Conceptual design of the HTTR-IS nuclear hydrogen production system; Detection of the heat transfer tube rupture in intermediate heat exchanger

HTTR-IS水素製造システムの概念設計;IHX伝熱管破損検出方法の提案

佐藤 博之  ; 坂場 成昭 ; 佐野 直樹; 大橋 弘史 ; 橘 幸男 ; 國富 一彦 

Sato, Hiroyuki; Sakaba, Nariaki; Sano, Naoki; Ohashi, Hirofumi; Tachibana, Yukio; Kunitomi, Kazuhiko

高温ガス炉水素製造システムの安全評価において、中間熱交換器伝熱管破損事象は大きな課題の1つである。本研究では、HTTR-ISシステムにおける中間熱交換器伝熱管破損に対して、伝熱管破損検出方法の提案,プラント過渡挙動評価を行った。評価結果から、1次2次ヘリウム圧力制御系による2次ヘリウム供給積算量のモニタリングにより伝熱管破損検出が可能であり、本検出信号による格納容器隔離弁の作動を連成させることで、1次系から2次系へのヘリウム移行量を低減できることを明らかにした。加えて、中間熱交換器伝熱管破損事象について安全解析を実施した結果、HTTR安全審査時における評価項目について判断基準を満足することを明らかにした。

One of the key safety issues for nuclear hydrogen production is the heat transfer tube rupture in intermediated heat exchangers (IHXs) which provide heat to process heat applications. This study focused on the detection method and balance-of-plant (BOP) behavior assessments during the IHX tube rupture scenario (IHXTR) in the HTTR coupled with IS process hydrogen production system (HTTR-IS system). The results indicate that monitoring the integral of secondary helium gas supply would be the most effective detection method. Furthermore, simultaneous actuation of two isolation valves could reduce the helium gas transportation from primary to secondary cooling systems. The results of BOP behavior show that evaluation items do not exceed the acceptance criteria during the scenario. Maximum fuel temperature also does not exceed initial value and therefore the reactor core was not seriously damaged and cooled sufficiently.