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Study of an electromagnetic pump applied to a primary main pumps of a large scale sodium cooled reactor

ナトリウム冷却高速炉の1次主冷却系に適合する電磁ポンプの開発

相澤 康介 ; 小竹 庄司; 近澤 佳隆  ; 荒 邦章 ; 荒関 英夫*; 相澤 利枝*; 大田 裕之*

Aizawa, Kosuke; Kotake, Shoji; Chikazawa, Yoshitaka; Ara, Kuniaki; Araseki, Hideo*; Aizawa, Rie*; Ota, Hiroyuki*

ナトリウム冷却大型炉の1次主冷却系に適合する電磁ポンプ概念を検討した。設計検討の結果、5並列ポンプ概念を採用することで、機械式ポンプ組込型中間熱交換器と同等の寸法となることを示した。電磁ポンプを1次主冷却系に設置した場合の課題と考えられるフローコーストダウンと地絡について検討を行い、信頼性の高いフローコーストダウンシステム及び地絡検出システムを構築した。また、保守補修性の観点から機械式ポンプと電磁ポンプの比較検討を行い、定期点検における作業量は電磁ポンプが機械式ポンプの1/12となることを示した。さらに、大容量電磁ポンプの流動特性を把握するため、過去に実施された160m$$^{3}$$/min電磁ポンプの試験解析を実施した。その結果、大容量電磁ポンプの流動特性は小容量電磁ポンプと同様の傾向となった。しかし、大容量電磁ポンプは磁気レイノルズ数と相互作用パラメータが大きくなることから、小容量電磁ポンプの試験解析と比較して、試験と解析の差異が大きくなることを示した。

This paper describes a future innovative design options with a parallel electromagnetic pump (EMP) system as the main circulating pump of the JSFR design. A conceptual design of EMPs integrated with an intermediate heat exchanger (IHX) is carried out. The major design parameters are consistent with the current JSFR design, where the main flow rate is 630 m$$^{3}$$/min and the flow halving time is the same of the mechanical pump with the similar reliability. As a result of several design studies, a five parallel EMPs with IHX system has been selected from the geometry suitability for JSFR design. The EMP advantages comparing with mechanical pumps are investigated from the views of in-service inspection, maintenance and reliability. Numerical analysis with two dimensional MHD codes is conducted on a former experiment of a 160 m$$^{3}$$/min flow rate EMP. The overall trend of the experimental data and the numerical results agrees with that in small-scale EMPs.

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