Thermal-hydraulic design of high conversion type core of FLWR

高転換型革新的水冷却炉心の熱設計

小林 登; 大貫 晃; 大久保 努; 内川 貞夫

Kobayashi, Noboru; Onuki, Akira; Okubo, Tsutomu; Uchikawa, Sadao

革新的水冷却炉(FLWR)の高転換型炉心の熱設計を実施した。高転換型FLWR炉心は炉システムを変更することなく燃料集合体を入替えるだけで増殖型炉心に移行できることが要求されている。高転換型炉心は増殖型炉心と燃料棒間ギャップが大きく異なるが、高転換型炉心には増殖型炉心と同じ自然循環冷却を適用する。熱設計には、TRAC-BF1コードを用いた。高転換型炉心と増殖型炉心で、自然循環を駆動するためのチムニー長さ及び炉心入口オリフィスの設定を同じにし、下部タイプレートの形状損失係数をそれぞれの炉心に適したものにすることで、自然循環流量を制御することとした。高転換型炉心では、平均ボイド率を低下させるため、給水温度を調節した。TRAC計算結果から、同一の炉システムで高転換型炉心及び増殖型炉心とも自然循環冷却可能な設計を実現できる見通しを得た。

A thermal-hydraulic design of the high-conversion (HC) type core of the innovative water reactor for flexible fuel cycle (FLWR) was constructed. HC-FLWR is required to proceed to the breeder type of FLWR with no change of any reactor systems. Although tightness of the fuel pin arrangement is significantly different between the two types of cores, the natural circulation cooling is adopted in both cores. TRAC analyses were performed under the condition that chimney length for natural circulation and the setting of the inlet orifice were common to the both types of cores. Form loss coefficients of lower tie-plate were differently set to control the natural circulation flow rate and feed water temperature were adjusted to realize preferable value of average void fraction of HC-FLWR core. The analyses showed that both types of the FLWR could be cooled by the same reactor system.