Design approach for mitigation of air ingress in high temperature gas-cooled reactor

高温ガス炉における空気侵入防止に関する設計提案

佐藤 博之  ; 大橋 弘史 ; 中川 繁昭  

Sato, Hiroyuki; Ohashi, Hirofumi; Nakagawa, Shigeaki

本報告では、高温ガス炉の減圧事故時における炉心への空気侵入に対して、受動的な抑制を可能とする原子炉構造を提案する。第一に、従来、側部反射体内に設けられた冷却材上昇流路を内部反射体に移動する。第二に上部可能反射体を流路反転を行う構造に変更する。提案する原子炉構造の有効性評価として、冷却材流路での自然対流や炉内構造物での熱伝導、熱放射等、原子炉内の重要な物理現象を考慮した熱物質収支計算を行った。その結果、在来の原子炉構造に比べて減圧事故時の空気侵入量を大幅に低減可能であることが明らかにした。

This paper intends to propose a practical solution to protect HTGR from severe oxidation against air ingress accidents without reliance on subsystems. Firstly, a change is made to the center reflector structure to minimize temperature difference during the accident condition in order to reduce buoyancy-driven natural circulation in the reactor. Secondly, a modified structure of the upper reflector is suggested to prevent massive air ingress against a rupture in standpipes. As a preliminary study, a numerical analysis is performed for a typical prismatic-type HTGR to study the effectiveness of the proposed design concept using simplified lumped element models. The results showed that amount of air ingress into the reactor can be significantly reduced with practical changes to local structure in the reactor.