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Na冷却中型モジュール炉設計研究 (研究報告)

Design Study on Sodium-Cooled Middle-Scale Modular Reactor

木曽原 直之 ; 菱田 正彦; 新部 信昭; 堀 徹; 藤井 正; 内田 昌人; 近澤 佳隆 ; 三枝 利家; 宇野 修; 惣万 芳人; 西口 洋平; 此村 守

Kisohara, Naoyuki; Hishida, Masahiko; Nibe, Nobuaki; Hori, Toru; Fujii, Tadashi; Uchita, Masato; Chikazawa, Yoshitaka; Saigusa, Toshiie; Uno, Osamu; Soman, Yoshindo; Nishiguchi, Yohei; Konomura, Mamoru

実用化戦略調査研究フェーズIにおいて、経済性目標を初めとする設計要求を満足する可能性のある有望なNa冷却中型モジュール炉概念として、アドバンスト・ループ型炉が抽出された。本報告書は、フェーズIIの2年目である平成14年度に実施したNa冷却中型モジュール炉設計研究の成果をまとめたものである。大型炉において採用したコストダウン方策及び共用効果を取込んだ平成13年度の設計結果では経済性目標である建設コスト20万円/kWeをわずかに下回り、目標を達成したものの、その達成度に余裕はない。そのため、更なるコストダウンを目指して平成13年度の成果に基づきNa冷却中型モジュール炉概念の再構築を行った。再構築に際し、モジュールあたりの電気出力を50万kWeから75万kWeに上昇させ、モジュール数を3から2に変更した。また、崩壊熟の除去を完全自然循環でできる特徴を生かして非常系の電気設備容量を極小とし、小型ガスタービンを採用した。この再構築したプラント概念について設備・機器の具体化を進めるとともに、成立性評価及び経済性評価を実施した。その結果、経済性目標を満足し、概念成立性に関する基本的な見通しを有するNa冷却中型モジュール炉のプラント概念を構築した。また、経済性向上の可能性を有する2次系簡素化プラントの検討、電磁ポンプを2次系に使用した場合の検討、燃料取扱設備の検討も行った。今後は、要素試験の成果等を適宜反映しつつ予備的概念設計を進め、プラント基本概念を明確化するとともに、概念成立性の見通し、経済性目標達成見通しを確たるものとして行く計画である。

In Phase I of the "Feasibility Study on Commercialized Fast Reactor Cycle Systems (F/S)", an advanced loop type reactor has been selected as a promising concept of sodium-cooled middle-scale modular reactor, which has a possibility to fulfill the design requirements of the F/S. This report summarizes the results of the design study on the sodium-cooled middle-scale modular reactor performed in JFY2002, which is the second year of Phase 2. The construction cost of the sodium-cooled middle-scale modular reactor, which has been constructed in JFY2002, was almost achieved the economical goal. But its achievability was not sufficient to accept the concept. In order to reduce the construction cost, the plant concept has been re-constructed based on the 50 MWe plant studied in JFY2002. After that, fundamental specifications of main systems and components for the new concept have been set, and critical subjects have been examined and evaluated. In addition, in order to achieve the further cost reduction, the plant with simplified secondary system, the plant with electric magnetic pump in secondary system, and the fuel handling system are examined and evaluated. As a result of this study, the plant concept of the sodium-cooled middle-scale modular reactor has been constructed, which has a prospect to satisfy the economic goal (construction cost: less than 200,000 yens/kWe, etc.) and has a prospect to solve the critical subjects. From now on, reflecting the results of elemental experiments, the preliminary conceptual design of this plant will be preceded toward the selection for narrowingdown candidate concepts at the end of Phase 2.

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