Investigation of countermeasure against local temperature rise in vessel cooling system in loss of core cooling test without nuclear heating

核熱を用いない炉心冷却喪失試験における炉容器冷却設備の局所的な温度上昇に対する対策の研究

小野 正人 ; 清水 厚志 ; 近藤 誠; 島崎 洋祐 ; 篠原 正憲 ; 栃尾 大輔 ; 飯垣 和彦 ; 中川 繁昭  ; 高田 昌二; 沢 和弘

Ono, Masato; Shimizu, Atsushi; Kondo, Makoto; Shimazaki, Yosuke; Shinohara, Masanori; Tochio, Daisuke; Iigaki, Kazuhiko; Nakagawa, Shigeaki; Takada, Shoji; Sawa, Kazuhiro

HTTRを用いた炉心冷却喪失試験は、物理現象の効果によってシビアアクシデントを起こさない固有の安全性を有する高温ガス炉を研究する安全評価コードの検証のため、制御棒を挿入せず、炉容器冷却設備を停止して炉心冷却を喪失させるものである。炉容器冷却設備は熱放射や熱伝達によって高温となった原子炉圧力容器を冷却することにより原子炉の残留熱や崩壊熱を除去するものである。試験では、原子炉の安全性は維持されるものの、炉容器冷却設備の熱反射板による水冷管の冷却効果が届かない箇所の局所的な温度が長期使用の観点から制限値を上回ると考えられる。試験は炉容器冷却設備を停止し核熱を用いずガス循環機による入熱のみで実施され、その結果、最高使用温度より十分低い温度ではあるが局所的に温度の高い箇所を特定し、冷却水の自然循環の冷却効果に十分な効果は無く、冷却管の温度を1C下げるのみであることを見出した。そして、HTTRの再稼働後にすぐに実施される炉心冷却喪失試験に向けた新しく適切で安全な手順を確立した。

In the loss of forced core cooling test using High Temperature engineering Test Reactor (HTTR), the forced cooling of reactor core is stopped without inserting control rods into the core and cooling by Vessel Cooling System (VCS) to verify safety evaluation codes to investigate the inherent safety of HTGR be secured by natural phenomena to make it possible to design a severe accident free reactor. The VCS passively removes the retained residual heat and the decay heat from the core via the reactor pressure vessel by natural convection and thermal radiation. In the test, the local temperature was supposed to exceed the limit from the viewpoint of long-term use at the uncovered water cooling tube by thermal reflectors in the VCS, although the safety of reactor is kept. Through a cold test, which was carried out by non-nuclear heat input from gas circulators with stopping water flow in the VCS, the local higher temperature position was specified although the temperature was sufficiently lower than the maximum allowable working temperature, and natural circulation of water had insufficient cooling effect on the temperature of water cooling tube below 1C. Then, a new safe and secured procedure for the loss of forced core cooling test was established, which will be carried out soon after the restart of HTTR.