C at the test. Results of the test revealed that the tube protection sleeve has enough function to postpone the failure propagation. Major results are as follows: (1)Sodium - water reaction occurred near both ends of the tube protection sleeve. Nevertheless, neighboring tube was not wasted until the failure of the sleeve. (2)At the water leak rate 10g/s, the secondary failure was delayed to six times in comparison to a tube having no sleeve. Therefore, it is possible to detect water leak(normal detection time is over 120sec) well in advance to the secondary failure. Effectiveness of the tube protection sleeve against the failure propagation was demonstrated by test. But, for its application to the SG component, several problem, such as durability and attachment property are still remained.