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一宮 正和; 林 秀行; 中大路 道彦; 永沼 正行; 前田 清彦
PNC TN9410 94-222, 355 Pages, 1994/07
平成5年度の大型高速炉設計研究では、受動的安全性を強化しつつ経済性を確保した大型高速炉に焦点を当てて設計検討を行った。高速炉の実用化への重要な要件として、経済性の向上とともに、大型化に伴うリスクの増加を抑制し、将来炉として必要な安全性の具備が挙げられる。前者にあっては、従来ヘッドアクセス方式ループ型炉のプラント概念を提唱、具体化して近未来の大型炉の目標されている経済性を備えていることを示した。後者にあっては、工学的安全系の充実とともにプラントの持つ固有の安全性を高め、両者の調和の下に必要な安全性を具備することを指向した。平成5年度においては、実用炉規模として130万kWe級大型プラントを対象に、ATWS事象の中で特に重要視されるULOF事象に着目し、受動的炉停止の達成を目標にした設計検討を進めた。本報告書は、上記の受動的安全特性に係る炉心燃料、燃料線出力及び炉心反応度特性に係る炉心設計、原子炉出入口温度条件、コーストダウン延長に係る設計等システム設計、さらなる経済性向上を目指した原子炉容器、冷却系機器を中心とするプラント設計並びに安全性、構造健全性等の技術的評価についての検討結果を示すものである。本報告書ではまた大型炉に関連する耐震性及び建屋の熱的耐性に係る検討結果も示す。
林 秀行; 永沼 正行; 石川 真; 一宮 正和; 中大路 道彦; 向坊 隆一
PNC TN9440 94-014, 232 Pages, 1994/06
平成5年度の大型高速炉設計研究は、前年度までに検討したMOX炉心による130万kWe級大型プラントの設計研究成果を更に発展させ、FBRが多数基稼働する実用炉時代に重要となるプラント固有の安全性強化を重点とした検討を実施した。設計研究では、流量喪失型事象に重点をおいて受動的安全性の抜本的強化を図るものとし、ULOF事象(流量喪失スクラム失敗事象)を想定してもノミナル評価では冷却材沸騰を防止できることを目標とした。この目標を達成するため、炉心設計ではドップラー係数を拡大したスペクトルシフト型窒化物燃料炉心を採用し、プラント設計では、ULOF事象を考慮した原子炉出入口温度条件とこれに対する最適なヒートバランスを選定すると共に、冷却系主要機器のサイジングを行い、また、主ポンプ流量半減時間延長のためのポンプ等冷却系機器設計の具体化と過渡事象時の冷熱過渡に対する構造健全性の検討等を実施した。本報告は、平成6年6月3日に開催した「平成5年度大型炉設計研究報告会」の発表要旨と使用したOHP原稿及び報告会における主要な質疑応答を「業務報告書」の位置付けで速報的に作成したものである。
中大路 道彦; 一宮 正和; 向坊 隆一; 前田 清彦; 永田 敬
PNC TN9410 94-173, 34 Pages, 1994/05
大洗工学センター技術開発部プラント工学室では、平成2年度から4年度にかけヘッドアクセス式ループ型プラントの設計研究を実施した。当初、プラントの出力を60万kWeとし、プラント概念を構築するとともに、プラントの簡素化・合理化のために新規概念を考案した。それらは、出入口配管接続ノズルを持たない単純な形状の原子炉容器、中間熱交換機に片持ち支持される逆L字型ホットレグ配管による短縮された一次系主配管、熱遮蔽板と液位制御を組み合わせた簡素な炉壁保護構造、管内に一次側冷却材を流しコンパクト化を計った中間熱交換器などである。60万kWeプラントの設計研究で上記新概念の成立見通しおよびプラント合理化の可能性を得た。引き続き新概念の大型化への外挿性を130万kWe級プラントを対象として検討した結果、充分な可能性がある事が分かった。本報告書は、フランスとの技術協力協定に基づきCEAに開示するために、上記4年間のヘッドアクセス型プラントに関する設計研究の概要を纏めたものである。
一宮 正和; 林 秀行; 中大路 道彦; 山岡 光明; 石川 真; 黒木 修二; 前田 清彦
PNC TN9410 93-162, 494 Pages, 1993/07
平成4年度の大型高速炉設計研究は,平成2年度から3年度にかけて実施した60万kWe級の原子炉容器ヘッドアクセス方式ループ型炉の設計研究成果に基づいて,出力規模の増大に対する当該プラント概念の適合性を定量的に検討する事を中心課題とし,130万kWe級のプラントを対象として炉心,原子炉構造,冷却系,燃料取扱系等の主要概念の大容量化対応とその成立性の評価を実施した。また,主として上半期において前年度までの60万kWe級プラントに係る設計研究の追加・補足的な検討として,炉心核設計の精度評価や過渡熱応力評価,設備設計の最終的な仕上がりを反映した構造成立性評価・安全評価,原子炉構造等の具体化,詳細化,使用済燃料搬出待ち貯蔵評価の概念検討等を,上記の出力規模増大に係る設計研究との共通性・関連性に留意しつつ実施した。一方,平成5年度以降の大型炉設計研究の方向性を見極め,実用高速炉のプラント概念構築に資する為,経済性の向上と安全性,社会的受容性の向上に有効と考えられる要素技術,プラント概念の検討を併せて実施した。
一宮 正和; 林 秀行; 石川 真; 中大路 道彦; 黒木 修二; 山岡 光明; 山下 芳興
PNC TN9410 92-353, 120 Pages, 1992/11
大洗工学センターのプラント工学室では,平成2年度から,実用高速炉としてほぼ下限の出力と想定される60kWe級プラントを対象として,「大型炉設計研究」を,大洗工学センター関連部課室の参加・協力を得て全所的展開の中で実施してきた。これらに関する平成3年度末までの成果は「大型高速炉設計研究成果報告書-60万kWe級プラントの設計研究-」として取りまとめられている。本書は,同報告書を追補するものとして,経済性に関する検討及び同大型高速炉関連図面を取りまとめたものである。
村松 壽晴; 一宮 正和; 山口 彰; 中大路 道彦; 永田 敬; 菅原 悟
PNC TN9410 92-352, 62 Pages, 1992/11
大洗工学センター技術開発部プラント工学室では,電気事業者によるFBR実証炉の設計研究を適切に支援するため,大型FBR設計研究の一環として,電気出力60万kW級のプラントを対象に設計研究作業を実施してきている。この内,上部プレナム内に発生する熱流動挙動は,プラント設計自体に直接影響を及ぼすと考えられることから,平成2年度より単相多次元熱流動解析コードAQUAを用いた評価解析を継続して実施してきている。平成4年度上期の作業では,液面近傍流速低減化方策の一つとしてBaffle Ring設備及びPorous UIS設備を取り上げ,その有効性を明かした。具体的には,原子炉容器壁へのBaffle Ring設備とPorous型UIS設備を検討の対象とし,以下の結果を得た。〔Baffle Ring設備〕(1)原子炉容器壁に設置するBaffle Ring幅は,20cmの場合よりも40cmとした場合の方が液面近傍流速低減化に有効である。(2)上記設備の採用により,液面近傍最大流速を約40cm/sまで低減させることができる。〔Porous UIS設備〕(1)UISスカート部とUIS胴上部との流配は,50%-50%とした場合が最も効果的に液面最大流速を低減化することができる。(2)上記設備の採用により,液面近傍最大流速を約52cm/sまで低減させることができる。更に,上記解析結果を踏まえ,ガス巻き込み防止のための原子炉構造として,Bafflering設備(40cm幅
2段)とPorous UIS設備(流配条件50%-50%)との組み合わせを提案し,解析を行った。この結果,液面近傍最大流速値として,約0.33m/sが得られた。
永田 敬; 林 秀行; 森山 正敏; 中大路 道彦; 若林 利男; 前田 清彦; 山下 芳興
動燃技報, (82), p.19 - 37, 1992/06
プラント工学室が中心となって平成2年度から実施してきた60万kWe級プラント係る設計研究の成果について、プラント概念の概要を紹介する。本プラントの特長は、ループ型炉の本質的な長所を活かした1次系配管の短編技術、系統の簡素化・信頼性向上、床下メンテナンスフリー化等のコンセプトを統合した「原子炉容器ヘッドアクセス方式」にあり、遮蔽プラグや燃料取扱系の抜本的簡素化、Pu需給バランスに柔軟に対応出来る炉心概念等、原型炉までの経験を活かしつつ技術的ブレークスルーにも挑戦したプラント概念になっている。
林 秀行; 永田 敬; 森山 正敏; 石川 真; 中大路 道彦; 黒木 修二; 山岡 光明
PNC TN9410 92-137, 890 Pages, 1992/05
大洗工学センターのプラント工学室では、平成2年度から、実用高速炉としてほぼ下限の出力規模と想定される60万kWe級プラントを対象として、電気事業者の行う実証炉の設計研究を適切に支援出来る技術的基盤を確立する事を主要目的とする「大型炉設計研究」を、大洗工学センター関連部課室の参画・協力を得て全所的展開の中で実施してきた。本プラントの特長はループ型炉の本質的な長所を活かした1次主冷却系配管の短縮技術、系統の簡素化・信頼性向上、格納容器床下のメンテナンスフリー化等の基本的コンセプトを統合した「原子炉容器ヘッドアクセス方式」にあり、遮蔽プラグや燃料取扱系統の抜本的簡素化、プルトニウムの需給バランスに柔軟に対応出来る炉心概念等、原型炉までの技術・経験を活かしつつ高速炉の実用化に必要な技術的ブレークスルーにも挑戦したプラント概念になっている。本報告は、電気事業者の建設意欲を喚起出来る実証炉段階のプラント概念を提示したこれら設計研究の成果を原子炉設置許可申請書の本文相当の「系統設計」、添付書類8相当の「各部設計」、添付書類10相当の「安全設計方針及び安全評価」、及び関連する「研究開発課題」に区分して整理・記述したものである。
