Development of risk assessment methodology against natural external hazards for sodium-cooled fast reactors; Project overview and margin assessment methodology against volcanic eruption

自然外部ハザードに対するナトリウム冷却高速炉の崩壊熱除去機能に関するリスク評価手法の開発; プロジェクト全体概要及び火山噴火ハザードに対するマージン評価手法

山野 秀将   ; 西野 裕之  ; 栗坂 健一 ; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; 高田 孝*; 東 恵美子*

Yamano, Hidemasa; Nishino, Hiroyuki; Kurisaka, Kenichi; Okano, Yasushi; Sakai, Takaaki; Yamamoto, Takahiro*; Ishizuka, Yoshihiro*; Geshi, Nobuo*; Furukawa, Ryuta*; Nanayama, Futoshi*; Takata, Takashi*; Azuma, Emiko*

本論文では、プロジェクト概要を述べたうえで、ナトリウム冷却高速炉を対象にして火山ハザードに対するマージン評価手法開発について述べる。火山灰は崩壊熱除去に必須である空気取入口のフィルター目詰まりを引き起こす恐れがある。フィルタ閉塞の程度は、火山灰大気中濃度と降灰継続時間に加えて、各機器の吸い込み風量で計算される。本研究では、フィルター破損までの猶予時間をマージンと定義した。降灰継続時間より猶予時間が短いときだけマージンを検討する必要がある。機器別のマージン評価では、各機器の吸い込み風量とフィルタ破損限界を使って計算された。シーケンス別のマージン評価では、機器別のマージン評価とイベントツリーに基づき評価された。マージンを大きくするアクシデントマネジメント対策として、例えば、強制循環運転の手動トリップ、空気冷却器3系統の順次運転、及びプレフィルターによるカバーを提案した。

This paper describes mainly volcanic margin assessment methodology development in addition to the project overview. The volcanic tephra could potentially clog filters of air-intakes that need the decay heat removal. The filter clogging can be calculated by atmospheric concentration and fallout duration of the volcanic tephra and also suction flow rate of each component. In this paper, the margin was defined as a grace period to a filter failure limit. Consideration is needed only when the grace period is shorter than the fallout duration. The margin by component was calculated using the filter failure limit and the suction flow rate of each component. The margin by sequence was evaluated based on an event tree and the margin by component. An accident management strategy was also suggested to extend the margin; for instance, manual trip of the forced circulation operation, sequential operation of three air coolers, and covering with pre-filter.