高速炉蒸気発生器における伝熱管破損事象に関する研究,13; 気体噴流の可視化実験ナトリウム冷却高速炉 Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR)

Study on sodium-water reaction phenomena in steam generator of sodium-cooled fast reactor, 13; Visualization experiment of gas jet

名古 宏平*; 小泉 安郎*; 内堀 昭寛 ; 大島 宏之

Nago, Kohei*; Koizumi, Yasuo*; Uchibori, Akihiro; Ohshima, Hiroyuki

高速炉蒸気発生器の伝熱管破損時に形成された反応ジェットが隣接伝熱管に衝突すると、液滴衝突エロージョン等の作用により管壁の損耗を引き起こす。本研究では、液滴衝突エロージョンの発生原因である噴流界面からの液滴エントレインメント現象を明解明し、評価モデルの構築に資することを目的として、水中に噴出する空気噴流の可視化実験を実施した。本実験では、透明アクリル板からなる矩形容器にある高さまで水を満たし、容器下端面の中央に設けたノズルから鉛直上向きに高圧空気を噴出した。高速度カメラで噴流の挙動を撮影した結果、噴流界面から液滴がエントレインされる現象が可視化された。また、可視化画像から液滴径分布を算出し、空気の噴出速度が大きいほど液滴径は小さくなり、液滴発生率は増大するなどの知見を得た。

Under a tube failure accident in a steam generator of sodium-cooled fast reactors, a reacting jet may cause wastage on the adjacent tube due to liquid droplet impingement erosion. In this study, the visualization experiment on an air jet into a water pool was conducted to clarify a phenomenon about liquid droplet entrainment from a gas-liquid interface, which is a cause of liquid droplet impingement erosion. The high-pressure air was injected into the water pool in the rectangular vessel made with acrylic plates. The behavior of the air jet was observed by the high-speed camera. It was demonstrated that the droplet diameter decreased with increasing the inlet velocity of the air and the droplet incidence rate increased with increasing the inlet velocity.