蒸気爆発に於ける圧力波の発生・伝播と機械的エネルギーへの転換特性

蒸汽爆炸压力波的产生、传播及机械能转换特性

• 批准号: 05246206
• 负责人: 宮崎 慶次
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05246206/
• 关键词: 原子力安全; 蒸気爆発; 溶融錫; 溶融アルミニウム; 圧力波; エネルギー転換率; 衝撃波管型

原子力発電の安全確保のための深層防護の観点から、万一の蒸気爆発における圧力波とエネルギー転換率の評価に資する目的でその基礎研究を行った。研究方法としては、鉛直に長い衝撃波管型試験部に高温溶融物プールを作り、上部を真空にし、その上部から膜破断により長さ約1mの水柱を落下させて熱的相互作用を起こし、慣性拘束状態での発生圧力を測定するとともに、上昇する水柱の運動速度を測定し、機械的エネルギーへの転換率を評価した。溶融物として今のところ、錫(融点232℃)及びアルミニウム(融点660℃)を使用して、200〜800℃の温度範囲で実験を行っている。試験部の管内径を従来の31mmから42mmへとスケールアップを図って、実験を進めている。これまでの研究結果の概要は次の通りである。1)発生圧力はパルスピークが数10MPaに達するが、持続時間は1ms以下と短く機械的衝撃は小さい。機器に与える損傷は問題外である。時間積分であるインパルス(力積)で整理すると機械的エネルギーに対して比例関係がある。2)溶融錫温度が増すと、蓄積熱エネルギーが大きくなるので、機械的エネルギーは増すが、ある温度領域ではやや減少することがある。これは安定な蒸気膜が形成され緩和効果が働くためではないかと推測される。3)エネルギー転換率の溶融金属温度に対する依存性は、変動幅が大きく明確な傾向を見いだすことは困難だが、概ね1%前後かそれ以下に留まっている。4)アルミニウムについては、衝突速度が小さい間は固化の影響による温度しきい現象が見られるが、衝突速度が大きく混合がよくなると曖昧になる。今後は、圧力依存性、圧力伝播、外部圧力誘発による蒸気爆発を調べる。

Basic research was carried out for the purpose of deep protection of atomic power generation safety assurance, pressure wave generation and conversion rate evaluation in case of vapor explosion. The research method includes the following steps: measuring the pressure generation force in the inertial restraint state, measuring the movement speed of the rising water column, and evaluating the exchange rate of the mechanical shock wave tube type test part at high temperature: the upper part is vacuum, the upper part is broken, the water column with a length of about 1m falls, and the thermal interaction is initiated. Melts such as tin, tin (melting point 232℃) and tin (melting point 660℃) are used in the temperature range of 200 ~ 800℃. The inner diameter of the test tube is 31mm to 42 mm. A summary of the results of this study is presented. 1) The pressure generated is less than 10MPa, the holding time is less than 1ms, and the mechanical impact is small. The machine is damaged and damaged. The time integral is the product of mechanical forces. 2)The melting temperature increases, the accumulation heat increases, and the mechanical temperature decreases. The formation of a stable film is expected to result in a reduction in the temperature of the film. 3) The dependence of the rate of heat exchange on the temperature of molten metal is large, and the tendency to change is clear. 4) The phenomenon of temperature and temperature change, the speed of conflict change. In the future, pressure dependence, pressure transmission, external pressure induction and steam explosion will be regulated.