ナトリウムプール燃焼実験Run-F7(中間報告)

Sodium pool combustion test Run-F7; Interim report

二神 敏  ; 西村 正弘 ; 川田 耕嗣; 石川 浩康 ; 宮原 信哉  

Futagami, Satoshi; Nishimura, Masahiro; Kawata, Koji; Ishikawa, Hiroyasu; Miyahara, Shinya

高速炉における2次主冷却系配管からの冷却材ナトリウム漏えい事故を想定し、空気雰囲気における0.01ton/hr程度の小規模ナトリウム漏えい時の床ライナ最高温度の確認、およびナトリウムプールの成長過程と燃焼挙動を把握することを目的に、Run-F7シリーズを実施している。本報告書では、これまでに実施したRun-F7-1(平成10年2月17日実施)およびRun-F7-2(平成10年4月21日実施)で得られた知見について報告する。Run-F7-1とRun-F7-2は、ナトリウム温度やナトリウム漏えい率を同一とし(0.01ton/hr)、ナトリウム漏えい高さのみをパラメータとして行った。実験は、大規模ナトリウム漏えい燃焼試験施設(SAPFIRE)の小型密閉容器(FRAT-1・内容積:3m3乗)を用い、容器内にライナを模擬した炭素鋼(SM400B)製の受け皿(直径約1000mm、厚さ6mm)を設置し、これに約507Cのナトリウムを約0.01ton/hrで約30分、高さをパラメータ(0.1m、1.5m)として漏えいさせ、空気を十分に供給しながら燃焼させた。2つの実験から0.01ton/hr漏えい時の受け皿(ライナ)の最高温度とナトリウムプールの成長過程、およびその燃焼挙動に関するデータを取得し、以下の結論を得た。(1)0.01ton/hr漏えい時の受け皿最高温度は、漏えい高さが0.1mのRun-F7-1の場合では漏えい開始約33分後に約616C、漏えい高さが1.5mのRun-F7-2の場合では漏えい開始約33分後に約675Cとなり、漏えい高さの違いによる影響があることがわかった。(2)実験後の観察結果から、堆積物の面積は両実験ともに約0.3mとなり、ナトリウムプールの拡がり速度及び拡がり面積に関しても大きな違いはなく、ナトリウムプールの成長過程に対する漏えい高さの感度は本実験範囲では小さいということがわかった。(3)ナトリウム燃焼速度は、両実験ともに単位面積あたり16kg-Na/mhr程度であることがわかった。(4)プール堆積物(燃焼生成物)の化学組成は、実験後に採取した堆積物の化学分析結果によると、両実験ともに酸化物が支配的であるが、堆積物表層部では過酸化物と水酸化物の割合が増す傾向にあることがわかった。(漏えい終了から堆積物の採取終了までの間、堆積物が空気雰囲気下に

Supposing sodium leak accident from a IHTS pipe in FBR, sodium pool combusion test Run-F7 series is under way to know liner peak temperature and to study sodium pool growth and combustion behavior in the case of small-scale sodium leaks (0.01ton/hr) in an air atmosphere. This report consists of a result of Run-F7-1 (Feb,17,1998) and Run-F7-2 (Apr, 21, 1998) : In these tests, sodium temperature and sodium leak rates are the same (about 0.01ton/hr), but the height of leak point was changed. The test was performed using FRAT-1 (Fission Product and Radioactive Aerosol Release Test Rig . volume : 3m) of SAPFIRE (Safety Phenomenology Tests on Sodium Leak, Fire and Aerosols) facility. A burning pan (diameter : about 1000 mm, thickness : 6 mm) made of carbon steel (SM400B) to simulate floor steal liner was installed in FRAT-1. a 5kg of sodium was leaked at the leak rate of 0.01ton/hr under the temperature of 507C from the height of 0.1m and 1.5m (Run-F7-1 and Run-F7-2, respectively) during 30minutes when air was continued to feed into the cell. From the results, the following conclusion were drawn concerning the liner peak temperature, and sodium pool growth and combustion behavior, in the small-scale (0.01ton/hr) sodium leak: (1)In this case (1eak rate 0.01ton/hr), burning pan thermocouple measured 616C at approximately 33minutes in Run-F7-1, and 675C at 33minutes in Run-F7-2. therefore, the height of leak point has an effect on liner peak temperature. (2)Post test observation clarified that the deposits covered an area of about 0.3m in both tests. Sodium pool growth velocity during experiments were also similar. therefore, the height of leak point doesn't have a notable effect on sodium pool growth. (3)In both tests, burning rate of a unit area was 16kg-Na/mhr. (4)Analysis of the chemical composition of the deposits on the burning pan revealed that the main compounds were sodium oxides, but sodium dioxide and ...