1次ナトリウム純化系プラギングユニット戻り配管合流部の熱過渡損傷評価

Thermal transient damage analysis of the mixing piping structure in the primary sodium purification system

矢田 浩基 ; 月森 和之; 前田 純一*

Yada, Hiroki; Tsukimori, Kazuyuki; Maeda, Junichi*

もんじゅ定格出力運転中において、1次ナトリウム純化系プラギング計電磁ポンプが停止し、1次ナトリウム純化系内のナトリウム流動が停止した場合、原子炉が運転状態のままでプラギング計電磁ポンプを再起動すると、系内に停滞している低温ナトリウムが押し出された後、高温のナトリウムが流入することで配管合流部ミキシングティの構造不連続部に熱過渡による応力が発生する。本件は、プラギング計電磁ポンプがトリップし、その後、原子炉を停止することなく、電磁ポンプを再起動した場合のプラギング計戻り配管合流部ミキシングティ部分の熱過渡解析を実施し、構造不連続部に発生する応力を求め、損傷を概略評価することを目的とする。電磁ポンプトリップ後を初期状態として、再起動後のナトリウムの温度変化を保守的に簡便に仮定して、熱伝導解析を行い、その結果に基づいて応力解析を実施した。解析のパラメータとしては、電磁ポンプ再起動後の流量の多少、ポンプ再起動時の予熱の有無などを考慮し、応力的に厳しい部位について疲労許容繰返し数を評価した。その結果、疲労損傷は高温側と低温側の温度差に大きく依存し、予熱による損傷の緩和効果が大きいこと、また、予熱を考慮しない最も厳しいケースでも今回の保守的な条件設定にもかかわらず、400回以上の熱過渡荷重の繰返しが許容されることがわかった。

In case the electromagnetic pump in the primary sodium purification system of Monju trips up, the sodium flow in the system stops. If we restart the system without stopping the main primary sodium circuit system, the mixing piping structure which connects the branch flow from the purification system to the main flow is subjected to thermal transient load because the cold stagnant sodium is pushed out and the hot sodium from main flow follows. The aim of this study is to assess the fatigue damage of the mixing piping structure in the primary sodium purification system of Monju in case its electromagnetic pump trips up and then it is restarted with keeping plant operation. From the analysis results, we concluded that (1) the fatigue damages were mainly dependent on the temperature difference between the cold sodium at the initial stage and the hot sodium after restart, (2) the fatigue damages were considerably mitigated by preheating and (3) even the severest case allows more than 400 cycles of this events.