ナトリウム冷却炉の検査・補修技術に関する検討

The Report of inspection and repair technology of sodium cooled reactors

木曽原 直之 ; 内田 昌人; 此村 守; 笠井 重夫; 惣万 芳人; 島川 佳郎; 堀 徹; 近澤 佳隆  ; 宮原 信哉  ; 浜田 広次  ; 荒 邦章 ; 林田 均 ; 吉田 英一

Kisohara, Naoyuki; Uchita, Masato; Konomura, Mamoru; Kasai, Shigeo; Soman, Yoshindo; Shimakawa, Yoshio; Hori, Toru; Chikazawa, Yoshitaka; Miyahara, Shinya; Hamada, Hirotsugu; Ara, Kuniaki; Hayashida, Hitoshi; Yoshida, Eiichi

FBRの冷却材であるナトリウムは、伝熱性能や材料との共存性などの観点で様々な利点を有しているが、化学的に活性で水や空気と反応しやすいことや、光学的に不透明であることからNa機器の検査が困難であるなどNa固有の課題がある。この様なNaの欠点は実用化プラントにおいても、安全性や稼働率などの経済性に影響を及ぼす可能性があるため、これらの課題が顕在化しないように対策を講じておかなければならない。したがって、蒸気発生器(SG)伝熱管破損によるNa/水反応、Na機器の検査・補修(ISI&R)及び配管・機器からのNa漏えいの3つに着目し、実用化炉の観点で検討を行うワーキング・グループを発足させた。 SG水リークについては、経済性(財産保護や稼働率)の観点で破損伝播に対する取り組み方針の考え方を整理した。この結果SGが大型化していることから水リーク事故から破損領域を極限化し、SG伝熱管を保護するための方策を採用した。予備的な解析の結果、リーク検出系などの水リーク対策設備を高度化することで大型SGにおいても破損伝播を抑制できる見通しが得られた。今後は、詳細な破損伝播解析による評価や水リーク対策設備高度化方策の技術的実現性の検討を行う予定である。 ISI&Rについては、実用化炉の検査・補修の考え方について先行炉のそれと比較し、整理を行った。また、Naドレンなしでの検査・補修の可能性についても検討し、開発要素が多いことが明らかになった。今後は実用化炉としての特徴を踏まえて検査・補修の考え方を検討し、その上で必要となる技術の達成方策を明らかにする。Na漏えいについては、1次系及び2次系機器からのNa漏えい事故に対する取り組み方針について考え方をまとめた。そして、稼働率低下防止の観点からNa漏えい後の早期補修の具体的方法について2次系Na主配管を対象とし、2重構造の特殊性を踏まえた検討を行い、課題を摘出した。今後は先行炉の配管補修も参考とし、漏えい箇所に応じたより詳細な補修方法を検討する必要がある。さらにACS伝熱管やポンプなどの機器からの漏えい、および1次系Na漏えい事故の対応など引き続いて検討をしていく。

Sodium is the most promising candidate of an FBR coolant because of its excellent properties such as high thermal conductivity. Whereas, sodium reacts with water/air and its opaqueness makes it difficult to inspect sodium components. These weaknesses of sodium affect not only plant safety but also plant availability (economy). To overcome these sodium weak points, the appropriate countermeasure must be adopted to commercialized FBR plants. This report describes the working group activities for sodium/water reaction of steam generators (SG), in-service inspection for sodium components and sodium leak due to sodium components boundary failure. The prospect of each countermeasure is discussed in the viewpoint of the commercialized FBR plants. (1)Sodium/water reaction. The principle of the countermeasure for sodium/water reaction accidents was organized in the viewpoint of economy (the investment of SG and the plant availability). The countermeasures to restrain failure propagation were investigated for a large-sized SG. Preliminary analysis revealed the possibility of minimizing tubes failure propagation by improving the leak detection system and the blow down system. Detailed failure propagation analysis will be required and the early water leak detection system and rapid blow down system must be evaluated to realize its performance. (2)In-service inspection (ISI&R). The viewpoint of the commercialized plant's ISI&R was organized by comparing with the prototype reactor's ISI&R method. We also investigated short-term ISI&R methods without sodium draining to prevent the degrading of the plant availability, however, it is difficult to realize them with the present technology. Hereafter, the ISI&R of the commercialized plants must be defined by considering its characteristics. (3)Sodium leak from the components. This report organized the basic countermeasure policy for primary and secondary sodium leak accidents. Double-wall structure of sodium piping was ...