Design of small Reduced-Moderation Water Reactor (RMWR) with natural circulation cooling

自然循環冷却型小型低減速スペクトル炉(RMWR)の設計

大久保 努; 鈴木 元衛; 岩村 公道; 竹田 練三*; 守屋 公三明*; 菅野 実*

Okubo, Tsutomu; Suzuki, Motoe; Iwamura, Takamichi; Takeda, Renzo*; Moriya, Kumiaki*; Kanno, Minoru*

出力300MWe程度の小型低減速スペクトル炉(RMWR)概念の検討を進めている。炉心の設計としては、1を超える高転換比達成のために、高い炉心平均ボイド率のBWR型炉概念に基づいた稠密格子燃料棒配列を導入した。同時に、負のボイド反応度係数の達成も要求され、非常に扁平な短尺炉心概念採用した。この炉心の設計は、炉心の自然循環冷却を可能とするうえでも不可欠なものである。この炉心の設計で、60GWd/tの燃焼度と24ヶ月の運転サイクルも達成可能である。システムの設計としては、自然循環冷却に加え、受動的安全機能を採用してシステムの単純化を図ることを、プラントコストを低減させる基本的な方策とした。その例として、ポンプを使用する高圧注水系を受動的な蓄圧注水系に変更して、非常用ジーゼル発電機を削減することができ効果的にコスト低減を行った。これにより関連機器のコストを20%低減出来た。また、RMWRのMOX燃料のプルトニウム富化度は約30wt%で高燃焼度となるため、燃料安全評価を実施し、先ず熱的な成立性の観点から許容範囲内であるとの結果が得られた。

A small scale around 300 MWe reduced-moderation water reactor (RMWR) concept has been developed. For the core, a BWR type core concept with the tight-lattice fuel rod arrangement and the high void fraction is adopted to attain a high conversion ratio over 1.0. The negative void reactivity coefficients are also required, and the very flat short core concept is adopted to make the natural circulation cooling (NC) possible. The core burn-up of 60 GWd/t and the operation cycle of 24 months are also attained. For the system, simplification of the system with the passive safety features is a basic approach to overcome the scale demerit as well as the NC. For example, the HPCF system is replaced with the passive accumulator system resulting in the expensive emergency DGs reduction. The cost evaluation for concerned NSSS components gives about 20% reduction. Since MOX fuels in the RMWR contains Pu around 30 wt% and is irradiated to a high burn-up, the fuel safety evaluation has been performed and the acceptable results have been obtained from the thermal feasibility point of view.