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Plant dynamics evaluation of a MONJU ex-vessel fuel storage system during a station blackout

全交流電源喪失時の「もんじゅ」炉外燃料貯蔵設備のプラント挙動評価

森 健郎; 素都 益武; 本多 慶; 鈴木 悟志*; 大平 博昭

Mori, Takero; Sotsu, Masutake; Honda, Kei; Suzuki, Satoshi*; Ohira, Hiroaki

高速増殖炉「もんじゅ」には、おもに貯蔵槽と冷却系から成る炉外燃料貯蔵設備を有している。独立した3ループであり、最終ヒートシンクは大気である。通常は、貯蔵槽は自然循環、冷却系は電磁ポンプによる2ループの強制循環で運転しており、崩壊熱が大きい場合には送風機を運転して崩壊熱を大気に放出する。全交流電源が喪失した場合は、冷却系の電磁ポンプ及び送風機が停止する。本研究では、全交流電源喪失が発生した場合の使用済燃料及び設備の健全性の評価を実施した。熱交換器及び空気冷却器の設置高さのずれとナトリウムの密度差によって、自然循環が発生することを確認した。自然循環冷却のループ数が2ループの場合であっても、貯蔵槽内のナトリウムの温度は約450$$^{circ}$$Cまでの上昇に留まり、使用済燃料及び設備の健全性は維持されることを評価した。本評価により、全交流電源喪失時の崩壊熱除去に必要なループ数及びナトリウムの温度挙動を明らかにした。

The prototype fast breeder reactor "MONJU" has an ex-vessel fuel storage system which consists mainly of an ex-vessel fuel storage tank (EVST) and an EVST sodium cooling system. EVST sodium cooling system consists of three independent loops. In this study, an analysis and evaluation of the plant dynamics for the spent fuel and the EVSS structural integrity during an station blackout (SBO) were performed. When the number of cooling loops was not changed and natural circulation occurred in only two loops, the sodium temperature in the EVST increased to approximately 450$$^{circ}$$C. However, the structural integrity of the EVSS was maintained. The analytical results, therefore, help clarify the number of necessary cooling loops for efficient decay heat removal and sodium temperature behavior in an SBO.

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