Conceptual design study of JSFR, 2; Reactor system

JSFRの概念設計研究,2; 原子炉構造

衛藤 将生*; 神島 吉郎*; 岡村 茂樹*; 渡辺 収*; 大山 一弘*; 根岸 和生; 小竹 庄司*; 阪本 善彦 ; 上出 英樹 

Eto, Masao*; Kamishima, Yoshio*; Okamura, Shigeki*; Watanabe, Osamu*; Oyama, Kazuhiro*; Negishi, Kazuo; Kotake, Shoji*; Sakamoto, Yoshihiko; Kamide, Hideki

JSFRの設計においては、建設費の低減を目指して、原子炉容器径を小さく、炉内構造物を簡素にしている。原子炉容器径の低減は、先進的な燃料交換システムと運転中高温になる原子炉容器の概念を採用することで達成している。しかし、原子炉容器径の低減により、上部プレナム内の流速が増加し、流動場が厳しくなる。このため、カバーガスの巻き込みとホットレグ吸込口における液中渦によるキャビテーションの発生を抑制するため、上部プレナム流動場の最適化を実施した。加えて、設計地震荷重が増大し、かつ原子炉容器壁が上部プレナムの熱過渡に直接曝されることから、地震荷重と熱荷重に対する構造健全性を評価した。本論文は、これら原子炉構造の設計研究の特徴と結果について記載するものである。

In the JSFR design, the diameter of the Reactor Vessel (RV) shall be minimized and the reactor internal structures shall be simplified for reduction in construction cost. The reduction in the RV diameter is achieved by adopting an advanced refueling system and the hot RV with high temperature wall. The flow velocity in the reactor upper plenum increases because the diameter of the RV is decreased. As the result, the coolant flow field in reactor upper plenum is severe. The optimization of the coolant flow field in the reactor upper plenum was carried out for prevention the cover gas entrainment and the vortex cavitations at the hot leg intake. In addition, structural integrities for seismic loadings and thermal loadings were evaluated because the design seismic loading was highly increased and the vessel wall is directly exposed to the thermal transients of the upper plenum. This paper describes the characteristics and the results of the design study of the reactor system.