被覆粒子燃料ヘリウムガス冷却高速増殖炉の検討

Design study on gas cooled FBR using coated particle fuel

木曽 芳広; 三枝 利家; 木田 正則; 此村 守; 永沼 正行  ; 水野 朋保; 林 秀行

not registered; not registered; Kida, Masanori; not registered; not registered; not registered; Hayashi, Hideyuki

FBRサイクルの実用化戦略調査研究は、平成11年度から12年度までの検討フェーズ(フェーズ1)において、軽水炉システムと比肩する経済的競争力を有する可能性があると考えられる複数のFBRサイクルの候補概念のうち、ガス炉システムについて、1)ピン型燃料炭酸ガス炉、2)ピン型炉燃料ヘリウムガス炉 (蒸気発電、ガスタービン発電)、3)被覆粒子燃料ヘリウムガス炉の各概念の予備検討を実施した。本報告書は、被覆粒子燃料ヘリウムガス炉について、平成12年3月までの検討状況をまとめたものである。被覆粒子燃料ヘリウムガス炉は、被覆粒子燃料、耐熱材料による高温化で、高効率の直接ガスタービン発電を可能とし、高温化と負のドップラー効果、自然循環冷却により炉心溶融回避を目指し、 CDA対策を必要とせず、モジュール化、ツインユニット化等の合理的なプラント設計で安全性と経済性を追求した概念である。検討の結果、炉心性能は十分なものではないが、安全性は立つ性される見通しが得られた。また、経済性は、目標値よりわずかに高い程度であり、目標達成の可能性がある。なお、特に、被覆粒子燃料、燃料集合体についてはさらなる検討が必要である。

The phase I feasibility studies on commercialized fast reactor cycle system was conducted until FY2000. In the phase I study, the preliminary designs of the three gas cooled FBR concepts expected to have competitive cost performance with LWR were investigated. The three concepts are (1)Carbon dioxide cooled FBR using pin type fuel, (2)Helium cooled FBR using pin type fuel, (3)Helium cooled FBR using coated particle fuel. This report summarizes the results of the preliminary design study on helium cooled FBR using coated particle fuel conducted until March 2001. The helium cooled FBR plant accomplishes direct gas turbine cycle of high efficiency using heat resisted coated particle fuel and reactor inner structures. The plant also performs core melt proof concept by high temperature performance, negative Doppler coefficient and natural circulation cooling. The plant pursues safety and cost effective concept by the removal of CDA countermeasures, high plant efficiency and realistic twin plant design with modularization. The results have shown that the plant has the possibility of core melt proof safety although the core performance is not sufficient. The plant construction cost is thought to be a little higher than the expected cost and has the possibility to reach the target. The future R&D especially for coated particle fuel and fuel assembly is necessary.