Na小型炉のシステム設計研究

System design study of a small sodium cooled reactor

近澤 佳隆  ; 堀 徹; 此村 守; 塩谷 洋樹; 小野 清 

Chikazawa, Yoshitaka; not registered; not registered; Shiotani, Hiroki; not registered

高速炉実用化戦略調査研究(フェーズII)では、分散電源や電源以外の多目的利用を幅広く想定して、経済性、安全性、長寿命炉心などの要求条件を満足する小型炉概念を提示する計画である。平成13年度には、有望なナトリウム冷却小型炉および多目的利用小型炉概念を絞り込むために、以下の小型炉概念を検討した。このうちナトリウム冷却小型炉では、原子炉容器のコンパクト化などによる経済性向上の追及を目標とした。(ナトリウム冷却小型炉)・出力規模: 150MWe,・燃料種類: 金属燃料,・炉心寿命: 10年,・原子炉型式: タンク型炉およびループ型炉、・冷却方式:強制循環方式、(多目的利用冷却小型炉)・用途および方法:水素分離膜を用いた水蒸気改質法による水素製造 ナトリウム冷却小型炉の検討では、経済性、安全性などの要求条件に基づき、炉心およびプラント概念を構築した。このうち、タンク型炉では、環状昼間熱交換器および電磁ポンプ合体機器や、 UIS引抜き方式の採用などにより、原子炉容器をコンパクト化(4m X h20.8m)し、初号機の建設単価は34万円/kWhと、発電単価5.5円/kWhに相当する目標値(35万円/kWh)を達成した。 また、タンク型炉、ループ型炉のいずれも、反射体制御方式や、PRACS2系統+RVACS1系統(いずれも自然循環方式) の組み合わせによる崩壊熱除去系を採用した。多目的利用小型炉の検討では、 2次ナトリウムを介して、蒸気精製および水蒸気改質反応熱を補償する原子力水素プラントの系統構成や、水素分離膜などを使用した水蒸気改質器の概念検討を行い、17円/Nm3の水素製造単価(高純度水素)を達成できる見通しを提示した。

Small sized fast breeder reactors have a potential to use a power source applicable to diversified social needs. In the Feasibility Study of JNC, we will make a concept of small sized fast breeder reactor with various requirements of economical competitiveness, reactor safety, very long lived core, etc. The design requirements for a small sodium cooled fast reactor in Fiscal Year 2001 (FY 2001) were defined as follows; (Small sodium cooled reactor) (1)Electric Power : 150MWe (2)Fue1 Type : Metal (3)Coolant Circulation System : Forced Circulation (Tank or Loop Type) (4)Core Life : 10 years Based on a previous study of a small sodium cooled reactor, cost reduction of the plant with an electrical power of 150MWe was pursued. Concepts of its fuel, core and plant were designed and their main specifications were determined. The Reactor vessel was minimized and the diameter of the reactor vessel became 4 m. The reactor system was enhanced a passive safety to avoid a core melt even at ATWS. The construction cost of the whole plant was evaluated 340,000 yen/kWe and the economical goal (350,000 yen/kWe) was achieved. The constitution of a decay heat removal system was chosen which was a system of two PRACS and one RVACS driven by natural circulation in order to satisfy a heat removal condition of Category IV in Japanese Standard. Design Concept of a multipurpose reactor was studied. The purpose of the reactor was to produce hydrogen. It was performed with a membrane steam reformer. A potential to achieve the economical goal (17 yen/Nm) is shown.