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報告書

超音波温度計ナトリウム試験(2); 音響ガイド棒方式試験体の試験結果のまとめ

林田 均; 小柿 信寿; 上田 雅司; 磯崎 正; 荒 邦章

JNC TN9400 99-014, 51 Pages, 1999/01

JNC-TN9400-99-014.pdf:1.5MB

ナトリウム中の音速が温度により変化することを利用して、配管外からナトリウム温度を計測する超音波温度計の開発を実施している。超音波温度計は、ナトリウム中の伝搬時間を計測し、伝搬時間と伝搬距離から音速を求めることで、ナトリウム温度を算出する。この超音波温度計の開発の一環として、超音波温度計のナトリウム温度計測適用性を検討するために、実際にナトリウム試験装置により試験を実施した。本報告は、音響ガイド棒と低温用の超音波トランスデューサ(設計使用温度80$$^{circ}C$$)を用いた超音波温度計試験体のナトリウム試験結果をまとめた。その結果、以下のような知見を得た。1)本試験範囲では、超音波温度計は、Naの流速、カバーガスの圧力、Na中の不純物濃度などの影響を受けない。また、約4$$^{circ}C$$の試験誤差を有する本試験において、超音波による温度計測値は基準温度計との差(計測値のばらつき)で約2$$^{circ}C$$強程度と小さい値になった。2)配管に垂直な音響ガイド棒を用いた超音波温度計の低温(200$$^{circ}C$$)での試験のみによる校正の結果(一点校正)は、全試験温度校正を実施した場合に対して2$$^{circ}C$$程度の違いに収まる。3)超音波伝搬時間の計測は、複数回の超音波送受信による計測の平均値を用いることで安定した値が得られる。4)約2ヶ月のNa試験期間では、超音波温度計の計測特性に変化は生じない。したがって、本手法の超音波温度計は、配管内のNa温度を計測する温度計として適用可能性が高いと考えられる。

報告書

超音波温度計ナトリウム試験,1; 超音波トランスデューサ配管直付型試験体の試験結果のまとめ

林田 均; 小柿 信寿; 上田 雅司; 磯崎 正; 荒 邦章

JNC TN9400 98-001, 54 Pages, 1998/10

JNC-TN9400-98-001.pdf:1.39MB

ナトリウム中の音速が温度により変化することを利用して、配管外からナトリウム温度を計測する超音波温度計の開発を実施している。超音波温度計は、ナトリウム中の伝搬時間を計測し、伝搬時間と伝搬距離から音速を求めることで、ナトリウム温度を算出する。超音波温度計の開発の一環として、超音波温度計のナトリウム温度計測適用性を検討するために、実際にナトリウム試験装置により試験を実施した。その結果、以下のような知見を得た。1)本試験範囲では、超音波温度計は、Naの流速、カバーガスの圧力、Na中の不純物濃度などの影響を受けない。また、2.5$$^{circ}$$Cの試験誤差を有する本試験において、超音波による温度計測値のばらつきは約1$$^{circ}$$C強程度と小さい値になった。2)超音波温度計は、低温(200$$^{circ}$$C)のみの校正と既知の熱膨張係数を用いることで、全試験温度範囲の校正を実施した場合に対して1$$^{circ}$$C程度の違いに収まる。3)超音波伝搬時間の計測は、複数回の超音波送受信による計測の平均値を用いることで、十分安定した値が得られる。4)超音波トランスデューサと配管との音響結合材としては、水ガラスよりも銅板の方が適している。音響結合材に銅板を用いる場合に、配管への押付力は試験で用いた2.0kg/mm$$^{2}$$よりも小さな値で十分である。5)超音波トランスデューサの配管への取り付けは、配管に溶接を必要としないクランプ方式で十分安定して使用できる。6)約2ヶ月のNa試験期間では、超音波温度計の計測特性に変化は生じない。したがって、本手法の超音波温度計は、配管内のNa温度を計測する温度計として適用可能性が高いと考えられる。

報告書

高速炉の自然循環時のインターラッパフロー現象に関する実験研究;炉心冷却効果と自然循環流量低減効果の評価

桃井 一光; 林 謙二; 上出 英樹; 西村 元彦; 小柿 信寿

PNC TN9410 97-047, 93 Pages, 1997/03

PNC-TN9410-97-047.pdf:4.4MB

高速炉の崩壊熱除去系として原子炉容器の上部プレナム内に冷却器(DHX)を設けるDRACS(Direct Reactor Auxiliary Cooling System)を採用した場合、DHXからの低温ナトリウムが炉心部の集合体間ギャップに潜り込み自然対流するインターラッパーフロー(IWF)が発生し、集合体内部をギャップ側から冷却し、炉心最高温度を低下させる効果が期待できる。その反面、DHXからの低温ナトリウムが上部プレナム底部に成層化し、更にIWFによる冷却で炉心部上部非発熱部の温度低下により、自然循環流量が減少して炉心部温度を上昇させることも考えられる。DRACSを採用する上では、IWFの冷却特性を把握しその有効性を明確にする必要がある。本報では、IWFの炉心冷却特性を自然循環状態下で把握する為、PLADTL-DHX装置による自然循環定常ナトリウム試験を実施した。熱出力および一次系ループの流動抵抗を主弁開度で変化させ、DRACS除熱でIWFを発生させたケースとPRACS(冷却器をIHX上部に内蔵する方式:Primary Reactor Auxiliary CoolingSystem)除熱でIWFが発生しないケースの自然循環流量および模擬炉心部温度を比較した。PRACSで除熱した場合に対するDRACSで除熱した場合の自然循環流量の低下は、周辺集合体通過流量で大きく現れ、中心集合体通過流量では小さい。これは、IWFによる冷却が中心集合体よりも周辺集合体で強く作用し、浮力ヘッドの違いから集合体間で流量が再配分されたと考えられる。また、一次系ループの主弁開度を15%以下にしてDRACSで除熱したケースでは、一部の周辺集合体で逆流が発生した。DRACSで除熱した場合には、自然循環流量の熱輸送による除熱の他に、IWFによるギャップ部からの冷却と逆流の発生により温度が低下した周辺集合体からの冷却が中心集合体に対して径方向から作用する。径方向からの冷却効果は自然循環流量が1.5%(実機定格比率)以下になってから顕著に作用し、中心集合体最高温度を低下させる。DRACSを用いた場合では、循環流量による除熱が期待できない様な自然循環流量が極めて少ない場合の炉心冷却に対して、IWFを含む炉内自然対流による径方向からの冷却効果が有効に作用することを確認した。

論文

高速炉主配管用超音波温度計のナトリウム試験

林田 均; 上田 雅司; 林田 均; 小柿 信寿

サイクル機構技報, -(5), 59 Pages, 

配管外からナトリウム温度を計測する技術を開発するために、超音波を用いた温度計試験体についてナトリウム試験を実施し、ナトリウム流速やカバーガス圧力等の影響と温度計測精度を評価した。その結果、超音波温度計は、ナトリウム流速等の影響をあまり受けず、計測精度を良好であり、配管内ナトリウム温度計測への適用可能性が明らかになった。

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