高速実験炉「常陽」における原子炉容器内保守・補修技術開発; 炉心上部機構交換作業用循環型カバーガス微正圧制御システムの開発

Inspection and repair techniques in the reactor vessel of the experimental fast reactor Joyo; Development of cover gas recycling system with precise pressure control

宇敷 洋*; 奥田 英二; 鈴木 信弘; 高松 操 ; 長井 秋則

Ushiki, Hiroshi*; Okuda, Eiji; Suzuki, Nobuhiro; Takamatsu, Misao; Nagai, Akinori

ナトリウム冷却型高速炉では、冷却材であるナトリウム及びカバーガスとしてアルゴンガスを内包する。そのため、カバーガスバウンダリを開放する際には、仮設バウンダリを確保した上で、カバーガスを微正圧に制御することで、カバーガスの放散を抑制し、かつカバーガス中への不純物混入を防止することが要求される。一方、平成26年度に実施された高速実験炉 「常陽」の炉心上部機構交換作業では、仮設バウンダリであるビニルバッグの健全性維持のため、高流量のアルゴンガスブローを約2ヶ月の長期間に亘って継続する必要があり、既存の設備では対応が困難であった。この課題を克服するため、「常陽」ではカバーガス循環型微正圧制御システムを開発し、実機に適用した。当該システムは良好な圧力追従性及びリサイクル性を有し、これらの成果は、世界的にも例の少ない大規模な原子炉容器内補修作業である炉心上部機構交換作業の作業環境整備及びその安全な推進に大きく貢献した。また、ここで蓄積された経験やデータは、稀少な知見として今後のナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内保守・補修技術の開発に資するものと期待される。

The reactor vessel of a sodium-cooled fast reactor (SFR) is filled with sodium coolant and cover gas (argon gas). In case of a cover gas boundary open (ie., in-vessel repair), installation of a temporary cover gas boundary and controlling the cover gas pressure slightly positive are required to prevent the cover gas release and the contamination of impurities, and during upper core structure (UCS) replacement in the experimental SFR Joyo from March to December 2014, a vinyl bag was installed as a part of the temporary cover gas boundary. However, because it has inferior thermal resistance, supply a cooling gas too much was required to maintain proper temperature for two months. On the basis of this requirement, a cover gas recycling system with precise pressure control was developed and adopted for UCS replacement. The system has a good pressure controllability and recyclability. The successful results of this system contributed to the certain promotion of UCS replacement. In addition, the insights and the experience gathered in this development are expected to improve the in-vessel repair techniques in sodium-cooled fast reactors.