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森部 剛志; 三枝 利家; 木曽 芳広; 此村 守
JNC TY9400 2002-008, 150 Pages, 2002/06
JNC-TY9400-2002-008.pdf:7.26MB
FBRサイクルの実用化戦略調査研究では、多様な冷却材(ナトリウム、重金属、ガス、水等)、燃料形態(MOX、金属、窒化物等)及び出力規模等からなる技術選択肢を摘出・整理し、軽水炉に比肩する経済性を有する実用化時代の高速増殖炉プラント概念を検討している。平成13年度ガス炉の概念に関する研究においては、フェーズIの最終年度として、 1)ピン型燃料炭酸ガス炉、2)ピン型燃料ヘリウムガス炉(ガスタービン発電)、3)被覆粒子燃料ヘリウムガス炉、の各ガス炉プラント概念の課題について検討を行い、 3概念の中から有望な候補概念を選定した。本報告書は、各ガス炉プラント概念の平成13年度検討結果及び有望な候補概念の選定についてまとめたものである。検討の結果は以下の通りである。1)炭酸ガス炉、ヘリウムガス炉共に一部を除き開発目標を達成可能な見通しである。建設単価は同程度であるが、所内負荷率、熱効率の点からはヘリウムガス冷却方式の方が有利と考えられる。さらに、ヘリウムガス炉には高温熱利用という特徴を活用できる利点がある。2)ヘリウムガス炉の燃料形態として被覆粒子型とピン型の検討を行ってきたが、被覆粒子型の方が安全性と炉心性能の観点で有利と考えられる。以上より、開発課題の技術的成立性の見通しについては炭酸ガス炉がヘリウムガス炉より高いが、経済性の観点から達成可能なレベルがナトリウム炉を上回ることは困難であることも合わせて、「被覆粒子燃料ヘリウムガス炉」をガス炉の有望な候補概念として選定した。
木曽 芳広; 三枝 利家; 木田 正則; 此村 守; 永沼 正行; 水野 朋保; 林 秀行
JNC TN9400 2001-073, 414 Pages, 2001/06
JNC-TN9400-2001-073.pdf:10.15MB
FBRサイクルの実用化戦略調査研究は、平成11年度から12年度までの検討フェーズ(フェーズ1)において、軽水炉システムと比肩する経済的競争力を有する可能性があると考えられる複数のFBRサイクルの候補概念のうち、ガス炉システムについて、1)ピン型燃料炭酸ガス炉、2)ピン型炉燃料ヘリウムガス炉 (蒸気発電、ガスタービン発電)、3)被覆粒子燃料ヘリウムガス炉の各概念の予備検討を実施した。本報告書は、被覆粒子燃料ヘリウムガス炉について、平成12年3月までの検討状況をまとめたものである。被覆粒子燃料ヘリウムガス炉は、被覆粒子燃料、耐熱材料による高温化で、高効率の直接ガスタービン発電を可能とし、高温化と負のドップラー効果、自然循環冷却により炉心溶融回避を目指し、 CDA対策を必要とせず、モジュール化、ツインユニット化等の合理的なプラント設計で安全性と経済性を追求した概念である。検討の結果、炉心性能は十分なものではないが、安全性は立つ性される見通しが得られた。また、経済性は、目標値よりわずかに高い程度であり、目標達成の可能性がある。なお、特に、被覆粒子燃料、燃料集合体についてはさらなる検討が必要である。
木曽 芳広; 小林 順; 木田 正則; 一宮 正和
Transactions of 16th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-16), 534 Pages, 2001/00
JNCと電力各社とは、1997年7月より、協力して実用化戦略調査研究を実施している。その研究では、Na、重金属、ガス冷却炉等の、いろいろな型の高速増殖炉の予備設計概念が検討され、評価されている。ガス炉では、炭酸ガス冷却材、ヘリウム冷却材、水蒸気発電サイクル、ガスタ-ビン発電サイクル、ピン型燃料、被覆粒子型燃料の可能な組み合わせについて、先進的な技術を取り入れて予備設計概念が検討された。ガス冷却高速増殖炉予備設計概念の一つであるガスタ-ビンを利用した高温高速増殖炉概念は、高温の出入口温度(850
/460)とガスタ-ビンサイクルによって、高プラントサイクル効率(47%)を達成している。また、ガスタ-ビン高速増殖炉は、主にその低出力密度(30MW/m3乗)によって、炉心溶融のない安全設計概念を達成している。減圧事故時にスクラムに失敗するような仮想的な苛酷事故時にも、受動的炉停止装置と自然循環によって炉
小江 秀保; 木曽 芳広; 小林 順; 梅津 陽一郎; 一宮 正和
JNC TN9400 2000-073, 78 Pages, 2000/06
JNC-TN9400-2000-073.pdf:2.32MB
中長期事業計画に基づくFBRサイクルの実用化戦略調査研究では、平成12年度までの検討フェーズ(フェーズI)において、軽水炉システムと比肩する経済的競争力を有する可能性があると考えられる複数のFBRサイクルの候補概念を具体化し、実用化に向けた開発シナリオを策定する計画である。フェーズIは平成11年7月から本格着手した。原子炉システムについては、各種冷却材を使用する概念の具体化を図り、経済性向上のポテンシャルを評価するとともに、開発課題の摘出・整理を行う。ガスを冷却材として使用する原子炉システムの概念は、A)ピン型燃料炭酸ガス炉、B)ピン型燃料ヘリウムガス炉、C)被覆粒子燃料ヘリウムガス炉の3タイプが候補として考えられている。本年度はA)およびC)に対して以下の項目の検討を実施した。(1)基本仕様の設定(2)炉心・燃料の概念検討(MOX燃料)(3)主要なプラントシステムの概念検討(4)事故時の安全性評価(5)再臨界回避方策概念の検討(6)被覆粒子燃料の再処理技術検討の結果、A)ピン型燃料炭酸ガス炉については、再臨界回避方策概念と炉心性能とのバランスの検討、溶融燃料の長期安定冷却を可能とする設備の成立性確認、大容量ガス循環機の開発等が、またC)被覆粒子燃料ヘリウムガス炉については、被覆粒子燃料開発、燃料集合体開発、ガスタービンの開発等が概念の成立を左右する重要な課題であることが明らかとなった。
丸山 創; 藤本 望; 数土 幸夫; 木曽 芳広*; 早川 均*
Nucl. Eng. Des., 150, p.69 - 80, 1994/00
被引用回数：5 パーセンタイル：47.66(Nuclear Science & Technology)HTTRの安全評価では、DBAの1つとして流路閉塞事故を想定している。事故時の伝熱流動特性を評価するための解析コードFLOWNET/TRUMPを開発するとともに、HENDELによる流路閉塞模擬試験結果を用いて検証解析を実施し、その妥当性を確認した。事故時の燃料最高温度は1653
Cまでの上昇にとどまり、事象が安全に推移することを明らかにした。
丸山 創; 数土 幸夫; 斎藤 伸三; 木曽 芳広*; 早川 均*
Proc. of the 4th Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics, Vol. 1, p.227 - 232, 1989/12
本報は、高温工学試験研究炉(HTTR)の設計において、炉心の伝熱流動、特に燃料体応力解析用熱的境界条件の決定、流路閉塞事故時の温度解析等に使用する熱流動解析コードFLOWNET/TRUMPの検証結果について発表するものである。検証は、HENDEL T
による試験結果を用いて行い、FLOWNET/TRUMPの妥当性が確認された。
丸山 創; 藤本 望; 木曽 芳広*; 村上 知行*; 数土 幸夫
JAERI-M 88-173, 76 Pages, 1988/09
本報は、高温工学試験研究炉(HTTR)の設計において、炉心の伝熱流動、特に燃料ブロック内の冷却材流路間の流量配分、燃料ブロック応力解析用熱的境界条件の決定並びに燃料ブロック内の冷却材流路閉塞事故時の温度評価に使用する熱流動・熱伝導連成コードFLOWNET/TRUMPの検証結果について報告するものである。
丸山 創; 藤本 望; 木曽 芳広*; 村上 知行*; 多喜川 昇*; 早川 均*; 数土 幸夫
JAERI-M 88-154, 147 Pages, 1988/08
本報は、高温工学試験研究炉(HTTR)の炉心熱流力設計の基礎となる炉心内冷却材流量配分計画と評価の結果を、解析用データとともにまとめたものである。HTTRの炉心は、黒鉛ブロックを積重ねた積層構造となっており燃料体ブロック及び制御棒案内ブロック内の計画された流路以外に冷却材の流れる流路が構成される、そのため、炉心の有効な冷却の確保のために、このような計画外の流量で極力低減し、冷却材出口温度950C達成のため適切な流量配分を定めている。
丸山 創; 村上 知行*; 木曽 芳広*; 数土 幸夫
JAERI-M 88-138, 39 Pages, 1988/07
本報は、高温工学試験研究炉(HTTR)の炉内流動解析コードFLOWNETの検証解析結果についてまとめたものである。本検証解析では、炉心有効流量に影響を及ぼすクロス流れ及び漏れ流れについて、実機と同規模の炉外流動試験結果との比較を行った。検証解析結果と試験結果は良く一致し、解析コード、モデル及び使用したデータの妥当性が確認された。
