広温度・広酸素濃度範囲Na燃焼試験(IV); 低温Naスプレー燃焼試験

Sodium Fire Test at Broad Ranges of Temperature and Oxygen Concentration (IV); Low Temperature Sodium Spray Fire Tests

川田 耕嗣; 松木 卓夫*; 宮原 信哉  

Kawada, Koji; Matsuki, Takuo*; Miyahara, Shinya

初期温度が約250のナトリウムを用いたスプレー燃焼試験を、空気雰囲気(酸素濃度21%)と低酸素雰囲気(酸素濃度3%)で行い、各々の条件におけるナトリウムの燃焼速度とエアロゾル放出割合を評価して、これまでに得ている初期温度約500の条件における空気雰囲気でのナトリウムスプレー燃焼試験の結果と比較検討した。試験は、内容積が100mの円筒型ステンレス鋼容器(SOLFA-2)内にスプレーノズルを用いてナトリウムを噴霧して行い、容器内の酸素濃度変化および各部温度変化から燃焼速度を求めた。また、エアロゾル放出割合は、エアロゾル挙動解析コードABC-INTGによるエアロゾル濃度の解析結果を実験結果と一致させる方法で評価した。主な結論は以下の通りである。(1)空気雰囲気試験 a) Na温度が250と低温であっても、スプレー状に漏えいした場合は着火・燃焼する。(b) Na燃焼速度は約400g-Na/sとなり、Na供給流量に対する割合は約70%となる。(2) 低酸素濃度雰囲気試験 a) 低酸素濃度雰囲気では、250の低温Naがスプレー状に漏えいしても着火は生じない。(b) Na燃焼速度は約44g-Na/sで、Na供給流量に対する割合は10%未満である。

Sodium spray fire tests at the initial sodium temperature of 250 deg-C were conducted under the atmospheric conditions of air and 3% oxygen containing nitrogen to determine the sodium burning rate and the aerosol release fraction and compare them with the test results at the initial sodium temperature of 500 deg-C in air atmosphere.In the tests, sodium was supplied using a commercial spray nozzle into a stainless steel vessel of 100 m volume (SOLFA-2). The sodium burning rate was calculated from two independent methods : the consumption rate of oxygen in the vessel and the enthalpy change of vessel components during the test. The aerosol release fraction was determined from the comparison between the measured aerosol concentrations and the calculated ones by the ABC-INTG code. The main conclusions were as follows, (1) In air atmosphere, (a) sodium droplets ignited instantaneously and the spray fire was observed, (b) the sodium burning rate was about 440 g-Na/s and the fraction of supplied sodium was about 70%. (2) In 3% oxygen containing nitrogen, (a) ignition of sodium droplets was not observed, and (b) the sodium burning rate was about 44 g-Na/s and the fraction of supplied sodium was less than 10%.