金属燃料リサイクルシステムの臨界安全設計検討,2

A Study of the criticality safety design for the metal fuel recycle system, 2

中林 弘樹 ; 栗坂 健一 ; 佐藤 浩司; 丹羽 元; 青木 和夫*

Nakabayashi, Hiroki; Kurisaka, Kenichi; Sato, Koji; Niwa, Hajime; Aoki, Kazuo*

本報告書は、電力中央研究所及び旧核燃料サイクル開発機構の共同研究である「金属燃料リサイクルシステムの設計評価」の内容に基づき、大型電解精製槽の臨界安全設計について検討したものであり、2003年に報告した「金属燃料リサイクルシステムの臨界安全設計検討, 1」の続編となるものである。検討では、「金属燃料リサイクルシステムの臨界安全設計検討, 1」で提案した「化学形態管理併用質量管理」概念に基づいて、より具体的な臨界安全管理設計及び核的制限値の素案を提示し、その設定の考え方を示した。次に、実際のプロセスにおいて臨界安全性に影響を及ぼす可能性のある異常事象の要因を抽出し、それらに基づいた解析モデルを構築し臨界安全性の解析を行った。その結果、ここで提示した臨界安全設計の下では、抽出された大部分の異常事象に対して十分な安全裕度を確保できることが示された。さらに、これまで明確化されてこなかったが本システムにおける臨界安全を確保するために重要な工程間物質移送についても検討を行い、その管理方法及び手順を示した。複雑な物質管理及び移送管理が必要な金属電解法システムにおいて誤装荷や誤移送などのヒューマンエラーを排除するために、完全に電子化・自動化されたプラント制御・運転システムである「オペレーション・バイ・ワイヤ」の概念を提示した。

This report describes a study about the criticality safety design for the large-scale electrorefiner, which is designed in the activities of "The Design Study of Metal Fuel Recycle System (2002)", under the collaboration with Central Research Institute of Electric Power Industry, and the continuation of "A Study of the Criticality Safety Design for the Metal Fuel Recycle System", which was published at September 2003. The report includes a detail design and quantitative criticality parameter limits based on "the mass control supported with chemical form control" concept which is proposed in "A Study of the Criticality Safety Design for the Metal Fuel Recycle System". Furthermore procedures to determine these limits are presented in the report. Next we studied contingencies anticipated under the critical control and executed quantitative criticality safety analyses of models based on these abnormal conditions. The analytical result shows adequate safety margins are existed in the criticality safety design even if many of these contingencies could occur. Moreover we propose a concept of material transfer and production control system, we call it as "Operation by wire", which all equipment and handling machines are electrified and the control system provides completely automated process control and operation. The control system eliminates human errors and violations like over batching error or transfer error in the commercial scale metal fuel recycle system with complicated operation procedures.