高燃焼度試験用要素の事故解析

Accident analysis of the RTCB(Run-to-Cladding Breach) test pins

千歳 敬子*; 斎藤 好彦*; 多田 尚子*

Chitose, Keiko*; not registered; not registered

高速実験炉「常陽」による高速炉燃料の高燃焼度試験の実施が動燃殿により計画されている。本研究では、制御棒移設後の炉心における高燃焼度試験の設置変換許可の為の検討を行った。最初に、変更申請に必要な事故解析として、「運転時の異常な過渡変化」事象並びに「事故」事象に試験用要素の開孔を重合わせた場合の隣接予備試験用要素のFPガスブランケッティング解析を行った。そして、予備試験用要素の試料最高温度及び、被覆管肉厚中心最高温度は、それぞれ健全性判断基準である、2680C、890Cを下回っていることを確認した。なお、試験用要素のペレット最高温度が健全性判断基準である、2620Cを下回っていることも確認した。次に、高燃焼度試験用要素の破損時刻を予測するために、試験用要素の挙動評価を行った。試験用要素の被覆管破損の主要因は、プレナムガス内圧上昇であり、FCMIによる接触圧は弱いということが分かった。また、試験用要素の線出力の低下に伴い被覆管の温度も低下するという想定の下では、被覆管材質、照射条件に係わらず、CDFの観点からは、局所最大燃焼度26at%まで被覆破損を生じないとの結果を得た。

In the experimental fast reactor "JOYO", PNC schedules to test the high-burnup capability of LMFBR. This study is performed for the license of the test at the shifted core (shift a control rod from the third row of core to the fifth row, for the expansion of irradiation space). Firstly, we caluculate the temperatures of the spare pins, which are adjacent to the RTCB test pin, at the anticipated transients and accident of the plant with the superposition of the FP gas blanketing released from pin failure. Then it proves that all of these maxium temperatures, that is, the fuel center and cladding middle temperature of the spare pins, and the fuel center temperature of the test pins are lower than the safety criteria (spare pin: pellet; 2680C, claddlng; 890C, and test pin: pellet; 2620C). Secondary, we analyze the performance of the test pin to forecast the time of pin failure. The main factor of the pin failure is high pressure of the plenum gas. Contact pressure of FCMI(fuel-cladding-mechanical-interaction) is low. From the view point of CDF(cumulative-damage-factor), the results show that the pins don't fail on the condition of local maximum burnup rate lower than 26at%.