Development of an evaluation methodology for the natural circulation decay heat removal system in a sodium cooled fast reactor

ナトリウム冷却高速炉の自然循環崩壊熱除去系に対する評価手法の開発

渡辺 収*; 大山 一弘*; 遠藤 淳二*; 堂田 哲広 ; 小野 綾子 ; 上出 英樹 ; 村上 貴裕*; 江口 譲*

Watanabe, Osamu*; Oyama, Kazuhiro*; Endo, Junji*; Doda, Norihiro; Ono, Ayako; Kamide, Hideki; Murakami, Takahiro*; Eguchi, Yuzuru*

自然循環崩壊熱除去系を採用した1500MW出力ナトリウム冷却高速炉(SFR)の安全性を確保するための自然循環評価手法を開発した。この評価手法は、炉心温度平坦化を考慮して炉心最高温度を評価できる1次元安全解析、1次系と崩壊熱除去系の局所的な流れや温度成層化を評価できる3次元流動解析、統計的安全評価手法から構成される。1次元及び3次元解析手法の妥当性をSFR1次冷却系の1/10スケール水試験と1次系及び崩壊熱除去系の1/7スケールナトリウム試験の結果を用いて確認し、1次元安全解析手法のSFR実機評価への適用性を乱流モデルが組込まれた3次元解析の結果との比較によって確認した。最後に、1次元安全解析手法を用いてSFR実機を対象とした統計的安全評価を実施した。

A natural circulation (NC) evaluation methodology has been developed to ensure the safety of a sodium-cooled fast reactor (SFR) of 1500MW adopting the NC decay heat removal system (DHRS). The methodology consists of a 1D safety analysis which can evaluate the core hot spot temperature taking into account the temperature flattening effect in the core, a 3D fluid flow analysis which can evaluate the thermal-hydraulics for local convections and thermal stratifications in the primary system and DHRS, and a statistical safety evaluation method. The safety analysis method and the 3D analysis method have been validated using results of a 1/10 scaled water test simulating the primary system of the SFR and a 1/7 scaled sodium test simulating the primary system and the DHRS, and the applicability of the safety analysis for the SFR has been confirmed by comparing with the 3D analysis. Finally, a statistical safety evaluation has been performed for the SFR using the safety analysis method.