液滴衝撃エロージョンによる蒸気発生器伝熱管におけるウェステージ現象に関する研究; 二相自由噴流の圧力,温度測定

Study on steam generator tube wastage mechanism by liquid droplet impingement erosion; Temperature and pressure measurement of two-phase free jet

吉田 篤郎*; 東 侑麻*; William, K.*; 新榮 邦彦*; 奈良林 直*; 辻 雅司*; 大島 宏之; 栗原 成計 

Yoshida, Atsuro*; Higashi, Yuma*; William, K.*; Arae, Kunihiko*; Narabayashi, Tadashi*; Tsuji, Masashi*; Ohshima, Hiroyuki; Kurihara, Akikazu

Na冷却型高速炉において最も懸念される事故の1つとして蒸気発生器伝熱管破損事故が挙げられる。一般的に蒸気発生器内の伝熱管にてリークが生じた場合、伝熱管内から高圧・高温の水・蒸気二相噴流が低圧Na中に流出する。Naは化学的活性が強く、特に水とは激しく反応を起こすので、リークの起こった伝熱管に隣接する伝熱管は、噴流による機械的影響(エロージョン)とNa-水反応による化学的影響(コロージョン)の複雑な相互作用による損傷(ウェステージ)を受け、二次的なリークを生じる。このウェステージ現象は、未だに定量的な解析コードの検証が行われていない。その理由としてウェステージ現象を構成する種々の現象(エロージョン,コロージョン)が定量的に解明されていないことが挙げられる。そこで本研究ではNa冷却型高速炉蒸気発生器のウェステージ現象のうち、エロージョン現象に着目し、破損した伝熱管開口部から隣接する伝熱管へのジェット噴流による液的衝撃エロージョン現象がどの程度減肉速度を有するのかを実験及び解析により定量的に評価することを目的とする。本報告では基礎研究の1つとして実施した空気中への高温・高圧の水・蒸気二相自由噴流の圧力,温度分布測定結果について述べる。

It may occur heat transfer tube failure event in steam generator of sodium-cooled fast reactor. Sodium reacts vigorously with water in the case of water leakage into sodium, the neighboring tubes are damaged by sodium-water reaction jet, tube wastage could arise from the effect of erosion and corrosion. The wastage phenomena remains to be fully elucidated by its complexity. In this study, the authors carried out the measurement experiment of temperature and pressure distribution in two-phase free jet and analyzed the wastage quantitatively from the standpoint of erosion effect.