高速炉蒸気発生器における伝熱管ウェステージに関する高温NaOH衝突実験

High-temperature sodium hydroxide impinging experiment for investigating tube wastage phenomena caused by sodium-water reaction in FBR steam generator

栗原 成計 ; 大島 宏之; 下山 一仁 ; 梅田 良太 

Kurihara, Akikazu; Ohshima, Hiroyuki; Shimoyama, Kazuhito; Umeda, Ryota

高速炉蒸気発生器(SG)で万一伝熱管が破損した場合、ナトリウム中に高温,浸食性の反応ジェットが形成され、隣接伝熱管は局所的な減肉作用(ウェステージ)により影響範囲が拡大する可能性がある。原子力機構ではその合理的安全設計に向けて汎用かつ高精度予測評価を可能とする機構論的Na-水反応現象解析評価手法を開発している。本研究では、SGにおける隣接伝熱管のウェステージ現象解明を目的として、Na-水反応時の主要反応生成物である高温水酸化ナトリウム(NaOH)を伝熱管材料に衝突させ、ウェステージ環境因子を独立に評価可能な実験手法を開発した。本装置を用いて、伝熱管材料の減肉速度に対する温度や速度の依存性を明らかにした。

Sodium reacts chemically with water in case of unexpected heat transfer tube failure in a steam generator (SG) of sodium-cooled fast breeder reactors (FBRs), exoergic reaction produces reaction field with high temperature and high corrosive action (sodium-water reaction). Adjacent tubes are damaged due to erosive and corrosive environment of the reaction field. Therefore, it is integral to evaluate such sodium-water reaction phenomena with high accuracy for the safety assessment of FBRs. For the purpose of understanding the wastage mechanism, an experiment was carried out in which sodium hydroxide (NaOH) collided with the tube material under high temperature conditions simulating the reaction field. We confirmed that the erosion-corrosion rate of tube material has a tendency to increase as the temperature and velocity of NaOH are raised.