HTTRを用いた安全性実証試験の完遂; 炉心流量喪失試験(出力100%(30MW)で炉心冷却を停止)

Achievement of safety demonstration tests using HTTR; Loss of forced cooling test at 100% reactor power (30 MW)

長住 達; 長谷川 俊成  ; 中川 繁昭  ; 久保 真治  ; 飯垣 和彦 ; 篠原 正憲 ; 七種 明雄 ; 野尻 直喜 ; 齋藤 賢司 ; 古澤 孝之 ; 茂木 利広; 澤畑 洋明 ; 本間 史隆; 近藤 誠; 関田 健司; 川本 大樹; 西原 哲夫 ; 堀 直彦 ; 篠崎 正幸

Nagasumi, Satoru; Hasegawa, Toshinari; Nakagawa, Shigeaki; Kubo, Shinji; Iigaki, Kazuhiko; Shinohara, Masanori; Saikusa, Akio; Nojiri, Naoki; Saito, Kenji; Furusawa, Takayuki; Motegi, Toshihiro; Sawahata, Hiroaki; Homma, Fumitaka; Kondo, Makoto; Sekita, Kenji; Kawamoto, Taiki; Nishihara, Tetsuo; Hori, Naohiko; Shinozaki, Masayuki

高温ガス炉の異常状態での安全性を示すため、HTTRを用いて安全性実証試験を行った。制御棒による停止操作の失敗事象を模擬した状態で、原子炉熱出力100%(30MW)での定常運転時に1次ヘリウムガス循環機を急停止させ、炉心の強制循環冷却機能が全喪失した後の原子炉出力および原子炉圧力容器まわり温度の経時変化データを取得した。事象発生(冷却材の流量がゼロ)後、炉心温度上昇に伴う負の反応度フィードバックにより原子炉熱出力は速やかに低下し、再臨界を経て低出力(約1.2%)の安定な状態まで原子炉出力が自発的に移行することを確認した。また、原子炉圧力容器表面から、その周囲に設置されている炉容器冷却設備(水冷パネル)への放熱により、低出力状態で原子炉温度を一定化させるために必要な除熱量が確保されることを確認した。このように、出力100%(30MW)で炉心強制冷却を停止したケースにおいて、能動的停止操作をせずとも原子炉の状態が事象発生から安定的(安全)状態へ移行すること、すなわち高温ガス炉の固有の安全性を実証した。

A safety demonstration test under abnormal operating conditions using the HTTR (High Temperature Engineering Test Reactor) was conducted to demonstrate safety features of the HTGRs (High Temperature Gas-cooled Reactors). Under a simulation of a control rod shutdown failure, all primary helium gas circulators were intentionally stopped during a steady-state operation at 100% reactor thermal power (30 MW), temporal changes of the reactor power and temperatures around the reactor pressure vessel (RPV) were obtained after the complete loss of forced heat removal from the reactor core. After the event (primary coolant flow stopped), the reactor power quickly decreased due to the negative reactivity feedback associated with the core temperature rise, and then the reactor power spontaneously shifted to a stable state of low power (about 1.2%) even after a recriticality. Heat dissipation from RPV surface to a surrounding vessel cooling system (water-cooled panels) ensured the amount of heat removal required to maintain the reactor temperature constant in the low power state. In this way, the transition from the event occurrence to the stable and safety state, i.e., inherent safety features of HTGRs, were demonstrated in the case of core forced cooling loss without active shutdown operations.