小型高温ガス炉システムの概念設計,3; 炉心熱流動設計

Conceptual design of small-sized HTGR system, 3; Core thermal and hydraulic design

稲葉 良知  ; 佐藤 博之  ; 後藤 実  ; 大橋 弘史 ; 橘 幸男 

Inaba, Yoshitomo; Sato, Hiroyuki; Goto, Minoru; Ohashi, Hirofumi; Tachibana, Yukio

原子力機構は、開発途上国等への2030年代の世界展開を目指し、蒸気タービンによる発電、工業プロセスへの高温蒸気や地域暖房への低温蒸気供給を行う小型高温ガス炉システムの概念設計を進めている。その第1段階における概念設計の一つとして、商用1号機あるいは実証炉と位置付けられるリファレンス原子炉システムとなる原子炉熱出力50MWの発電・蒸気供給小型高温ガス炉システム(HTR50S)の炉心熱流動設計(HTTRと同じ被覆粒子燃料を用いた場合)を実施した。炉心熱流動設計の目標は、通常運転時における燃料最高温度が、燃料の健全性が維持される制限値以下となるようにすることである。また炉心熱流動設計に続き、減圧事故を想定した安全解析を実施した。通常運転時における燃料温度及び減圧事故時における燃料温度と原子炉圧力容器温度を評価した結果、燃料及び原子炉冷却材圧力バウンダリの健全性は損なわれないことを明らかにした。

JAEA has started the conceptual designs of small-sized HTGR systems, aiming for the deployment in developing countries. The small-sized HTGR systems can provide power generation by steam turbine, high temperature steam for industry process and/or low temperature steam for district heating. As one of the conceptual designs in the first stage, the core thermal and hydraulic design of a power generation and steam supply small-sized HTGR with a thermal power of 50 MW (HTR50S) was carried out. HTR50S in the first stage has the same coated particle fuel as HTTR. The purpose of the design is to make sure that the maximum fuel temperature in normal operation doesn't exceed the design target. Following the design, safety analysis assuming a depressurization accident was carried out. The fuel temperature in the normal operation and the fuel and reactor pressure vessel temperatures in the depressurization accident were evaluated. As a result, it was cleared that the thermal integrity of the fuel and the reactor coolant pressure boundary is not damaged.