Detection capability and operation patterns of a selector-valve failed-fuel detection and location system for large sodium-cooled reactors

ナトリウム冷却大型炉のセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器の検出性能と運用方法

相澤 康介 ; 藤田 薫  ; 上出 英樹 ; 笠原 直人

Aizawa, Kosuke; Fujita, Kaoru; Kamide, Hideki; Kasahara, Naoto

高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)で設計を進めているナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、燃料が破損したときにその位置を同定するためセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器(SV-FFDL)の導入を検討している。SV-FFDLは各燃料集合体冷却材出口近傍にサンプリング配管を設置し、吸い上げられたナトリウム中に含まれる放射性FPを検出する。このとき、吸い上げる配管をセレクタバルブで選択することで破損燃料位置を特定する。一方、JSFRでは炉容器コンパクト化による経済性向上を図るため、スリット付き炉心上部機構(UIS)が採用されており、スリット部ではサンプリング管の燃料集合体冷却材出口の直上への設置が困難である。そのため、サンプリング管は冷却材の流動等を考慮して一定のFP濃度を確保できる位置に設置する計画である。本研究では、スリット部に位置する燃料集合体も考慮した検出性能を明らかにし、得られたデータをもとにJSFRに適合する運用方法を検討した。

A conceptual design study of an advanced large-sized (1,500 MWe class) sodium-cooled fast reactor, JSFR, is in progress in the FaCT project in Japan. JSFR has adopted a selector-valve mechanism for a failed-fuel detection and location (FFDL) system. The selector-valve FFDL system identifies a failed fuel subassembly by sampling sodium from each fuel subassembly outlet and detecting fission product gas or delayed neutron precursors of fission products. One of the technologies which JSFR has adopted is an upper internal structure (UIS) with a radial slit. Because sampling nozzles cannot be set in the UIS slit, several sampling nozzles are installed around the slit so as to sample sodium from the failed fuel subassemblies under the UIS slit. In this study, a signal and noise detected by the delayed neutron detector have been calculated. On the basis of these results, appropriate operation patterns of the selector-valve FFDL system for JSFR have been constructed.