Experimental test plan of air ingress for HTGR

高温ガス炉の一次冷却系配管破断による減圧事故時の空気侵入挙動についての実験計画

寺田 敦彦  ; Yan, X. ; 日野 竜太郎; 佐藤 博之  

Terada, Atsuhiko; Yan, X.; Hino, Ryutaro; Sato, Hiroyuki

高温ガス炉システムにおいて一次冷却系配管(二重配管)破断による減圧事故が発生した場合、崩壊熱によって原子炉内に自然循環が発生するため、空気が配管破断口から炉心内に侵入する。これによって、内部黒鉛構造物等が酸化し、炉心の健全性が損なわれる恐れがある。この減圧事故時の炉心内への空気侵入を防ぐ方法とし、空気侵入防止機構SCADが提案されている。本報では、超高温ガス炉実証炉GTHTR300を対象に空気侵入現象を再現し、このSCADの有効性を検証するための1/8スケールモデル実験装置概念の解析検討を行った。予備解析の結果、多成分系ガスの密度と濃度分布により急速に誘起される特徴的な自然循環流れがみられた。

When a primary pipe of the HTGR ruptures, helium coolant gas in the reactor blows out into the reactor confinement structure and the reactor primary system depressurizes. Consequently, the core graphite structures may be oxidized by the air and the complicated natural convection of multi component gas mixtures with chemical reactions would take place inside the reactor. Hence, JAEA studies showed the air ingress phenomena in the depressurized reactor and proposed a new passive mechanism of sustained counter air diffusion (SCAD) that has been shown effective in preventing major air ingress through natural circulation in the reactor. In the present plan, JAEA will construct an experimental reactor mockup including reactor core, the SCAD system, pressure vessel, coaxial pipe and so on. The core is made of graphite or ceramics and heated by electric heaters to allow for test operation up to 1200C. Present status of these activities will be presented.