もんじゅナトリウム漏えい事故の原因究明; ナトリウム漏えい燃焼実験-I

Investigation for the sodium leak in Monju sodium leak and fire test-I

川田 耕嗣; 大野 修司  ; 三宅 収; 寺奥 拓史; 宮原 信哉  ; 田辺 裕美

Kawada, Koji; Ohno, Shuji; Miyake, Osamu; not registered; not registered; Tanabe, Hiromi

「もんじゅ」2次主冷却系ナトリウム漏えい事故の原因究明の一環として、ナトリウムによる漏えい速度・漏えい形態の確認実験、ナトリウム漏えい燃焼実験-I、ナトリウム漏えい燃焼実験-IIを順次実施した。本報告は、この内のナトリウム漏えい燃焼実験-Iに関するものである。ナトリウム漏えい燃焼実験-Iは、換気空調ダクト、グレーチングでの漏えいナトリウムの燃焼および破損挙動、漏えいナトリウムの床ライナへの影響挙動を明らかにする目的で、大規模ナトリウム漏えい燃焼試験施設(SAPFIRE)の大型密閉試験装置(SOLFA-2)を用いて実施した。実験では、「もんじゅ」と同仕様の温度計と周囲の保温構造の一部、換気空調ダクトおよびグレーチングを実機と同様に設置し、また床面には実機の床ライナと同仕様の受け皿を設置し、漏えい事故室の機器構造・配置を部分的に模擬した。実験は、480のナトリウムを温度計から当初約4時間にわたって漏えいさせる予定であったが、排煙処理装置の排気流量低下のため約1.5時間で終了した。各部における燃焼挙動、破損挙動等はCCDカメラ、熱電対等を用いて確認した。ナトリウム漏えい燃焼実験-Iから、以下の結果を得た。(1)温度計からのナトリウム漏えい形態は、漏えい開始直後はフレキシブル管からの流線状の飛散後、換気空調ダクト上で跳ね返って液滴状燃焼になるのが観察された。(2)換気空調ダクトは、表面温度が約600約700の範囲であったが、「もんじゅ」で見られたような開口はなく、ダクト本体の破損は認められなかった。(3)グレーチングは、上面温度が約650約940の範囲で推移していたが、鋼板の一部に欠損や減肉が認められた。(4)床面に設置した受け皿の裏面温度は、約10分後に約700に達し、その後は約740約770で推移していたが、受け皿の破損はなく、最大約1mmの減肉が認められた。(5)受け皿上には、「もんじゅ」と同様にナトリウム酸化物が山状に堆積し、堆積物最下層からは、鉄とナトリウムの複合酸化物(Na4FeO3)が確認された。

As a part of the work for investigating the sodium leak accident which occurred in Monju on December 8, 1995, three tests, (1)sodium leak test, (2)sodium leak and fire test-I, and (3)sodium leak and fire test-II, were carried out at OEC/PNC. Main objectives of these tests are to confirm leak and burning behavior of sodium from the damaged thermometer, and effects of the sodium fire on integrity of the surrounding structure, etc. This report describes the result of the sodium fire test-I carried out as a preliminary test. The test was performed using SOLFA-2 (Sodium Leak, Fire and Aerosol) facility on April 8, 1996. In this test, sodium heated to 480C was leaked for approximately 1.5 hours from a leak simulated apparatus and caused to drop onto a ventilation duct and a grating with the same dimensions and layout as those in Monju. The main conclusions obtained from the test are shown as below. (1)Observation from video cameras in the test revealed that in early stages of sodium leak, sodium dropped down out of the flexible tube of thermometer in drips. This dripping and burning were expanded in range as sodium splashed on the duct. (2)No damage to the duct itself was detected. However, the aluminum louver frame of the ventilation duct's lower inlet was damaged: Its machine screws had come off, leaving half of the grill (on the grating side) detached. (3)No large hole, like one seen at Monju, were found when the grating was removed from the testing system for inspection, although the area centered on the point that the sodium attacked was damaged in a way indicating the first stages of grating failure: The 5-mm- square lattice was corroded through in some parts, and many blades (originally 3.2 mm thick) had become like the blade of a sharp knife. (4)The burning pan underside thermocouple near the leak point measured 700C in roughly 10 minutes, and for the next hour remained stable between 740C and 770C. There was a ...