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報告書

広温度・広酸素濃度範囲Na燃焼試験(IV); 低温Naスプレー燃焼試験

川田 耕嗣; 松木 卓夫*; 宮原 信哉

JNC-TN9400 2005-043, 48 Pages, 2005/08

JNC-TN9400-2005-043.pdf:1.37MB

初期温度が約250$$^{circ}C$$のナトリウムを用いたスプレー燃焼試験を、空気雰囲気(酸素濃度21%)と低酸素雰囲気(酸素濃度3%)で行い、各々の条件におけるナトリウムの燃焼速度とエアロゾル放出割合を評価して、これまでに得ている初期温度約500$$^{circ}C$$の条件における空気雰囲気でのナトリウムスプレー燃焼試験の結果と比較検討した。試験は、内容積が100m$$^{3}$$の円筒型ステンレス鋼容器(SOLFA-2)内にスプレーノズルを用いてナトリウムを噴霧して行い、容器内の酸素濃度変化および各部温度変化から燃焼速度を求めた。また、エアロゾル放出割合は、エアロゾル挙動解析コードABC-INTGによるエアロゾル濃度の解析結果を実験結果と一致させる方法で評価した。主な結論は以下の通りである。(1)空気雰囲気試験 a) Na温度が250$$^{circ}C$$と低温であっても、スプレー状に漏えいした場合は着火・燃焼する。(b) Na燃焼速度は約400g-Na/sとなり、Na供給流量に対する割合は約70%となる。(2) 低酸素濃度雰囲気試験 a) 低酸素濃度雰囲気では、250$$^{circ}C$$の低温Naがスプレー状に漏えいしても着火は生じない。(b) Na燃焼速度は約44g-Na/sで、Na供給流量に対する割合は10%未満である。

論文

Application of log interpretation methods to evaluate heterogeneity in diatomaceous mudstone at Horonobe area

原 彰男; 辻 隆司*; 西村 瑞恵*; 星 一良*; 八木 正彦*; 川田 耕司*; Hou, J.-Y.*

JAERI-Conf 2005-007, p.270 - 275, 2005/08

石油開発会社で通常的に用いられている物理検層解釈の手法を適用することにより、幌延地域の深部地下に分布する珪藻質泥岩の不均質性の評価を試みた。物理検層解釈には、自然$$gamma$$線検層およびEMI検層のデータを用いた。EMI検層のデータ解析に基づき、5種類の堆積相(A$$sim$$E)区分を行った。珪藻質泥岩の堆積相と化学組成、自然$$gamma$$線量および電気伝導度の間には明瞭な相関性が認められた。複数のボーリング孔データを対比することにより、珪藻質泥岩の岩相および層厚の空間的な分布状況を認識することができた。岩相および層厚の空間的な分布状況は、幌延地域における堆積環境の変化を反映しているものと考えられる。

論文

高速増殖炉サイクルの研究開発; 高速増殖炉の研究開発

川田 耕嗣

サイクル機構技報, (27), p.80 - 83, 2005/06

高速増殖炉サイクルの研究開発○高速増殖炉の研究開発、(1)高速増殖炉固有の技術開発(1.1安全性の研究、1.2燃料の開発、1.3構造・材料の研究)、(2)高速増殖炉「常陽」、 ◎環境保全対策 1.処理処分技術開発(1.1(4)ナトリウム洗浄・処理技術の開発)、2.5デコミッショニング技術、2.6DCA廃止措置、4.4固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF))

論文

Application of Log Interpretation Methods to Evaluate Heterogeneity in Diatomaceous Mudstone at Horonobe Area

原 彰男; 辻 隆司*; 星 一良*; 八木 正彦*; 西村 瑞恵*; 川田 耕司*; Hou, J.-Y.*

International Symposium NUCEF2005, P. 65, 2005/02

幌延地域における堆積岩の不均質性を評価するため、自然$$gamma$$線検層とelectrical micro imaging(EMI)検層に着目し、堆積岩の物理特性と岩相の違いとの関係を把握するとともに、孔井対比を行い堆積岩の不均質性の空間分布の把握を試みた。本研究の結果、層理面が明瞭に判読できる堆積相AおよびBは自然$$gamma$$線量(以下GR値)が低い層準に発達し、かつSiO$$_{2}$$含有量が多くなる傾向にあるのに対し、層理面が不明瞭な堆積相DはGR値が高い層準に発達し、SiO$$_{2}$$含有量が少なくなる傾向にある。本解析結果は、原(2004)の指摘、すなわち、GR値の高い地層はAl$$_{2}$$O$$_{3}$$の含有量が高く粘土鉱物など陸源性の砕屑物に富むのに対し、GR値の低い地層はSiO$$_{2}$$の含有量が高く珪藻化石に富むことを支持している。また、自然ガンマ線検層およびEMI検層データに基づく堆積相について、孔井間対比を行うことにより、堆積物の堆積作用や地層の空間分布を推定する上で有意義な層厚分布の情報を得ることができた。

報告書

前進的モデルを用いた不均質性堆積岩評価手法の研究II 概要版

星 一良*; Hou, J.-Y.*; 川田 耕司*; 辻 隆司*; 諏訪部 瑞恵*

JNC-TJ8400 2005-009, 67 Pages, 2005/01

JNC-TJ8400-2005-009.pdf:13.82MB

堆積岩の不均質場の特性を実測データに基づき定量的に把握する手法を開発することは、サイト特性調査およびそれに基づき実施する性能評価解析において重要な課題となる。本研究では堆積岩の不均質性評価手法を開発する目的で、幌延地域の珪質泥岩を検討し、堆積過程とその後の埋没仮定とを考慮した堆積モデリングソフトウエアを開発した。声問層・稚内層の孔井検層解析により間隙率、泥質分含有量、削剥量の分布と埋没曲線を求め、マーカを対比し年代を推定して地質モデルを構築した。EMI検層解析ではコアの肉眼観察では識別することのできない層状の不均質性が認められ、化学分析によりその要因が珪藻と砕屑物の含有量であることがわかった。地震探査記録をGDI法を用いて解析し、広域的な物性変化の把握を試みた。平成15年度の研究で開発した堆積モデリングソフトウエアの堆積シミュレーション部分の機能を拡張し、これに予測データと実際の孔井データとを比較する機能を追加し、また入力パラメータの最適化を行う機能を追加した。孔井データに基づく幌延地域の地質モデルを用いて堆積モデリングソフトウエアのテストランを行った。

報告書

前進的モデルを用いた不均質性堆積岩評価手法の研究 II

星 一良*; Hou, J.-Y.*; 川田 耕司*; 辻 隆司*; 諏訪部 瑞恵*

JNC-TJ8400 2005-008, 138 Pages, 2005/01

JNC-TJ8400-2005-008.pdf:25.65MB

堆積岩の不均質場の特性を実測データに基づき定量的に把握する手法を開発することは、サイト特性調査およびそれに基づき実施する性能評価解析において重要な課題となる。本研究では堆積岩の不均質性評価手法を開発する目的で、幌延地域の珪質泥岩を検討し、堆積過程とその後の埋没仮定とを考慮した堆積モデリングソフトウエアを開発した。声問層・稚内層の孔井検層解析により間隙率、泥質分含有量、削剥量の分布と埋没曲線を求め、マーカを対比し年代を推定して地質モデルを構築した。EMI検層解析ではコアの肉眼観察では識別することのできない層状の不均質性が認められ、化学分析によりその要因が珪藻と砕屑物の含有量であることがわかった。地震探査記録をGDI法を用いて解析し、広域的な物性変化の把握を試みた。平成15年度の研究で開発した堆積モデリングソフトウエアの堆積シミュレーション部分の機能を拡張し、これに予測データと実際の孔井データとを比較する機能を追加し、また入力パラメータの最適化を行う機能を追加した。孔井データに基づく幌延地域の地質モデルを用いて堆積モデリングソフトウエアのテストランを行った。

論文

高速増殖炉サイクルの研究開発及び環境保全対策(大洗執筆担当分)

川田 耕嗣

サイクル機構技報, (26), 114-120,136 Pages, 2005/00

平成16年度第1四半期(平成16年8月$$sim$$9月)における下記の各研究テーマの概況をサイクル機構技報に掲載する。◎高速増殖炉サイクルの研究開発○高速増殖炉の研究開発1.高速増殖炉固有の技術開発(1.1安全性の研究、1.2燃料の開発、1.3構造・材料の研究)2.高速実験炉「常陽」 ◎環境保全対策1.処理処分技術開発(1.1(4)ナトリウム洗浄・処理技術の開発)、2.5デコミッショニング技術、2.6DCA廃止措置4.4固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF))

報告書

前進的モデルを用いた不均質性堆積岩評価手法の研究 概要版

加藤 新*; 川田 耕司*; 増井 泰裕*; 辻 隆司*; 諏訪部 瑞恵*

JNC-TJ8400 2003-094, 71 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2003-094.pdf:2.03MB

堆積岩分布地域における高レベル放射性廃棄物の地層処分サイトの選定にあたっては,地下水理の挙動に大きな影響を及ぼす地層の岩相(不均質性)分布を正確に推定することが重要である。堆積岩の岩相は,堆積過程において形成された多様な粒度分布や鉱物組成に由来するものであり,限定されたポイントデータの統計的解析手法では,必要とする十分なスケールの空間的特性を得られない可能性が大きい。そのため,堆積岩の不均質性に対応できるスケールで定量的に岩相を把握する手法を開発することが必要である。本研究は,堆積環境・堆積岩の堆積過程を考慮した前進的モデリングという予測的堆積モデルを用い,幌延地域を対象に堆積岩の岩相分布(不均質特性)を定量的に把握する手法を開発するものである。まず,幌延地域の堆積岩の堆積システムに関する既往研究データで,同地域における声問層・稚内層を中心とした泥質岩の堆積システムについて考察した。また,幌延センターにおいてHDB-1の岩芯を堆積学的観点から再調査を行なった。さらに,孔井データ,物理探査データなどの地質データを収集し,孔井の物理検層・コア分析結果により,泥質岩の岩相・圧密特性について解析を行った。また,地震探査データについては,孔井データより地層境界を解釈し,声問層,稚内層の地下構造図,等層厚線図,復元断面図を作成し,幌延地域における声問層,稚内層の堆積システムについての検討を行った。また,幌延地域の声問層,稚内層を念頭にした堆積岩について,堆積盆スケールでの堆積システムを再現することができる堆積モデルの基本ソフトウエアの開発を行い,さらに今後の改良すべき点についての提案をした。

報告書

前進的モデルを用いた不均質性堆積岩評価手法の研究

加藤 新*; 川田 耕司*; 増井 泰裕*; 辻 隆司*; 諏訪部 瑞恵*

JNC-TJ8400 2003-093, 178 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2003-093.pdf:5.72MB

堆積岩分布地域における高レベル放射性廃棄物の地層処分サイトの選定にあたっては,地下水理の挙動に大きな影響を及ぼす地層の岩相(不均質性)分布を正確に推定することが重要である。堆積岩の岩相は,堆積過程において形成された多様な粒度分布や鉱物組成に由来するものであり,限定されたポイントデータの統計的解析手法では,必要とする十分なスケールの空間的特性を得られない可能性が大きい。そのため,堆積岩の不均質性に対応できるスケールで定量的に岩相を把握する手法を開発することが必要である。本研究は,堆積環境・堆積岩の堆積過程を考慮した前進的モデリングという予測的堆積モデルを用い,幌延地域を対象に堆積岩の岩相分布(不均質特性)を定量的に把握する手法を開発するものである。まず,幌延地域の堆積岩の堆積システムに関する既往研究データで,同地域における声問層・稚内層を中心とした泥質岩の堆積システムについて考察した。また,幌延センターにおいてHDB-1の岩芯を堆積学的観点から再調査を行なった。さらに,孔井データ,物理探査データなどの地質データを収集し,孔井の物理検層・コア分析結果により,泥質岩の岩相・圧密特性について解析を行った。また,地震探査データについては,孔井データより地層境界を解釈し,声問層,稚内層の地下構造図,等層厚線図,復元断面図を作成し,幌延地域における声問層,稚内層の堆積システムについての検討を行った。また,幌延地域の声問層,稚内層を念頭にした堆積岩について,堆積盆スケールでの堆積システムを再現することができる堆積モデルの基本ソフトウエアの開発を行い,さらに今後の改良すべき点についての提案をした。本報告書は,株式会社地球科学総合研究所が核燃料サイクル開発機構との委託研究契約により実施した研究成果に関するものである。

論文

高速増殖炉サイクルの研究開発及び環境保全対策(大洗執筆担当分)

川田 耕嗣

サイクル機構技報, (23), 115- Pages, 2004/00

平成15年度第4四半期(平成16年1$$sim$$3月)における下記の各研究テーマの概況をサイクル機構技報に掲載する。◎高速増殖炉サイクルの研究開発○高速増殖炉の研究開発 1.高速増殖炉固有の技術開発(1.1安全性の研究、1.2燃料の開発、1.3構造・材料の研究)2.高速実験炉「常陽」 ◎環境保全対策 1.処理処分技術開発(1.1(4)ナトリウム洗浄・処理技術の開発)、2.5デコミッショニング技術、2.6DCA廃止措置 4.4固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF))

論文

高速増殖炉サイクルの研究開発及び環境保全対策(大洗執筆担当分)

川田 耕嗣

サイクル機構技報, (24), 66-70 Pages, 2004/00

平成16年度第1四半期(平成16年4月$$sim$$7月)における下記の各研究テーマの概況をサイクル機構技報に掲載する。◎高速増殖炉サイクルの研究開発○高速増殖炉の研究開発1.高速増殖炉固有の技術開発(1.1安全性の研究、1.2燃料の開発、1.3構造・材料の研究)2.高速実験炉「常陽」 ◎環境保全対策1.処理処分技術開発(1.1(4)ナトリウム洗浄・処理技術の開発)、2.5デコミッショニング技術、2.6DCA廃止措置4.4固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF))

報告書

伝熱管破損伝播評価用ブローダウン解析コード(LEAP-BLOW)の開発; ナトリウム-水反応試験(SWAT-1R)による検証

實 晃司; 小野 功*; 川田 耕嗣; 栗原 成計; 谷田部 敏男

JNC-TN9400 2003-062, 84 Pages, 2003/06

JNC-TN9400-2003-062.pdf:1.29MB

高速増殖炉の蒸気発生器(以下SG)におけるナトリウム-水反応時の伝熱管の設計基準水リーク(以下DBL)の選定は、プラントの安全性、経済性等に影響を及ぼす重要事項の一つである。現在計画している大型炉用SGのDBL選定に当たっては、ナトリウム-水反応事象を高精度で合理的に評価するための計算モデルの確立が必要不可欠となる。大型炉用SGにおいては、近年の設計進捗に伴い、さらに評価手法の高度化が要求されており、高度化の一環として高温ラプチャ型破損伝播事象に対しても検討の必要性が示されている。高温ラプチャ挙動は、伝熱管内の水蒸気条件に大きく影響されることから、その評価手法の開発が重要な要求事項となっている。本書は、伝熱管破損伝播解析コードとして開発したブローダウン解析コード(LEAP-BLOW)について、ナトリウム-水反応試験装置(SWAT-1R)の試験データにより検証した結果を報告するものである。本検証解析により、以下の結果と検討課題が得られた。(1)SWAT-1R体系において、注水率が約160g/s$$sim$$約540g/s間については、LEAP-BLOWによる圧力解析は実測値とのよい一致を示し、さらに実測値に対し小笠原モデルがより近い値を示した。(2)注水開始後約10秒以降の定常的な注水率の評価については、LEAP-BLOWによる注水率解析は模擬されており、小笠原モデルのほうが実測値に対し、より近い値を示した。(3)注水率の大きいHT-3試験における圧力解析結果については、Moody及び小笠原モデルの臨界流モデルにおいて実測値より若干低めに評価していることから、これらについて今後検討する必要がある。(4)注水率解析には、水加熱器出口配管部における注水開始直後での注水率のピーク形成及び左記ピークの時間遅れと考えられる約2秒以降の注水ノズル部でのピーク形成がみられるが、前者のピーク値は実測値に対し過大評価と考えられることから、今後検討がが必要である。(5)Moody及び小笠原モデルの臨界流モデルにおける注水ノズル部での注水率解析結果は、実測値に対し、高めに評価する傾向を示すことから、上記(4)と合わせて今後検討する必要がある。

報告書

Investigation for the sodium leak in MONJU; Sodium leak and fire test-I

川田 耕嗣; 寺奥 拓史; 大野 修司; 宮原 信哉; 三宅 収; 田辺 裕美

JNC-TN9400 2000-089, 258 Pages, 2000/08

JNC-TN9400-2000-089.pdf:12.26MB

「もんじゅ」2次主冷却系ナトリウム漏えい事故の原因究明の一環として、ナトリウムによる漏えい速度・漏えい形態の確認実験、ナトリウム漏えい燃焼実験-I、ナトリウム漏えい燃焼実験-IIを順次実施した。本報告は、この内のナトリウム漏えい燃焼実験-Iに関するものである。ナトリウム漏えい燃焼実験-Iは、換気空調ダクト、グレーチングでの漏えいナトリウムの燃焼および破損挙動、漏えいナトリウムの床ライナヘの影響挙動を明らかにする目的で、大規模ナトリウム漏えい燃焼試験施設(SAPFIRE)の大型密閉試験装置(SOLFA-2)を用いて実施した。実験では、「もんじゅ」と同仕様の温度計と周囲の保温構造の一部、換気空調ダグトおよびグレーチングを実機と同様に設置し、また床面には実機の床ライナと同仕様の受け皿を設置し、漏えい事故室の機器構造・配置を部分的に模擬した。実験は、480$$^{circ}C$$のナトリウムを温度計から当初約4時間にわたって漏えいさせる予定であったが、排煙処理装置の排気流量低下のため約1.5時間で終了した。各部における燃焼挙動、破損挙動等はCCDカメラ、熱電対等を用いて確認した。ナトリウム漏えい燃焼実験-Iから、以下の結果を得た。(1)温度計からのナトリウム漏えい形態は、煽ネい開始直後はフレキシブル管からの流線状の飛散後、換気空調ダクト上で跳ね返って液滴状燃焼になるのが確認された。(2)換気空調ダクトは、表面温度が約600$$sim$$約700$$^{circ}C$$の範囲であったが、「もんじゅ」で見られたような開口はなく、ダクト本体の破損は認められなかった。(3)グレーチングは、上面温度が約650$$sim$$約940$$^{circ}C$$の範囲で推移していたが、鋼板の一部に欠損や減肉が認められた。(4)床面に設置した受け皿の裏面温度は、約10分後に約700$$^{circ}C$$に達し、その後は約740$$sim$$約770$$^{circ}C$$で推移していたが、受け皿の破損はなく、最大約1mmの減肉が認められた。(5)受け皿上には、「もんじゅ」と同様にナトリウム酸化物が山状に堆積し、堆積物最下層からは、鉄とナトリウムの複合酸化物(Na4FeO3)が確認された。

報告書

高速増殖原型炉ULOF事象の評価研究; 最新の知見を反映した炉心損傷評価

飛田 吉春; 守田 幸路; 川田 賢一; 丹羽 元; 野中 信之

PNC-TN9410 97-079, 106 Pages, 1997/09

PNC-TN9410-97-079.pdf:3.9MB

本研究は、FBRの安全研究の一環として大洗工学センターにおいて実施してきた炉心損傷事故(CDA: Core Disruptive Accident)に関する実験的及び解析的研究の成果を反映して、最新の技術知見と安全評価手法により「高速増殖原型炉」のスクラム不作動流量減少事故(ULOF: Unprotected Loss Of Flow)を対象に炉心損傷過程の安全評価を実施したものである。炉心安全の研究では、炉心損傷時のエネルギー発生過程に注目し、CABRI計画等の国際共同炉内試験からエネルギー緩和の機構と効果に関する新たな知見を集約し、国内外での炉外試験データにより個別現象の理解を深めると共に、これらの実験事実に基づきSAS、SIMMER等の安全解析コードの開発・改良・検証を行ってきた。本研究では、これらの成果知見を反映した最新の技術を実機の解析評価に適用し、エネルギー発生過程の詳細で定量的な把握を行うことを目的としている。本研究では、これまでの実機評価で重要性が高いと認識されている炉心溶融進展段階(遷移過程)の挙動における炉心物質の可動量及び運動の履歴とエネルギー発生機構との関係に重点を置き、以下の方法と考え方の下で解析評価を行った。損傷初期の炉心ボイド化にともなう過渡挙動(起因過程)の解析にSAS4Aコード、その後の溶融進展にともなう炉心物質運動(遷移過程)及びエネルギー発生時の炉心外への物質輸送から機械的エネルギーへの変換に至る過程の解析にSIMMER-IIIコードを用い、それぞれ欧州研究機関との協力の下に開発・検証した最新バージョンを適用、臨界実験評価等の最新の炉物理研究成果に基づいて、ボイド、ドップラー反応度係数に対する不確定幅を考慮(不確定性の低減)、燃料過渡挙動と物質運動に関する最新の実験的知見とモデル検証に基づき事象推移の判断と主要物理パラメーターを選定(物理的因果関係の重視)、遷移過程における核的ポテンシャル低減機構の評価への適切な反映(評価技術の進歩)、原型炉の炉心物質の詳細な空間配置模擬(事故推移の特徴確認とエネルギー発生への燃料運動の非同時効果の正確な把握)、炉心エネルギー発生時の機械的エネルギーへの変換を炉心物質の炉心外への輸送とプレナムでのナトリウムとの反応過程の詳細評価(現実的物理機構に基づく評価)以上の方針に基づく一連の解析評価と結果の分析から以下の結論を得た。

報告書

ナトリウム漏えい燃焼実験-I 実験データ集

川田 耕嗣; 宮原 信哉; 田辺 裕美; 寺奥 拓史; 三宅 収

PNC-TN9450 97-005, 145 Pages, 1997/03

PNC-TN9450-97-005.pdf:2.48MB

「もんじゅ」2次冷却系ナトリウム漏えい事故の原因究明の目的で、平成8年4月8日に、大洗工学センターの大規模ナトリウム漏えい燃焼試験施設(SAPFIRE)内の大型密閉試験装置(SOLFA-2)を用い、「もんじゅ」2次系配管室の温度計、換気空調ダクト、グレーチング、床面には同仕様の受け皿等の配置を模擬してナトリウム漏えい燃焼実験-Iを行った。なお本データ集については、情報公開の一環として平成9年3月21日付けで、本社インフォメーションルーム、大洗工学センター展示館、敦賀事務所アトムプラザの3カ所で公開を開始した。

報告書

もんじゅナトリウム漏えい事故の原因究明; ナトリウム漏えい燃焼実験, I

川田 耕嗣; 大野 修司; 三宅 収; 寺奥 拓史; 宮原 信哉; 田辺 裕美

PNC-TN9410 97-036, 243 Pages, 1997/01

PNC-TN9410-97-036.pdf:12.29MB

「もんじゅ」2次主冷却系ナトリウム漏えい事故の原因究明の一環として、ナトリウムによる漏えい速度・漏えい形態の確認実験、ナトリウム漏えい燃焼実験-I、ナトリウム漏えい燃焼実験-IIを順次実施した。本報告は、この内のナトリウム漏えい燃焼実験-Iに関するものである。ナトリウム漏えい燃焼実験-Iは、換気空調ダクト、グレーチングでの漏えいナトリウムの燃焼および破損挙動、漏えいナトリウムの床ライナへの影響挙動を明らかにする目的で、大規模ナトリウム漏えい燃焼試験施設(SAPFIRE)の大型密閉試験装置(SOLFA-2)を用いて実施した。実験では、「もんじゅ」と同仕様の温度計と周囲の保温構造の一部、換気空調ダクトおよびグレーチングを実機と同様に設置し、また床面には実機の床ライナと同仕様の受け皿を設置し、漏えい事故室の機器構造・配置を部分的に模擬した。実験は、480$$^{circ}C$$のナトリウムを温度計から当初約4時間にわたって漏えいさせる予定であったが、排煙処理装置の排気流量低下のため約1.5時間で終了した。各部における燃焼挙動、破損挙動等はCCDカメラ、熱電対等を用いて確認した。ナトリウム漏えい燃焼実験-Iから、以下の結果を得た。(1)温度計からのナトリウム漏えい形態は、漏えい開始直後はフレキシブル管からの流線状の飛散後、換気空調ダクト上で跳ね返って液滴状燃焼になるのが観察された。(2)換気空調ダクトは、表面温度が約600$$sim$$約700$$^{circ}C$$の範囲であったが、「もんじゅ」で見られたような開口はなく、ダクト本体の破損は認められなかった。(3)グレーチングは、上面温度が約650$$sim$$約940$$^{circ}C$$の範囲で推移していたが、鋼板の一部に欠損や減肉が認められた。(4)床面に設置した受け皿の裏面温度は、約10分後に約700$$^{circ}C$$に達し、その後は約740$$sim$$約770$$^{circ}C$$で推移していたが、受け皿の破損はなく、最大約1mmの減肉が認められた。(5)受け皿上には、「もんじゅ」と同様にナトリウム酸化物が山状に堆積し、堆積物最下層からは、鉄とナトリウムの複合酸化物(Na4FeO3)が確認された。

報告書

DEVELOPMENT OF CERAMIC LINER FOR FBR BUILDING

姫野 嘉昭; 森川 智*; 川田 耕嗣

PNC-TN9410 91-092, 11 Pages, 1991/01

PNC-TN9410-91-092.pdf:1.53MB

None

報告書

広温度・広酸素濃度範囲Na燃焼試験(II); 低酸素濃度雰囲気でのNaプール燃焼速度とNaエアロゾル放出速度

川田 耕嗣*; 大野 修司*; 森川 智*; 姫野 嘉昭*

PNC-TN9410 88-164, 28 Pages, 1988/12

PNC-TN9410-88-164.pdf:1.59MB

(目的)高速増殖炉プラントの約3%の酸素を含む窒素雰囲気に於けるNaプール燃焼の燃焼速度(酸化速度)及びNaエアロゾル放出速度を決定し,従釆の解析手法で与えられる結果との比較検討を行う。(方法)雰囲気ガス容積約3m$$times$$3を有する円筒型ステンレス密閉容器FRAT―1を用いてその底部に燃焼皿を置き,雰囲気酸素濃度3%,Naプール温度175$$sim$$400$$^{circ}C$$でNaを燃焼させ,雰囲気中の酸素消費速度から燃焼速度を,またNaプールから放出されて容器の床及び壁に沈着した全てのNaエアロゾル量からNaエアロゾル放出速度を算出した。(結果)Na燃焼速度は,Naプール温度に強く依存し,400$$^{circ}C$$付近から温度の低下と共に解析コードS0FIRE-M2による計算値から大きく離れて低下し,試験の最低温度である175$$^{circ}C$$では1桁以上小さな値を示した。データ解析から,このような傾向は燃焼がNaプール表面に対する酸素の自然対流物質伝達とNaプール表面での酸化反応に支配されるためで,高温では前者が,低温では後者が律速となるためであることが明らかになった。そこで,これらを考慮したデータ整理式を提案し,試験データと一致する良好な実験式を導出した。Naエアロゾル放出速度もNaプール温度に対する強い依存性を示し,温度の低下と共に低下する。ただ,その値は最大でもNa燃焼速度(実験値)の約10%である。また,Naエアロゾル放出速度は,Na燃焼速度に比例するとの仮定のもとに,先に導出した実験式と同様なNaプール温度依存性を有し,かつ各Naプール温度で最大の値を与える実験式を導出した。

報告書

広温度・広酸素濃度範囲ナトリウム燃焼試験(1); ナトリウム燃焼現象確認試験

川田 耕嗣*; 宮原 信哉*; 広井 博*; 姫野 嘉昭*

PNC-TN9410 88-004, 44 Pages, 1988/01

PNC-TN9410-88-004.pdf:6.85MB

従来の国内外のナトリウム燃焼研究は、原子炉定格運転時等のナトリウム温度を主な対象としてきたため、炉外燃料貯蔵槽や原子炉予熱運転時に於けるナトリウム漏洩燃焼を想定した研究例が少ない。そこで、主に300$$^{circ}C$$以下のナトリウムを用いて、スプレー・コラム・プールについて、着火温度、エアロゾル発生開始温度を明らかにするために実施したものである。ナトリウムスプレー及びナトリウムコラム試験は、ナトリウム漏洩火災基礎試験装置(SOFT-1)、ナトリウムプール試験は、大規模ナトリウム漏洩火災試験施設のSOLFA-1試験装置を使用して行った。試験結果は、次の通りである。(1)ナトリウムスプレー燃焼試験着火温度は、液滴径に依存する傾向を認めたが、安全を見込むと160$$^{circ}C$$以上である。(2)ナトリウムコラム燃焼試験流入するコラムの本流は着火せず、途中で生じる飛散液滴のみ着火し、本流が床で跳ね返えりによって生成された跳ね返り飛沫は180$$^{circ}C$$で、床上の落下堆積物は160$$^{circ}C$$で着火した。(3) ナトリウムプール燃焼試験静止液面での着火は、280$$sim$$315$$^{circ}C$$で、目視によるエアロゾル発生開始温度は、140$$sim$$165$$^{circ}C$$、一旦酸欠状態にして鎮火させた液面の自然再着火は、80$$^{circ}C$$以上で生じた。今後、これらの基礎データを基に広温度・広酸素濃度範囲ナトリウム燃焼試験を実施する。

報告書

ナトリウム火災防護設備基礎試験(III) : 二次系ナトリウム火災の事故推移に関する縮尺モデル試験、Run-B3

姫野 嘉昭*; 宮原 信哉*; 川田 耕嗣*; 川部 隆平*; 佐々木 和一*; 山田 敏雄*; 宮口 公秀*

PNC-TN941 85-130, 65 Pages, 1985/09

PNC-TN941-85-130.pdf:2.49MB

ナトリウム配管,床ライナ,連通管および燃焼抑制槽のそれぞれの縮尺モデル試験体を用いて,二次系ナトリウム火災に関する試験を行った。試験では,各試験体を実機と類似に配置し,模擬事故室内の配管からのナトリウム漏洩によって始まり,燃焼抑制槽で事故が終息するまでを調べた。使用したナトリウムは,温度505$$^{circ}C$$,総重量約150kgで,これを模擬ナトリウム配管から流量約1/sccで約3分間にわたって漏洩させた。今回の試験結果から,次の結論を得た。模擬配管からの漏洩ナトリウムは,現在「もんじゅ」設計で想定されている事故推移と同様に,床ライナから連通管を経て燃焼抑制槽に円滑にドレンされ,燃焼抑制槽内のナトリウム燃焼の自然鎮火によって事故が終息した。模擬ナトリウム漏洩配管では,内装板及び外装板の腐食破損及び高温破損は生じておらず,試験期間中は漏洩ナトリウム飛散防止機能が維持された。模擬事故室の床ライナ上及び連通管内については,燃焼生成物によるナトリウム流路の閉塞は認められなかった。また模擬事故室における漏洩ナトリウムの滝状(コラム状)及びプール状の混合燃焼による発熱量は,床ライナの単位面積当たりに換算するとプール燃焼発熱量の約1.6倍であった。燃焼抑制槽にドレンされたナトリウムの燃焼は一定時間後に自然に鎮火した。燃焼抑制槽下部のコンクリートについては,断熱コンクリートであるパーライトコンクリートと構造コンクリートのそれぞれの温度データを得た。また試験期間中のコンクリート放出水量は,従来のR&D結果と比べ非常に少なかった。

報告書

ナトリウム火災防護設備基礎試験(II) : ライナ上の低温ナトリウム流動燃焼試験(Run-B4)

川部 隆平*; 姫野 嘉昭*; 川田 耕嗣*; 宮口 公秀*

PNC-TN941 85-104, 17 Pages, 1985/06

PNC-TN941-85-104.pdf:0.76MB

漏洩ナトリウムの流動性を明らかにする目的で,温度250$$^{circ}C$$の低温ナトリウムのライナ上流動燃焼試験を行った。試験には,長さ約2.4m,幅約1.2m,ライナ勾配1/100を有し裏面断熱の水平なライナ試験体を用い,その端部に幅200mm,高さ10mmのノズルを固定し,ノズルから水平方向に流量約1-/secで総量約160kgのナトリウムを220秒間穏やかに流した。試験中はライナ上のナトリウムの流動性及び燃焼状況を観察し,またライナ各部の温度測定も行った。試験後は,試験体各部に残留したナトリウム燃焼生成物の回収とそれらの分布を調べた。試験中及び試験後のデータとそれらの解折から,次に述べる結果を得た。ノズルからの流出ナトリウムは,最初は限定された流路幅の中を流れた。しかし,しばらくすると流出ナトリウムの先端が放熱のために一時棟結し,凍結によって形成された固化ナトリウムが流路をライナ全面に広げた。凍結ナトリウムは,次々と流入するナトリウムによって容易に再融解され,その後のナトリウム流動は円滑に推移した。ナトリウムからライナに対する熱流束は約80kw/m$$times$$2以下で,前回の高温ナトリウム(505$$^{circ}C$$)試験の時と比べ小さい。ただ,熱伝達率は300$$sim$$500w/m$$times$$2$$^{circ}C$$と前回と同様な値であった。試験後の残留ナトリウム燃焼生成物は,ライナ上では平均約1kg/m$$times$$2のほぼ均一な分布を示し,連通管内については大きな固形燃焼物の流入は認められていない。このことと前回の高温ナトリウムを用いた同様な試験結果から,実機における流路閉塞の可能性は排除できるものと結論される。

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