Spontaneous stabilization of HTGRs without reactor scram and core cooling; Safety demonstration tests using the HTTR: Loss of reactivity control and core cooling

原子炉スクラム失敗および炉心冷却喪失時における高温ガス炉の受動的安定性; HTTRを用いた安全性実証試験: 反応度制御失敗および炉心冷却喪失

高松 邦吉  ; Yan, X. ; 中川 繁昭  ; 坂場 成昭 ; 國富 一彦 

Takamatsu, Kuniyoshi; Yan, X.; Nakagawa, Shigeaki; Sakaba, Nariaki; Kunitomi, Kazuhiko

固有の安全性を持つ高温ガス炉である高温工学試験研究炉(HTTR)において、強制冷却喪失事象を模擬した安全性実証試験を実施した。本論文では冷却材流量が定格の45t/hから0t/hまで低下し、制御棒が炉心に挿入されず、原子炉出力制御系が作動しない条件における、原子炉出力9MWからの強制冷却喪失(LOFC)時の解析結果を示す。解析より緊急炉心停止系が作動しなくても、炉心の負の反応度フィードバック特性により、原子炉出力がすぐに崩壊熱レベルまで低下し、炉心構造材の高い熱容量により炉内の温度分布がゆっくり変化することを明らかにした。以上により高温ガス炉固有の安全性を示すことができた。

In this study, an all-gas-circulator trip test was analyzed as a loss of forced cooling (LOFC) test with an initial reactor power of 9 MW to demonstrate LOFC accidents. The analytical results indicate that reactor power decreases from 9 MW to 0 MW owing to the negative reactivity feedback effect of the core, even if the reactor shutdown system is not activated. The total reactivity decreases and then gradually increases in proportion to xenon reactivity; therefore, the HTTR achieves recritical after an elapsed time, which is different from the elapsed time at reactor power peak occurrence. After the reactor power peak occurs, the total reactivity oscillates several times because of the negative reactivity feedback effect and gradually decreases to zero. Moreover, the new conclusions are as follows: The minimum reactor power and the reactor power peak occurrence are affected by the neutron source. The greater the strength of the neutron source, the larger the minimum reactor power.