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加藤 篤志; 久保 重信; 近澤 佳隆; 宮川 高行*; 内田 昌人*; 鈴野 哲司*; 遠藤 淳二*; 久保 幸士*; 村上 久友*; 鵜澤 将行*; et al.
Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Sustainable Clean Energy for the Future (FR22) (Internet), 11 Pages, 2022/04
プール型ナトリウム冷却高速炉の概念設計研究を行っている。本検討では、日本の地震対策、原子炉容器の熱流動、崩壊熱除去システムの設計などの主な課題の報告を行う。日本に650MWeのタンク型ナトリウム炉が設置される場合、厳しい地震に対する設計が必要で、原子炉構造を強化している。また、新たに3次元免震システムの開発も進めている。
新部 信昭; 島川 佳郎; 石川 浩康; 早船 浩樹; 久保田 健一; 笠井 重夫; 一宮 正和
JNC TN9400 2000-074, 388 Pages, 2000/06
JNC-TN9400-2000-074.pdf:13.32MB
ナトリウム冷却大型炉については、国内外に多くの研究・運転実績があり、これに基づく豊富な知見がある。本実用化戦略調査研究では、ループ型炉1概念、タンク型炉3概念について経済性向上を主眼にプラント基本概念の検討を実施した。具体的なコストダウン方策としては、ナトリウムの特長を活かした機器の大型化、系統数削減、機器の集合・合体化などを採用している。これらの革新的な設計については、その技術的成立性に関して更なる確認を必要とするが、いずれの炉型においても経済性目標(20万円/kWe)を達成できる見通しが得られた。また、ナトリウム炉の更なる経済性向上策として、以下の項目を抽出しコストダウンの可能性を検討した。・更なる高温・高効率化追求・建設工期短縮・検出系高度化による安全系局限化・SG-ACS
萩原 裕之*; 渡辺 収*; 大山 一弘*; 安藤 将人*; 大島 宏之; 山野 秀将
no journal, ,
タンク型炉を対象とした熱流動評価を実施し、タンク型炉の導入を想定した場合に重要となる原子炉容器内の熱流動課題を摘出した。今後、検討すべき重要な熱流動課題として、トリップ時の内容器内外面の温度変化、定格運転時の炉壁冷却部の自然対流及びホットプール自由液面からのカバーガス巻き込み等が挙げられる。
近澤 佳隆; 久保 重信; 宮川 高行*; 衛藤 将生*
no journal, ,
タンク型炉の主容器液面近傍部を対象に熱応力解析を行い、耐熱性を検討した。主容器の肉厚は厳しい地震条件に対応した構造とし、スクラム時の液位変動を荷重条件に取り入れて、主容器液面近傍部のクリープ疲労損傷評価及び液面ラチェット評価を行った。
内田 昌人*; 堂崎 浩二*; 鈴野 哲司*; 深沢 剛司*; 早船 浩樹; 加藤 篤志
no journal, ,
タンク型のナトリウム冷却高速炉(SFR)の原子炉容器について、国内軽水炉サイト相当の地震条件を用いて耐震性の検討を行い、大型化に伴う原子炉容器の座屈に対する必要肉厚と水平免震装置から3次元免震装置に変更した場合の耐震性向上の程度を明らかにした。
松下 健太郎; 伊藤 啓*; 江連 俊樹; 田中 正暁
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉(SFR)では、炉心反応度擾乱やIHXにおける熱交換率低下等を防止する観点から、一次冷却系統内の非凝縮性ガス量を制御することが重要である。このため、日本原子力研究開発機構ではSFRの一次冷却系統内の気泡・溶存ガス挙動評価に資するべく、数値計算コードSYRENAを開発している。本研究では、タンク型高速炉を対象にSYRENAのフローネットワークモデルを新たに構築し、一次系統内の気泡挙動を解析した。さらに、フローネットワーク内の上部プレナム部にD/Pモデルを導入し、D/P上下間のナトリウム交換流量および自由液面での気泡巻込み量をパラメーターとした解析を行うことで、一次系統内の気泡・溶存ガス挙動に対するD/P導入の影響を調査した。解析結果から様々な条件下における気泡挙動が得られた。特に自由液面での気泡巻込み量が多い場合と少ない場合とで、D/P上下間の交換流量の増加に対する一次系統内の気泡量の変化が異なることが示された。
中村 博紀*; 内田 昌人*; 早川 教*; 的場 一洋*; 渡辺 収*; 小野田 雄一; 田中 正暁
no journal, ,
600MWe級のタンク型ナトリウム冷却高速炉における自由液面からのカバーガスの巻込みを防止するため、その対策構造を検討するとともに、その効果を解析により評価した。まず対策構造としてリング状のバッフルプレート(BP)の原子炉容器壁への設置を検討した。このBPの幅及び設置深さをパラメータとしたCFD解析を実施し、液面流速が最も遅くなる構造として幅0.8m、設置深さ2.2mを得た。この対策構造を設置した場合のガスコア長さをガス巻込み判定手法を用いて評価したところ、最大ガスコア長さは約4mとなり、対策構造無しのガスコア長さ約20mと比較すると大幅に低減し、対策構造の有効性が確認された。一方、評価されたガスコア長さは液面からIHX入口窓上端までの距離2.5mより長いため、ガスコアがIHX窓部に到達しガス巻込みを発生させる可能性がある。今後はより有効な対策構造の検討と、ガス巻き込み評価手法の精緻化を行う予定である。
高野 和也; 加藤 篤志; 内田 昌人*; 村上 久友*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の制御棒は、制御棒案内管内において径方向に拘束されておらず、地震時に周辺構造物との相対変位が生じる。その相対変位に伴い制御棒案内管や制御棒駆動機構支持管といった周辺の原子炉内構造物と接触して3点支持拘束が発生し、地震時の制御棒挿入性に影響を及ぼすことが懸念される。これまで国内への適用性検討を行ってきた600MWe級のタンク型ナトリウム冷却高速炉の原子炉構造を対象に、地震時の制御棒相対変位量を評価し、3点支持拘束が発生する相対変位量と比較することで、地震時の制御棒挿入性について確認した。その結果、評価対象としたタンク型ナトリウム冷却高速炉における地震時の制御棒相対変位量は、主炉停止系及び後備炉停止系共に3点支持拘束が発生する相対変位量を下回り、地震時における3点支持拘束の発生を防止できる見通しが得られた。また、制御棒挿入性評価に対する裕度向上策を検討した。
加藤 篤志; 小野田 雄一; 宮川 高行*; 遠藤 淳二*; 久保 幸士*
no journal, ,
600MWe級のタンク型ナトリウム冷却高速炉について、炉内流況適正化のための対策構造の効果を評価するとともに、手動トリップ、および外部電源喪失時の代表的な熱過渡事象時の熱流動解析、および構造解析を行い、原子炉構造の健全性を評価した。
高野 和也; 加藤 篤志; 内田 昌人*; 岡崎 仁*; 猪狩 理紗子*
no journal, ,
タンク型のナトリウム冷却高速炉の炉心安全において厳しい事象である炉内配管破損事象の検出には1次主冷却系流量信号が最も有効である。これまで国内への適用性検討を行ってきた600MWe級のタンク型ナトリウム冷却高速炉において、1次主冷却系循環ポンプ出口に設ける流路管に設置する電磁石式電磁流量計を検出器として採用しているが、ポンプモータ等からのノイズの影響が大きいことが想定される。その対策として信号出力を向上させるため、流路管の軸方向に伸ばしたヨークにコイルを4箇所配置することにより、電極に対して流路の上流及び下流側の両側で磁気回路を形成し、案内管と流路管の間の狭小スペースを軸方向に活用するD型立体構造を新たに構築した。
原 裕之*; 田村 省吾*; 山本 智彦
no journal, ,
実証施設検討では、国内外の検討を基に研究開発の合理化を図るタンク型のナトリウム冷却高速炉(SFR)に関する検討が進行中である。本発表では、原子炉建屋の配置概念に関する取り組み状況について紹介する。
衛藤 将生*; 横井 忍*; 山下 雅人*; 三浦 一浩*; 岡藤 孝史*; 小野田 雄一; 山本 智彦; 内田 昌人*
no journal, ,
日仏協力を活用してナトリウム冷却高速炉(SFR)の技術基盤の確立を効率的に進める観点から、日仏技術仕様を共通化した600MW[e]級出力のタンク型SFR概念である仕様共通化タンク型炉を検討している。仕様共通化タンク型炉では炉心崩壊事故(CDA)時の機械的エネルギー放出を想定しており、本報告では炉心からホットプール(HP)への気泡放出を模擬した体系にて、HPナトリウム及びカバーガスの挙動、主容器及び中間熱交換器(IHX)等の構造物の変形を応答解析するとともに、主容器、IHX等の耐衝撃性を評価した結果の概要を紹介する。