Under-sodium endurance experiment of selector valve in failed-fuel detection and location system of JSFR

JSFR用セレクタバルブシステム破損燃料位置検出器のナトリウム中耐久試験

相澤 康介 ; 藤田 薫  ; 平田 慎吾*; 笠原 直人*

Aizawa, Kosuke; Fujita, Kaoru; Hirata, Shingo*; Kasahara, Naoto*

ナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、破損燃料位置検出器としてセレクタバルブ方式FFDLを採用している。JSFRの燃料集合体数は約600体であるが、経済性向上のため炉容器コンパクト化を図っており、セレクタバルブ方式FFDLユニット2基ですべての燃料集合体からサンプリングする方針としている。したがって、セレクタバルブ方式FFDLユニット1基あたりが検出すべき燃料集合体が約300体となり、従来のセレクタバルブ方式FFDLユニットと比較して大幅に増大している。また、プラント設計寿命は60年を目標としていることから、JSFRの炉上部構造と整合し、かつ約300体の燃料集合体を対象としたセレクタバルブ構造を設計し、プラント設計寿命を考慮したセレクタバルブ摺動部の耐久性を確認する必要がある。本検討では、セレクタバルブの製作性と耐久性を実証するため、実規模モックアップ試験体を製作し、製作性を確認するとともに高温ナトリウム中耐久試験を実施した。耐久試験後の断面観察、硬さ測定及び化学分析から、セレクタバルブ摺動部のコーティング層が残存していることを示し、セレクタバルブの耐久性を実証した。

In the design of Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR), a selector-valve mechanism is adopted for its failed-fuel detection and location (FFDL) system. Since JSFR has only two FFDL units for about 600 fuel subassemblies, one FFDL unit must handle much larger number of subassemblies than in previous designs. In addition, during long plant life of 60 years, the wear length of the selector-valve will become longer than those of past reactors. Therefore, the endurance of the selector-valve becomes important. To demonstrate the manufacturability and endurance of the selector-valve, a full size mock-up was manufactured, and an endurance experiment of the mock-up model under high-temperature sodium were conducted. The cross-section observation, hardness measurement, and chemical assay results after the endurance experiment showed that the coating layer on the sliding surface still remains. Thus, the endurance of the JSFR selector-valve was demonstrated.