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前川 一彦*; 吉村 忠宏*; 菊池 俊明*; 星野 康史*; 宗片 英樹*; 清水 真*
JNC TJ9420 2005-004, 284 Pages, 2005/02
JNC-TJ9420-2005-004.pdf:11.56MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究では、候補となるFBRサイクルシステムについて安全性、経済性、環境負荷低減性、核拡散抵抗性、運転・保守補修性などの観点から総合的なシステム検討と特性評価を行っている。その一環として、FBR燃料を対象とする外部ゲル化プロセスによる振動充填燃料製造施設について調査を行った。 昨年度までに生産規模200tHM/yの燃料製造施設について、ゲル化工程および試薬回収工程の主要機器の概略検討を行うとともに、セル内機器配置設計、建屋配置設計を行い、安全性、経済性、廃棄物発生量等の検討を行ってきた。 今年度は、これまでの顆粒製造工程のほかに振動充填以降、燃料集合体貯蔵庫までを調査範囲に加え、遠隔自動化および遠隔保守性の観点から、主要機器の設計検討を深めるとともに、経済性を追求した小規模製造施設全体の概念を構築した。施設検討は50tHM/y規模施設を中心に実施し、生産規模200tHM/yの燃料製造施設についても見直し検討を行った。また、他の燃料製造システムとの比較評価を行うことを念頭に置き、振動充填以降の工程機器については、共通とするべき機器はペレット燃料製造と同等設計とした。その他、設計検討に基づき各規模施設の経済性及び環境負荷低減性に係わるシステム特性評価データを取得した。従来の設計と比較して、ゲル化顆粒製造工程についてはプラグ輸送型の気流輸送設備の採用などを前提として工程セルの高さを下げ、振動充填以降の工程については、ペレット燃料製造の合理化配置を適用することで、燃料製造建屋がコンパクトになった。
前川 一彦*; 吉村 忠宏*; 星野 康史*; 宗片 英樹*; 田巻 喜久*
JNC TJ9420 2005-003, 280 Pages, 2005/02
JNC-TJ9420-2005-003.pdf:4.73MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究の一環として、燃料製造システム間でプラント稼働率と廃棄物発生量の計算を行う特性評価シミュレーターを開発し、システム間の特性比較を実施した。今回はキャンペーン運転やバッチ処理装置に対応するプログラム改良を行ない、計算の精度を上げた。ペレットシステムとゲル化振動充填システムの比較を行なったところ、プラント稼働率及び環境負荷低減性の指標においてペレットシステムに有利な結果となった。
前川 一彦*; 吉村 忠宏*; 星野 康史*; 宗片 英樹*; 田巻 喜久*
JNC TJ9420 2005-002, 221 Pages, 2005/02
JNC-TJ9420-2005-002.pdf:7.16MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究では、候補となるFBRサイクルシステムについて安全性、経済性、環境負荷低減性、核拡散抵抗性、運転・保守補修性などの観点から総合的なシステム検討と特性評価を行っている。その一環として、簡素化ペレット法を適用した低除染ペレット燃料製造施設構成の合理化に関する調査を行なった。
谷本 亮二*; 吉村 忠宏*; 星野 康史*; 宗片 英樹*; 田巻 喜久*
JNC TJ9420 2004-003, 212 Pages, 2004/02
JNC-TJ9420-2004-003.pdf:117.29MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究では、FBR燃料サイクルシステムについて検討を行っており、燃料製造システムの候補概念について安全性、経済性、環境負荷低減性等に関する特性の比較評価を行っている。フェーズⅡに入ってからプラントの稼働率と廃棄物発生量に着目して、燃料製造システム間の比較評価を可能とすることを目的とした研究を開始した。昨年度は、機器の故障頻度や定期交換を考慮した場合の廃棄物発生量との相関について検討を行い、製造システム間の特性比較の考え方を整理した。今年度は、各システムの特性評価ならびに昨年度に検討した特性比較の考え方に基づき、システム間の比較を行った。また、今後のシステム設計に資するため、特性評価のために整理した設計情報を一元的に取りまとめた。なお、評価対象のシステム特性は、相関を持つ稼働率に代表されるシステム安定性と廃棄物発生量に代表される環境負荷低減性とした。 この他、システム特性評価に先立ち、昨年度までに作成した特性評価シミュレータについて、より高精度な計算が可能となるよう、プログラムの修正と改良を行った。
谷本 亮二*; 吉村 忠宏*; 星野 康史*; 宗片 英樹*; 田巻 喜久*
JNC TJ9420 2004-002, 143 Pages, 2004/02
JNC-TJ9420-2004-002.pdf:72.69MB
FBRサイクル実用化調査研究フェーズIIの3年度として、昨年度までの調査検討に引き続き、低除染ペレット燃料製造施設の燃料要素検査工程以降の機器設備設計およびライン構成の検討を行った。また、固体廃棄物処理における洗浄・除染設備等の付帯設備の検討、セル内配置設計を行い、200tHM/年規模の燃料製造施設の概念を示すとともに、経済性、環境負荷低減性に関するシステム評価データを取得した。
谷本 亮二*; 吉村 忠宏*; 星野 康史*; 宗片 英樹*; 田巻 喜久*
JNC TJ9400 2004-002, 58 Pages, 2004/02
JNC-TJ9400-2004-002.pdf:1.39MB
本検討では、2002度に実施したセラミックス製脱硝容器の製作並びに硝酸ウラニル溶液を用いたマイクロ波脱硝、焙焼および還元試験に引き続き、小型のターンテーブル式脱硝転換装置を製作し、脱硝転換試験を行い、粉末物性や装置の健全性を評価することによりターンテーブル式脱硝転換装置の技術的成立性についての確認を行い、下記の成果を得た。(1)} 小型のターンテーブル式脱硝転換装置を製作し、マイクロ波脱硝、焙焼・還元、粉砕を行い、各装置の健全性について問題のないことを確認した。(2)} 粉砕後の粉末について粉末物性を測定し、従前のマイクロ波脱硝後の粉砕粉末とほぼ同等の粉末が得られることを確認した。(3)} 還元後の粉砕粉末をペレットに成型、焼結し、密度の高いペレットが得られることを確認した。(4)} 試験結果について、ターンテーブル式脱硝転換設備成立性の観点から検討を行い、開発課題を整理した。
藤岡 綱昭; 岡村 信生; 星野 康史; 西村 友宏; 田中 健哉; 田中 博*; 横尾 健*
JNC TY9400 2001-028, 129 Pages, 2001/12
JNC-TY9400-2001-028.pdf:4.58MB
核燃料サイクル開発機構と電力中央研究所は金属燃料の高速増殖炉サイクルの実用化に向けた調査研究を行っている。本研究では金属燃料の大型高速増殖炉(Na冷却炉、炉出力1,500MWe、燃焼度150GWd/t、増殖比1.2)を想定し、再処理、燃料製造する金属燃料リサイクルプラントを検討した。プラント処理量は50t-HM/年(使用済炉心燃料39tHM/年(軸方向ブランケット燃料10tHM/年を含む)、使用済径方向ブランケット燃料11tHM/年)とその4倍とした200t-HM/年とした。さらに、全体プラントの概念を明らかにするために、主要工程の電解精製や射出成型などの検討のほかに、オフガス処理、廃棄物処理、ユーティリティなどの主な付帯設備も検討した。金属燃料リサイクルプラント設計の結果、50tHM/年プラントは、主建屋(再処理、燃料製造)が地下1階、地上3階(52.5m
101m31m)で、この容積は、約16.4万立方となった。200tHM/年プラントは、主建屋(再処理、燃料製造)が地下1階、地上3階(132.5m101m31m)で、この容積は、約45.0万立方となった。 200tHM/年プラントの主建屋の容積は、50tHM/年プラントの約2.7倍となった。また、プラントの経済性検討の結果、建設費が50tHM/年プラントに対して約1530
約1780億円となり、200tHM/年プラントに対して約3740約4260億円となった。この建設費に操業費を考慮した金属燃料リサイクルプラントの単価は、50tHM/年プラントに対して5459万円/kgHM、200tHM/年プラントに対して3437万円/kgHMとなった。これらのプラントの単価は、いずれも目標(59万円/kgHM)を達成することができた。
河野 秀作; 田中 健哉; 小野 清; 岩佐 勝令; 星野 康史; 新開 康夫; 紫牟田 拓志
JNC TY9400 2001-023, 362 Pages, 2001/07
JNC-TY9400-2001-023.pdf:16.74MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究においては、安全性の確保を前提とし、経済性、資源有効利用性、環境負荷低減性及び核拡散抵抗性に優れた FBRサイクルシステムの開発を目標としている。これを踏まえ、燃料製造システムの検討では主に、ペレット法、振動充填法及び鋳造法を基本プロセスとする製造システムについて、酸化物燃料、金属燃料等のシステム概念を構築した。これらの概念検討に対し、安全性、経済性、環境負荷低減性等のシステム特性評価を行い、技術課題を抽出した。本報告書はフェーズI における二年間の成果を取りまとめたものである。フェーズ1 の成果として、各燃料製造システムの概念設計を行い、システム特性について評価を行った結果、システム成立性に関する見通しと、実用化に向けた技術課題が明らかになった。システム特性評価の結果、経済性に関しては、いずれの製造システムとも200tHM/yブラントであれば経済性目標を達成できるが、500tHM/yプラントでは大幅な合理化が必要なことが明らかとなった。その他、環境負荷低減性に関しては、振動充填法の酸化物電解法、フッ化物揮発法が優れ、実用化に向けた課題としてはフッ化物揮発法、被覆粒子法が多いこと等が明らかとなった。
河野 秀作; 田中 健哉; 小野 清; 岩佐 勝令; 星野 康史; 新開 康夫
JNC TY9400 2000-026, 287 Pages, 2000/07
JNC-TY9400-2000-026.pdf:11.72MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究においては、安全性の確保を前提とし、経済性、資源有効利用性、環境負荷低減性及び核不拡散性を有し、原子炉システムと調和を図ったFBRリサイクルシステムの開発を目標としている。これを踏まえ、燃料製造システムの検討では、ペレット法、振動充填法による酸化物、窒化物燃料や、鋳造法による金属燃料の製造プロセスについて検討し、これらのプロセスを用いた燃料製造システムの概念検討およびシステム特性評価等を行い、今後の技術的課題を抽出した。平成11年度の成果として、ペレット法では、従来のMOXペレット製造工程を大幅に簡素化した簡素化プロセスを用いた燃料製造プラントについて、振動充填法では、湿式ゲル化法ならびに乾式の酸化物電解法、金属電解法、フッ化物揮発法によるプラントについて、鋳造法では射出成型法、遠心鋳造法によるプラントについて概念検討し、機器設備、レイアウト、建屋容積等の評価を行い、システム成立性に関する見通しを得た。また、各燃料製造システムについて実用化に向けた課題を明らかにした。今後、これまでの検討評価を詳細化し、フェーズIIの研究計画を策定して行く予定である。