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高温NaOHを用いた噴射衝突実験手法の開発

Development of experiment method due to high-temperature sodium hydroxide impinging

梅田 良太 ; 下山 一仁 ; 栗原 成計 

Umeda, Ryota; Shimoyama, Kazuhito; Kurihara, Akikazu

高速増殖炉(FBRs)の蒸気発生器(SG)内において、何らかの原因により伝熱管が破損した場合、伝熱管内を流れる高圧の水/蒸気が低圧のナトリウム(Na)中へ漏えいする。Naと水との化学反応により、高温・高圧で高アルカリの浸食性・腐食性の強い反応ジェットが生成される(Na-水反応)。この反応ジェットに曝されると、隣接伝熱管は局所的な減肉作用により損傷し、SG内での影響範囲が拡大する可能性がある(ウェステージ)。原子力機構では、FBRSGの経済性並びに安全性・信頼性向上のため設計を行っており、それには、Na-水反応の現象解明及び現象論に基づいた解析評価手法の開発が不可欠である。従来のウェステージ損傷は、反応ジェットを形成する周囲の起因因子で評価されてきた。そこで、より正確な評価を行うためにウェステージされる環境に着目して局所的な影響因子で新たな評価手法の開発を行っている。本研究では、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の水酸化ナトリウム(NaOH)を伝熱管材料に衝突させ、ウェステージ環境因子の影響を分離評価可能な実験手法の開発について報告する。

In case of the water leak into sodium in a steam generator (SG) of sodium-cooled fast breeder reactors (FBRs), exothermic reaction produces reaction fields in association 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, we developed the new experimental apparatus and established the test procedure in which sodium hydroxide (NaOH) collided with the tube material under high temperature conditions simulating the reaction field.

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