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Core design and safety analyses of 600 MWt, 950$$^{circ}$$C high temperature gas-cooled reactor

高温ガス炉600MW・950$$^{circ}$$C炉心の概念設計と安全解析

中野 正明*; 高田 英治*; 辻 延昌*; 徳原 一実*; 大橋 一孝*; 岡本 太志*; 田澤 勇次郎; 橘 幸男

Nakano, Masaaki*; Takada, Eiji*; Tsuji, Nobumasa*; Tokuhara, Kazumi*; Ohashi, Kazutaka*; Okamoto, Futoshi*; Tazawa, Yujiro; Tachibana, Yukio

安全性を高めた実用高温ガス炉として、熱出力600MW、原子炉冷却材出口温度950$$^{circ}$$Cのマルチホール型燃料を使用したブロック型炉心の概念設計を進めている。炉停止後の崩壊熱除去は、受動的システムである自然循環による炉容器冷却系(RCCS)のみで、仮に全電源喪失を仮定した場合でも対応可能な設計としている。本研究では、炉心の基本仕様を満たす核熱設計を行った後、代表的な事故事象を想定して安全解析を実施した。1次系の減圧事故を想定した原子炉冷却挙動解析の結果、RCCSのみで燃料及び原子炉圧力容器温度が安全評価上の判断基準を下回ることを示した。また、実用炉として考慮すべきプラント保守性に関して、通常運転中の燃料からの核分裂生成物放出量を評価して、タービン等の1次冷却系機器のメンテナンス性に問題ないことを確認した。このことより、受動的システムを採用した高温ガス炉は、その固有の安全特性により高度な安全性を確保できることが示された。

The conceptual core design study of High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR) is performed. The major specifications are 600 MW thermal output, 950$$^{circ}$$C outlet coolant temperature, prismatic core type, enriched uranium fuel. The decay heat in the core can be removed with only passive measures, for example, natural convection reactor cavity cooling system (RCCS), even if any electricity is not supplied (station blackout). The transient thermal analysis of the depressurization accident in the case the primary coolant decreases to the atmosphere pressure shows that the fuels and the reactor pressure vessel temperatures are kept under their safety limit criteria. The fission product release, $$^{rm 110m}$$Ag and $$^{137}$$Cs from the fuels under the normal operation is small as to make maintenance of devices in the primary cooling system, such as a gas turbine, without remote maintenance. The HTGRs can achieve the advanced safety features based on their inherent passive safety characteristics.

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