Mixing behavior of argon jet with liquid sodium around a single rod; A Basic study on sodium-water reaction

円管周りの液体ナトリウムとアルゴンジェットの混合挙動

鶴岡 北斗*; 田村 武士*; 杉山 憲一郎*; 奈良林 直*; 大島 宏之

Tsuruoka, Hokuto*; Tamura, Takeshi*; Sugiyama, Kenichiro*; Narabayashi, Tadashi*; Ohshima, Hiroyuki

ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器では、伝熱管破損時に発生するナトリウム-水反応によって、さらに2次伝熱管破損が引き起こされるかどうかを評価することが重要である。このためJAEAでは機構論的解析コードSERAPHIMを開発している。本研究では、このSERAPHIMコードの検証及び高度化に資することを目的として、ナトリウム中ボイド率計測用のプローブを開発するとともに、アルゴンジェットを用いた単一伝熱管まわりのボイド率計測をさまざまな流速条件で実施した。その結果、水実験と異なるボイド分布となることを明らかにした。

The occurrence of secondary heat transfer tube failure due to overheating by sodium-water reaction in LMFBR steam generators has been concerned from the viewpoint of public acceptance. To evaluate the phenomena, a sophisticated computer code SERAPHIM has been developed by JAEA. For the purpose of obtaining fundamental data for the validation of the code, a sodium experiment was carried out, where the void fraction around a single rod set in a sodium pool without sodium-water reaction was measured. The void fraction was observed to somewhat increase with increasing the gas jet velocity. The increase rate was clearly smaller compared with that in the water experiment. The void fraction also showed more monotonous distribution from the stagnation point to the rear point than that in water pool. These results reflect the difference of surface tension between water and sodium. It is concluded that the entrainment of ambient sodium is easily caused and this leads monotonous distribution of void fraction in the sodium pool.