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NaK総合流動伝熱試験装置の解体・洗浄

Experience of NaK flow and heat transfer test loop dismantling

軍司 稔; 平川 康; 長谷部 慎一; 小林 澄男

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2001年1月から2月にかけて、 NaK(ナトリウムとカリウムの合金)を流体とする試験装置「NaK総合流動伝熱試験装置」の解体・撤去工事を実施したので、その経緯及び結果を報告する。NaKの融点が-12.6$$^{circ}C$$と低く常温で液体であること、カリウムが78wt%含まれているためにナトリウムに比べて科学的に活性であること、並びにNaKを流体とする試験装置の解体工事が大洗工学センターでは初めてであること等から、解体工事を行うに当たっては、作業前には多くの関係者の知見を活用して、作業に対する万全な安全方策をとった。その結果、NaK系の配管切断、機器解体及び洗浄作業を安全に終了させることができた。 以下に本解体・洗浄作業で得られた結果の要点を示す。(1)NaKの取扱い実験及び科学的検討によって以下の事項を確認した。1)大気にさらしたNaKは、空気中の酸素との発熱反応により超酸化物を生成するが、NaK及び受け皿等へ放熱できれば発火に到ることは希少である。2)NaKを低酸素ポテンシャルと高酸素ポテンシャルの環境下に繰り返しさらすと発火・燃焼に至る可能性が高い。3)NaK発火後の窒素ガスによる消化は、KNO3等の生成に伴う発熱反応を起こす可能性があり、即効性をもたない。(2)配管切断時に採用したビニールバッグ方式(取扱い部分をビニールバッグで覆いアルゴンガスで置換する)は、NaK系配管を切断する方法として有効であることを確認することができた。 (3)ナトリウムのように狭隘部が固着していないことから、ナトリウム機器では解体に手間がかかる加熱器や弁も比較的容易に買いたいすることができた。

NaK (an alloy of sodium and potassium) Flow and Heat Transfer Test Loop was dismantled from January to Februaly 2001. This report shows experience and results obtained in the dismantling. NaK has a low melting point, -12.6$$^{circ}$$C and has high chemical activity even comparing to sodium because of containing potassium of 78wt%. In addition, the dismantling of the NaK loop was the first experience in OEC. Therefore before dismantling NaK loop, evaluation of dismantling method, trainings of NaK handling and experiments of NaK reaction were carried out by all concerned to ensure the safety. As a result, the test loop was safely dismantled and NaK handling method was obtained. Followings are major results of this experience: (1)Fpllowings were confirmed by experiments. (a)When NaK was exposed in atmosphere, NaK super oxide was produced by exothermal reaction with oxygen. However, the effect of thermal diffusion to NaK and a metal tray scarcely leads the ignition. (b)Exposing NaK alternately in low and high oxygen atmosphere increases the possibility of ignition. (c)As nitrogen gas may react exothermally with burning NaK and formulate KNO$$_{3}$$, nitrogen gas does not have instant extinguish capability. (2)Cutting NaK pipe in the vinyl-bag filled with argon gas was effective to avoid NaK ignition. (3)Because there were no solidified crevice in components like sodium at the room temperature, NaK equipments were more easily dismantled than sodium equipments.

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