報告書番号

T95006

タイトル（和文）

直接接触伝熱を利用したＦＢＲ用革新的ＳＧ－ＳＧ大きさ，安全性および材料－熱媒体共存性の評価－

タイトル（英文）

INNOVATIVE STEAM GENERATOR FOR FBRS WITH DIRECT -CONTACT HEAT TRANSFER-SIZE,SAFETY AND MATERIAL COMPATIBILITY-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高速増殖炉の革新的蒸気発生器の一つの候補として，低融点合金と水との直接接触伝熱を利用した熱交換器を提案している。本研究の目的は，基礎伝熱実験結果に基づいて蒸気発生器の大きさを推定すること，ナトリウムが流れる伝熱管が破損した場合の安全性を評価すること，および低融点合金と構造材との共存性に関するデータを蓄積することである。主な結論を以下に示す。（１）低融点合金と水との直接接触伝熱により高い伝熱性能が得られるため，コンパクトな蒸気発生器が期待できる。（２）万一，ナトリウムが流れる伝熱管が破損した場合，蒸気発生器内の低融点合金降下速度は，１～２ｍｍ／秒である。これは水／蒸気の上昇速度に比べて十分に小さいため，適切な対応により水／蒸気の１次ナトリウム系への侵入は防止できると考えられる。（３）材料と低融点合金との共存性試験の結果，２１／４Ｃｒ－１Ｍｏ鋼，および９Ｃｒ－１Ｍｏ鋼は，構造材料の候補となり得ることが分かった。

概要 （英文）

A HEAT EXCHANGER WITH DIRECT-CONTACT HEAT TRANSFER BETWEEN LOW-MELTING-POINT ALLOY AND WATER IS PROPOSED AS A CANDIDATE FOR AN INNOVATIVE STEAM GENERATOR FOR FAST BREEDER REACTORS. THIS STUDY ESTIMATED THE SIZE AND VOLUME OF THIS SG BASED ON FUNDAMENTAL HEAT-TRANSFER EXPERIMENTS TO EVALUATE THE SAFETY AT SODIUM-TUBE FAILURE AND TO OBTAIN DATA ON MATERIAL COMPATIBILITY BETWEEN LOW-MELTING-POINT ALLOY(LEAD-BISMUTH) AND STRUCTURAL MATERIALS. THE MAIN RESULTS ARE AS FOLLOWS: (1)THE HIGH HEAT-TRANSFER PERFORMANCE OF DIRECT-CONTACT HEAT TRANSFER ENABLES COMPACT SGS TO BE CONSTRUCTED. (2)AT SODIUM-TUBE FAILURE,THE DOWNWARD VELOCITY OF THE LOW-MELTING-POINT ALLOY IS 1-2 MM/S. THIS VALUE IS MUCH SMALLER THAN THE UPWARD VELOCITY OF STEAM AND WATER,SO STEAM AND WATER CANNOT ENTER THE PRIMARY SODIUM WITH APPROPRIATE COUNTERMEASURES. (3)MATERIAL COMPATIBILITY TESTS AND ANALYSIS SHOW THAT 9CR-1MO STEEL AND 21/4 CR-1MO STEEL ARE CANDIDATE STRUCTURAL MATERIALS.

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