ナトリウムプール水素ガスバブリング試験

Sodium pool bubbling experiment by hydrogen

高井 俊秀  ; 中桐 俊男  ; 浜田 広次  

Takai, Toshihide; Nakagiri, Toshio; Hamada, Hirotsugu

ナトリウムーコンクリート反応発生時に発生する水素ガスの空気雰囲気下での燃焼挙動を調査することを目的として、「ナトリウムプール中水素ガスバブリング試験」を実施した。試験では、大規模ナトリウム漏洩燃焼試験施設SAFIREの小型密閉試験装置FRAT-1(内容積3立方米)を用い、内径9.7cmのナトリウム燃焼容器中で約500に加熱したナトリウムを燃焼させた。そして、過去のナトリウムーコンクリート反応試験で得られたデータを参考にして、最高9.510の-3乗Nm3/m2secの流量で水素ガスを年少するナトリウムプールの液中から供給し、水素の燃焼挙動を調べた。ナトリウムプール水素ガスバブリング試験から以下の結果が得られた。1)ナトリウム燃焼とともに燃焼(消費)される再結合割合は99%以上であることを確認した。2)ナトリウム液中から供給された水素は、もっぱら分子拡散により酸素と混合され、2つの液体の境界で燃焼する「総流拡散炎」の形態をとり、燃焼(消費)されると考えられる。3)水素燃焼により発生した水蒸気の多くは、雰囲気中のナトリウムエアロゾルと化学反応を起こし消費されると考えられる。

A sodium pool bubbling test was conducted to investigate tbe hydrogen combustion behavior under sodium-concrete reaction accident. FRAT-1 test vessel (Volume of 3m) of SAPFIRE (Safety Phenomenology Test on Sodium Leak, Fire and Aerosol) facility was used for the test. The sodium combustion pot of 97mm was installed in FRAF-1 test vessel. Sodium was burned at the maximum hydrogen injection rate of 9.510Nm/msec, which was determined value based on past sodium-concrete reaction experiments. And the recombination rate of hydrogen was estimated. From the results, the following conclusions were obtained: (1)The recombination rate of supplied hydrogen was 99% or more. (2)It is considered that the burning form of the supplied hydrogen is laminar nonpremixed name based on the molecular diffusion between hydrogen and oxygen. (3)Most of vapor generated by hydrogen combustion was seemed to consume by chemical reaction with sodium aerosol in the atomosphere.