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,30; 4か年の研究成果の総括

Study on sodium-water reaction phenomena in steam generator of sodium-cooled fast reactor, 30; Overview of four-year study results

大島 宏之; 栗原 成計 ; 山口 彰*; 高田 孝*; 奈良林 直*; 出口 祥啓*

Ohshima, Hiroyuki; Kurihara, Akikazu; Yamaguchi, Akira*; Takata, Takashi*; Narabayashi, Tadashi*; Deguchi, Yoshihiro*

化学的に活性なナトリウム(Na)を冷却材とする高速炉特有の課題である蒸気発生器(SG)伝熱管破損時のNa-水反応現象は、観察・計測の困難さからこれまでそのメカニズム解明に至っておらず、実規模試験による実証という手段で安全評価に対応してきた。これに対して本研究開発では、合理的な安全防護と財産保護、社会的受容性の向上に資することを目的として、体系的な実験や数値解析によりメカニズム解明を行い、汎用性の高いマルチフィジックス解析評価システムを開発した。本報では、4か年に亘る研究成果を総括する。

When a heat transfer tube is failed in a steam generator (SG) of a sodium-cooled fast reactor (SFR), pressurized water and/or water vapor leaks into liquid sodium surrounding the tube and forms a reacting jet with high temperature and high alkali. This reacting jet might cause the secondary failure of adjacent heat transfer tubes due to wastage or over-heating tube rapture resulting in undesirable failure propagation. Therefore, the sodium-water reaction phenomenon (SWR) is one of the most important issues for the design and safety assessment of SFRs. The authors have carried out systematic experiments for the elucidation of SWR and developed a new multi-physics numerical simulation system which is based on mechanistic and theoretical modeling of SWR rather than empirical modeling and can contribute to detailed and quantitative evaluations of SWR in any types of SGs. This paper summarizes the results of four-year R&D activities.