Experimental study on aerosol transport behavior in multiple cells with expandable connecting pipe for safety assessment of sodium-cooled fast reactors

梅田 良太; 近藤 俊樹; 菊地 晋; 栗原 成計

Proceedings of 28th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 28) (Internet), 9 Pages, 2021/08

https://doi.org/10.1115/ICONE28-61200

本研究では、セル間のエアロゾル移行挙動に関する基本的な情報を得るために、複数のセルや連通管を有する試験装置(MET)を製作し、予備的な実験を行った。予備実験では、水平または垂直に接続された2つのセルによる試験体系において、模擬粒子を使用し、その移行挙動を測定した。その結果、画像や沈降データなどの結果から、水平セルまたは垂直セルに移動する模擬粒子の挙動を確認することができた。

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,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。

ナトリウム火災防護設備基礎試験

川部 隆平*; 姫野 嘉昭; 藤枝 平*; 奥村 泰伸*; 佐藤 稔*

PNC TN941 84-124, 56 Pages, 1984/08

PNC-TN941-84-124.pdf:3.89MB

ナトリウム漏洩・火災基礎試験装置(SOFT-1)において次に示す3回の試験を行った。(1)Run-A1‥ナトリウム燃焼現象の把握を目的として180-のナトリウムをプール燃焼させ,ナトリウム中の温度変化,燃焼速度等を求めた。(2)Run-B1‥火災抑制板の性能評価を目的として,燃焼中のナトリウム180-をスリットを有する板で覆い,燃焼抑制効果を求めた。また,連通管の機能およびその健全性を確認するために約530まで昇温させたナトリウムを連通管を通してドレンさせる試験を行った。(3)Run-B2‥ライナ上のナトリウムの燃焼・流動挙動を解明するため,505,約180-のナトリウムを大きさ1.2m2.4mで,1/100勾配を有する鋼板上に流出させて,温度変化・残留物重量等を測定した。(ii)これらの結果,以下のことが明らかになった。(i)ナトリウムを400に加熱した状態で空気に触れさせたところ着火した。(iii)ナトリウム表面温度は7分後に約650となり,その後ほぼ一定となった。(iv)火災抑制板上の空気流が強制対流という保守側の条件のもとでも,火災抑制板(開口面積比1%)の在る時の燃焼速度は,開放プールのそれの約3%に,エアロゾル発生速度は約5%に減少した。(v)室温の連通管壁へ燃焼ナトリウムをドレンさせた鴉合の最大熱流束は1.2106W/m2であった。なお,試験後に行ったカラーチェックでは,この時の連通管の管壁にはクラック等は検出されなかった。ライナ試験Run-B2では,ナトリウムの供給終了後に,ライナ上に多量の酸化物が残り,これらが燈芯状に作用してナトリウムの燃焼が進み,ライナ温度は,供袷ナトリウム温度より138高い643に達した。この試験の終了後にライナ上に残った酸化物量は単位面積あたり8.7kg/m2であった。ライナ上でのナトリウムの最高温度,流速,燃焼速度,ライナヘの最大熱伝達率は,それぞれ700,0.1m/s,5gNa/m2s,1200W/m2であった。連通管に入る固形物量は少なく,供袷ナトリウム量の0.14%であった。エアロゾルの最大発生速度は,1.8gNa/m2s(6.84kgNa/m2hr),観測された最大エアロゾル濃度は32gNa/m3であった。

Formation of volatile radioiodine compounds in sodium pool burning

木谷 進; 高田 準一; 西尾 軍治; 白鳥 徹雄

Journal of Nuclear Science and Technology, 12(11), p.717 - 721, 1975/11

https://doi.org/10.3327/jnst.12.717

Na冷却型高速炉の災害解析において、Naの火災によるF.P.およびNaの大量放出が予想される。Naプール火災の場合、Na中の放射性ヨウ素の一部は酸化Naエアロゾルと共に気相中に移行する。しかし、ヨウ素の一部が揮発性化合物に変化するならば、その放射能はエアロゾルのように沈降、付着することなく空気中にととどまると考えられる。Na火災時に揮発性のヨウ素化合物が生成されるかどうかを研究するため、1mのステンレス鋼チャンバ内で実験が行なわれた。Iでラベルした1ppm相当のNa1が精製したNaと混合し、空気中で加熱され、燃焼させた。MayPackの測定から空気中に放出したヨウ素の大部分はエアロゾル状であった。しかし、その一部は長時間にわたりチャンバ内に浮遊し、ラジオガスクロマト分析から有機ヨウ素化合物であることが見出された。有機ヨウ素の生成率は軽水炉事故から得られたその値と類似していた。

Behavior of sodium oxide aerosol in a closed chamber

木谷 進; 松井 浩; 宇野 清一郎; 村田 幹生; 高田 準一

Journal of Nuclear Science and Technology, 10(9), p.566 - 573, 1973/09

https://doi.org/10.3327/jnst.10.566

密閉容器内の酸化ナトリウムエアロゾルの挙動をナトリウム冷却型高速炉の安全解析のために研究した。最初にその実験装置および方法を述べている。加熱したナトリウムに空気を吹付けることにより短時間内にエアロゾルを1m容器内で発生させた。NaOとしてのエアロゾル最大濃度は0.05~10g/mの範囲であった。エアロゾル濃度の減少とエアロゾル粒子の床および壁への単位面積当りの沈着を時間とともに測定した。エアロゾルの質量中央径と最大濃度との間には一定の関係があることが見出された。容器内における酸化ナトリウムエアロゾルの挙動を特徴づけるため、エアロゾル粒子の密度および粒子が壁に沈着する境界層厚さを決定した。エアロゾルの初期半減期といくつかの仮定を置いて計算した値との比較を行なった。

ナトリウムコラム状漏えい燃焼試験結果に基づく燃焼挙動の多次元効果の検討

大野 修司

no journal, , 

高速炉冷却材ナトリウムが大流量で漏えいして空気中で燃焼する挙動を調べた試験における装置内部温度や酸素濃度の測定結果をもとに、ナトリウム燃焼とその熱影響の多次元熱流動効果について分析評価した。

ナノ粒子分散ナトリウムによる高速炉の安全性向上に関する研究,13-5; 反応抑制効果

永井 桂一; 斉藤 淳一; 荒 邦章

no journal, , 

ナノ粒子分散ナトリウム(ナノ流体)の燃焼反応抑制の寄与に係わる基礎特性と反応挙動を調査し、漏えいナトリウム温度が高い条件での周囲への熱影響及び燃焼反応の自己終息効果への影響についての検討結果を報告する。