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佐藤 博之; 寺田 敦彦; 林田 均; 上地 優; 小林 順; 山岸 功; 森田 圭介; 加藤 千明
JAEA-Research 2013-042, 25 Pages, 2014/03
JAEA-Research-2013-042.pdf:5.13MB
福島原子力発電所事故の滞留水処理で使用済みとなったゼオライト吸着塔(KURION吸着塔)は、塩分腐食を防ぐために、内部を淡水で洗浄し長期保管されている。しかし、残留する塩分量によっては腐食への影響も懸念されることから、腐食評価のために海水系小規模試験を通して、その洗浄効果の検証を進めている。洗浄状態は対象となる装置に依存することが考えられることから、KURION吸着塔を用いた洗浄試験を実施している。試験は、KURION吸着塔内を1,650ppmNaCl水(1,000ppmCl相当)で満水にした後に容積流量4.5m
/hで純水を注入して洗浄し、吸着塔の排水から洗浄時のサンプル水を取ってCl濃度を計測した。その結果、吸着塔内のCl濃度は、吸着材充填体積の約2倍の通水量で1,000ppmから0.5ppm以下にまで低下し、KURION吸着塔において洗浄効果が高いことを確認した。
平林 勝; 大高 雅彦; 林田 均; 荒 邦章
JNC TN9400 2003-016, 35 Pages, 2003/04
JNC-TN9400-2003-016.pdf:1.45MB
液体金属Na冷却炉の一次系ききシステム、炉内構造物および冷却材バウンダリの健全性を確認するために、放射化されたNaから放出されるガンマ線を利用した監視・検査技術を提案した。計測手法は、特定方向から放出される複数の光子数に関する情報を基に、コンピュータトモグラフィによってガンマ線源の画像を再構成するものである。 この計測手法について、適用性および開発課題を検討した。以下に、得られた主要な結果を示す。 (1)代表的な一次系主配管の冷却材から放出されるガンマ線の減衰をシミュレーションし、計測手法の適用性を解析的に検討した結果、ガンマ線源の画像が再構成できることを確認した。 (2)検出器の効率を20%とし、1mm程度の分解能を得るための計測時間を検討した。一次系主配管では、検出器一千個を用いて約4分/断面、代表的な蒸気発生器では、検出器一万個を用いて約2日/断面の計測時間である。 (3)本システムを実現するためには、試験研究による計測原理の検証および検出器システムの構築が考えられる。検出器システムの主要な構成要素としては、入射するガンマ線の方向を制限するコリメータ、ガンマ線検出器、スキャナ、信号処理装置および画像処理装置が上げられる。コリメータは、分解能を決定する重要な要素であるため、試験研究と解析的評価を組み合わせて最適な設計を行う必要がある。
大高 雅彦; 林田 均
サイクル機構技報, (18), p.23 - 28, 2003/03
高速炉プラントの冷却材であるナトリウムの微少な漏洩を早期に,かつ確実に検出すること,すなわち、ナトリウム微少漏洩検出器の性能を向上させることは,プラントの安全性向上に有効である。レ-ザ-誘起ブレ-クダウン分光法(LIBS)をナトリウム微少漏洩検出器に応用できれば、すでに実用化されているナトリウム微少漏洩検出器と同等の高い検出感度が得られるだけでなく、ナトリウムエアロゾルに対する選択的検出性能を向上できる可能性がある。ナトリウム微少漏洩検出器としての適用可能性について評価するために,LIBSを用いた計測系を検討し,ナトリウムエアロゾルの基礎的な検出特性を評価した結果,適用可能性があることを示した。
木曽原 直之; 内田 昌人; 此村 守; 笠井 重夫; 惣万 芳人; 島川 佳郎; 堀 徹; 近澤 佳隆; 宮原 信哉; 浜田 広次; et al.
JNC TN9400 2003-002, 109 Pages, 2002/12
JNC-TN9400-2003-002.pdf:8.12MB
FBRの冷却材であるナトリウムは、伝熱性能や材料との共存性などの観点で様々な利点を有しているが、化学的に活性で水や空気と反応しやすいことや、光学的に不透明であることからNa機器の検査が困難であるなどNa固有の課題がある。この様なNaの欠点は実用化プラントにおいても、安全性や稼働率などの経済性に影響を及ぼす可能性があるため、これらの課題が顕在化しないように対策を講じておかなければならない。したがって、蒸気発生器(SG)伝熱管破損によるNa/水反応、Na機器の検査・補修(ISI&R)及び配管・機器からのNa漏えいの3つに着目し、実用化炉の観点で検討を行うワーキング・グループを発足させた。 SG水リークについては、経済性(財産保護や稼働率)の観点で破損伝播に対する取り組み方針の考え方を整理した。この結果SGが大型化していることから水リーク事故から破損領域を極限化し、SG伝熱管を保護するための方策を採用した。予備的な解析の結果、リーク検出系などの水リーク対策設備を高度化することで大型SGにおいても破損伝播を抑制できる見通しが得られた。今後は、詳細な破損伝播解析による評価や水リーク対策設備高度化方策の技術的実現性の検討を行う予定である。 ISI&Rについては、実用化炉の検査・補修の考え方について先行炉のそれと比較し、整理を行った。また、Naドレンなしでの検査・補修の可能性についても検討し、開発要素が多いことが明らかになった。今後は実用化炉としての特徴を踏まえて検査・補修の考え方を検討し、その上で必要となる技術の達成方策を明らかにする。Na漏えいについては、1次系及び2次系機器からのNa漏えい事故に対する取り組み方針について考え方をまとめた。そして、稼働率低下防止の観点からNa漏えい後の早期補修の具体的方法について2次系Na主配管を対象とし、2重構造の特殊性を踏まえた検討を行い、課題を摘出した。今後は先行炉の配管補修も参考とし、漏えい箇所に応じたより詳細な補修方法を検討する必要がある。さらにACS伝熱管やポンプなどの機器からの漏えい、および1次系Na漏えい事故の対応など引き続いて検討をしていく。
林田 均; 大平 博昭; 荒 邦章; 堀 徹; 此村 守
JNC TN9410 2002-005, 74 Pages, 2002/05
JNC-TN9410-2002-005.pdf:4.95MB
2重管簡素化用に用いる12Cr鋼製3重伝熱管では、薄肉管内外にリブ等を設ける構造となっている。このリブ加工が困難と想定されたため、本試作では、まず比較的加工性の良い SUS316鋼製3重伝熱管の製作性を評価し、 12Cr鋼製3重伝熱管の見通しを得ることとした。本試作及び評価を通して、以下の結果が得られた。1)12Cr鋼での薄肉管の製作性について、管素材メーカの製作実績を調査した結果、設計で想定している 3重伝熱管相当の薄肉管は製作可能と判断された。2)リブ付隔壁管の製作特性については、螺旋型、直線型は引き抜き加工により、隔壁管の内外面に設けることができることが分った。また、節型については溶接により外面に設置可能であることを確認した。3)設計で想定している隔壁管の板厚1mmに対するリブ高さ0.4mmは、加工の面からほぼ限界値であり、リブ加工による管強度、寸法精度に対する影響はないことがわかった。4)内管、隔壁管、外管の組み合わせ性(挿入荷重)について、供試体製作結果から、実機伝熱管長での組み合わせ性(挿入荷重等)を評価し、過大な値とならないことがわかった。 また、3重伝熱管の振動試験に用いる供試体について、 実機設計仕様を基準とし3重伝熱管の製作公差や振動解析結果を検討した上で、 製作パラメータを設定し、 4種類(螺旋リブ、直線リブ、節型リブ、直線リブ(ギャップ小))を製作した。さらに3重伝熱管が設計想定通りの挙動を示すか確認するために、振動試験計画を作成した。
平林 勝; 林田 均; 荒 邦章
JNC TN9400 2002-016, 72 Pages, 2002/05
JNC-TN9400-2002-016.pdf:1.54MB
液体金属ナトリウムの流動現象を定量的に把握するために、ドップラー効果を利用した超音波速度分布計測手法を開発している。ドップラーシフト周波数は、流体とともに流れる散乱源の速度に比例しているため、ドップラーシフト周波数から流体の速度分布を評価することが可能となる。そこで、散乱信号からドップラーシフト周波数を導き出すために、相互相関処理を利用した方法を提案し、その処理方法の妥当性を模擬散乱信号および試験によって得られた散乱信号によって検証した。本検討によって得られた知見を以下に示す。1)模擬散乱信号を用いてドップラーシフト周波数の評価を行った結果、提案した方法による計測誤差は1%程度である。2)模擬散乱信号を用いた評価結果によると、提案した方法はノイズ信号の影響の低減に有効である。3)円筒容器内を流れる水の速度分布を試験により評価した。その結果、提案した方法で求めた速度分布は、1/7乗法則で求めた乱流の速度分布と良い一致を示している。
山本 和弘; 宮越 博幸; 林田 均; 上出 英樹; 石田 公一*; 前田 幸基*
JNC TN9410 2001-010, 56 Pages, 2001/03
JNC-TN9410-2001-010.pdf:1.44MB
高速実験炉「常陽」ではMK-III照射用炉心移行後の総合機能試験において、炉心内の流量配分が適切に行われていることを確認するための流量分布測定が計画されている。実機での流量測定に先立ち測定に使用する永久磁石式電磁流量計を炉心・機器熱流動試験施設を用いて炉外校正した。校正は容積法にて実施し、条件は「常陽」での使用条件を包含するよう温度および流量範囲をそれぞれ200
275および0約640リットル/minとした。試験の結果は、以下に示す通りである。(1)「常陽」での使用条件を包含する温度および流量範囲において適用可能な、流量と流量計出力の関係式を得た。流量計出力の直線性は良好で、非直線性はフルスケール(最大流量条件)の
0.4%以内であった。(2)実機使用温度(250)での流量計出力感度
は29.48(
V/[リットル/min )であり、定格流量(約570リットル/min)での精度は約1.5%となった。(3)流量計出力感度の温度依存性は次式で近似することができる。=21.39+1.16
10のマイナス1乗
-5.0210のマイナス4乗の2乗+6.7110のマイナス7乗の3乗(;温度[ )(4)ナトリウム充填後、ナトリウム温度および流量を一定に保持した状態での流量計出力感度の時間変化から、流量計の流路管内面は比較的短時間で安定した状態となることがわかった。(5)ナトリウムプラギング温度が異なる条件で流量計出力感度を比較した結果、ナトリウム純度が流量計出力感度に与える有意な影響は認められなかった。以上の結果は、「常陽」MK-III照射用炉心内流量分布測定およびその結果の評価に反映される。
林田 均; 荒 邦章
JNC TN9400 2001-045, 54 Pages, 2000/12
JNC-TN9400-2001-045.pdf:2.74MB
レーザ誘起ブレークダウン分光法によるレーザNa漏洩検出システム(Laser Sodium LeakDetector:以降LLDと略す。)は、レーザ光によりナトリウムエアロゾルをプラズマ化し、それにより発生する蛍光中からナトリウム特有の光スペクトルを検出するもので、ナトリウムを選択的に検出するために、ナトリウム微少漏洩を早期に信頼性高く検出できる可能性がある。本報告は、昨年度のLLD検出感度評価試験に引き続いて実施した検出感度評価試験(II)の結果についてまとめた。その結果、以下のような知見を得た。1)LLD信号は、炭酸ガス濃度の影響を受けないことが確認された。2)本試験において、雰囲気温度(サンプリングガス)温度の上昇に伴い、ナトリウム検出感度が低下する傾向が見られた。但し、雰囲気温度上昇によりブレークダウンが起こりにくくなっており、本LLD固有の特性とも考えられるので、今後更に試験評価が必要である。3)ナトリウム燃焼に伴い発生したエアロゾルに対しても、昨年度試験に用いたナトリウム蒸気を基に生成したエアロゾルと同様に、LLDは即応性を示した。本試験及び昨年度試験により、LLDの基本的な微少ナトリウムエアロゾル検出特性を明らかにできた。
中山 王克; 林田 均
JNC TN9400 2000-087, 74 Pages, 2000/07
JNC-TN9400-2000-087.pdf:3.25MB
液体金属ナトリウムの熱流動現象を定量的に把握するため、液体金属ナトリウム中の流速分布を超音波により計測する技術の開発を進めている。これまで、ナトリウム中試験を行って、その適用性を票Kするとともに課題を整理した。これを受けて、センサ特性や計測アルゴリズムの最適化を図ることを目的とした水中及びナトリウム中試験を計画しており、これらの試験に供試する高温用超音波トランスデューサを試作した。本報告は、試作した高温用超音波トランスデューサの単体特性の計測結果をまとめたものであり、試験により得られた主な知見は以下の通りである。(1)散乱超音波による流速分布計測手法において特性支配因子となる音圧分布特性を把握した。また、超音波トランスデューサによって生成される液中の音圧分布の予測式や近距離音場限界距離を計測データから導出した。(2)超音波トランスデューサの周波数帯域が、散乱波の周波数シフト計測を行うのに十分であることを確認した。また、距離方向計測範囲や散乱波の周波数シフト計測を行うのに必要な送受信回路の距離方向信号増幅仕様を導入した。(3)散乱波の周波数シフト計測システムの計測システムの計測精度評価を行う上で必要な超音波トランスデューサ単体に起因する空間分解能を推定した。
木村 暢之; 田中 正暁; 林田 均; 小林 順; 上出 英樹; アキラ トーマス トクヒロ; 菱田 公一
JNC TN9400 2000-057, 60 Pages, 2000/05
JNC-TN9400-2000-057.pdf:2.11MB
高速炉の実用化を目指した研究において、著しい進歩を遂げた数値解析手法を用いた熱流動現象の解明や設計が可能となってきている。熱流動に関する実験研究ではモックアップ試験装置による実証試験から要素を取り出した小規模試験による現象解明、解析手法の検証に重点が移りつつある。このような要求を満たす上で、実験データの質の向上が不可欠である。とくに流速場の測定においては速度の空間分布が時間経過とともに変化する過程を明らかにすることにより、これまで得られなかった情報を抽出し、現象の解明や解析手法の検証に大きく貢献できると考えられる。本報告では、流速の瞬時の空間分布が得られる手法として超音波を用いた流速分布測定法(UDV)と粒子画像流速測定法(PIV)の2つを取り上げた。これらを水流動試験に適用し、計測手法としての適用性を評価した。UDVでは配管体系、平板状噴流体系、さらに高速炉の熱流動現象の要素を取り出した燃料集合体間の隙間流れ(炉心槽内の流れ)に関する水試験に適用した。既存のレーザー流速計やPIVとの比較を行った結果、妥当な測定結果を与えることを確認するとともに、その課題をナトリウム体系への適用を含めて明らかにした。PIVでは炉心槽内の流れに適用し、その課題を明らかにした。炉心槽のような複雑形状流路へ適用する上では、トレーサー粒子以外の画像ノイズを除去する手法を開発することで測定精度の向上を図ることができた。
林田 均; アキラ トーマス トクヒロ; 上田 雅司; 荒 邦章
Proceedings of 8th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-8) (CD-ROM), 0 Pages, 2000/00
ナトリウム中の音速が温度により変化することを利用して、配管外からナトリウム温度を計測する超音波温度計の開発を実施している。超音波温度計のナトリウム温度計測適用性を検討するために、実際にナトリウムを用いて超音波温度計の各種特性を試験した。その結果、以下のような知見を得た。超音波温度計は、ナトリウムの流速、カバ-ガスの圧力、ナトリウム中の不純物濃度などの影響を、ほとんど受けない。また、直付方式超音波温度計で約2.5、ガイド棒方式超音波温度計で約4の試験誤差を有する本試験において、基準温度計と比較して超音波温度計の算出温度は、直付方式で約1、ガイド棒方式で約2程度となった。したがって、本手法の超音波温度計は、主配管内のナトリウム温度を計測する温度計として適用可能なことがわかった。
林田 均; 上田 雅司; 林田 均; 小柿 信寿
サイクル機構技報, (5), p.59 - 67, 1999/12
配管外からナトリウム温度を計測する技術を開発するために、超音波を用いた温度計試験体についてナトリウム試験を実施し、ナトリウム流速やカバーガス圧力等の影響と温度計測精度を評価した。その結果、超音波温度計は、ナトリウム流速等の影響をあまり受けず、計測精度を良好であり、配管内ナトリウム温度計測への適用可能性が明らかになった。
林田 均; 荒 邦章
JNC TN9400 2000-020, 54 Pages, 1999/11
JNC-TN9400-2000-020.pdf:2.36MB
レーザ誘起ブレークダウン分光法によるレーザNa漏洩検出システム(Laser Sodium Leak Detector:以降LDDと略す。)は,レーザ光によりナトリウムエアロゾルをプラズマ化し,それにより発生する蛍光中からナトリウム特有の光スペクトルを検出するもので,ナトリウムを選択的に検出するために,ナトリウム微少漏洩を早期に信頼性高く検出できる可能性がある。本報告では,LLDのナトリウム微少漏洩検出への適用性を検討するために,LLDの原理的な動作確認と基本的な性能把握を目的に,ナトリウムエアロゾルを用いて各種条件で検出特性を試験した結果についてまとめた。その結果,以下のような知見を得た。1)LLDにより,原理通りにナトリウム特有の光スペクトルを検出できることが確認できた。2)ナトリウム濃度とLLD蛍光強度の関係は,Na濃度10のマイナス11乗10のマイナス8乗g/cmの3乗の広い範囲で,ほぼ比例する。3)本試験範囲でLLD信号は,サンプリングガス流量,酸素濃度,水分濃度などの影響をほとんど受けない。LLDはナトリウム濃度にのみ大きな反応を示すので,極微少な漏洩においても高SN比の信号が得られ,信頼性の高い検出が可能である。これらから,LLDは,ナトリウム微少漏洩を,早期に信頼性高く検出する手法として適用できる可能性が明らかになった。
林田 均; 小柿 信寿; 上田 雅司; 磯崎 正; 荒 邦章
JNC TN9400 99-014, 51 Pages, 1999/01
ナトリウム中の音速が温度により変化することを利用して、配管外からナトリウム温度を計測する超音波温度計の開発を実施している。超音波温度計は、ナトリウム中の伝搬時間を計測し、伝搬時間と伝搬距離から音速を求めることで、ナトリウム温度を算出する。この超音波温度計の開発の一環として、超音波温度計のナトリウム温度計測適用性を検討するために、実際にナトリウム試験装置により試験を実施した。本報告は、音響ガイド棒と低温用の超音波トランスデューサ(設計使用温度80)を用いた超音波温度計試験体のナトリウム試験結果をまとめた。その結果、以下のような知見を得た。1)本試験範囲では、超音波温度計は、Naの流速、カバーガスの圧力、Na中の不純物濃度などの影響を受けない。また、約4の試験誤差を有する本試験において、超音波による温度計測値は基準温度計との差(計測値のばらつき)で約2強程度と小さい値になった。2)配管に垂直な音響ガイド棒を用いた超音波温度計の低温(200)での試験のみによる校正の結果(一点校正)は、全試験温度校正を実施した場合に対して2程度の違いに収まる。3)超音波伝搬時間の計測は、複数回の超音波送受信による計測の平均値を用いることで安定した値が得られる。4)約2ヶ月のNa試験期間では、超音波温度計の計測特性に変化は生じない。したがって、本手法の超音波温度計は、配管内のNa温度を計測する温度計として適用可能性が高いと考えられる。
林田 均; 小柿 信寿; 上田 雅司; 磯崎 正; 荒 邦章
JNC TN9400 98-001, 54 Pages, 1998/10
ナトリウム中の音速が温度により変化することを利用して、配管外からナトリウム温度を計測する超音波温度計の開発を実施している。超音波温度計は、ナトリウム中の伝搬時間を計測し、伝搬時間と伝搬距離から音速を求めることで、ナトリウム温度を算出する。超音波温度計の開発の一環として、超音波温度計のナトリウム温度計測適用性を検討するために、実際にナトリウム試験装置により試験を実施した。その結果、以下のような知見を得た。1)本試験範囲では、超音波温度計は、Naの流速、カバーガスの圧力、Na中の不純物濃度などの影響を受けない。また、2.5
Cの試験誤差を有する本試験において、超音波による温度計測値のばらつきは約1C強程度と小さい値になった。2)超音波温度計は、低温(200C)のみの校正と既知の熱膨張係数を用いることで、全試験温度範囲の校正を実施した場合に対して1C程度の違いに収まる。3)超音波伝搬時間の計測は、複数回の超音波送受信による計測の平均値を用いることで、十分安定した値が得られる。4)超音波トランスデューサと配管との音響結合材としては、水ガラスよりも銅板の方が適している。音響結合材に銅板を用いる場合に、配管への押付力は試験で用いた2.0kg/mm
よりも小さな値で十分である。5)超音波トランスデューサの配管への取り付けは、配管に溶接を必要としないクランプ方式で十分安定して使用できる。6)約2ヶ月のNa試験期間では、超音波温度計の計測特性に変化は生じない。したがって、本手法の超音波温度計は、配管内のNa温度を計測する温度計として適用可能性が高いと考えられる。
平林 勝; 小林 順; アキラ トーマス トクヒロ; 大木 義久; 林田 均; 荒 邦章
PNC TN9430 98-002, 29 Pages, 1998/01
原子炉工学室では、超音波流速分布測定装置をナトリウムに適用する研究を実施している。現時点では、高温用の超音波トランスデューサを開発し、ナトリウム中の流速分布測定に適用可能なことを確認しているが、今後、解析コードの検証用としても充分な精度をもったデータを取得するためには超音波の散乱現象に対する基礎的な試験も含めた研究が必要であり、最適な信号処理技術の開発が必要である。本報では、原子炉工学室で実施した超音波流速分布測定装置によるナトリウムの流速分布測定結果に対する考察を行うとともに、超音波を用いた計測の基礎理論の現状技術および課題という視点からまとめ、それを踏まえて超音波による流速分布測定手法の高度研究実施する。
林田 均; 平林 勝
PNC TN9410 97-053, 29 Pages, 1997/05
FBRプラントは1次冷却材中にカバーガスが巻き込まれない様にする必要があり、実証炉以降では原子炉がコンパクト化されるために、その対策が特に重要になる。そのため、設計段階でナトリウム試験により炉容器内等の自由液面の挙動を把握する必要がある。また、実プラントにおいて冷却材中に気泡が混入していないことを確認するために、原子炉容器入口配管にて気泡を計測する技術も安全性向上のために求められる。そこで超音波を用いてナトリウム液面の挙動を画像化する液面可視化システムと、ナトリウム配管中の気泡を画像化して検出する気泡検出器について、基礎的な画像化特性に関する知見を得るために音響伝播シミュレーションと水中基礎試験を行った。先ず、最初に超音波を用いて対象を画像化した場合の基本的な特性を調べるために、液面の巻き込み渦モデルについて音響伝播シミュレーションを行った。次に、複数の超音波トランスデューサを同時に送受信し、相互相関法で各トランスデューサと対象物間の伝播時間を求め開口合成法により画像化する計測システムを試作(試作システムは、信号処理能力の制限から、ある一定時間の連続データを取得した後に、オフラインで相互相関及び開口合成処理を行うものとした。)し、ポリスチレンフィルムの棒による押下による模擬液面の変動や水中を浮上する気泡の画像化について水中基礎試験を行った。その結果、音響シミュレーションでは液面の巻き込み渦モデルを画像化できることが確認でき、水中基礎試験では模擬液面や浮上する気泡の移動に対応した画像を得ることができた。ただし、課題として巻き込み渦の傾斜部の画像がうまく得られない点があり、現状の様に巻き込み渦の下方にのみ超音波トランスデューサを配置する方式に対し、巻き込み渦を取り囲むように側面方向にも受信(あるいは送信)用トランスデューサを配置する方式について検討する必要があると考えている。また、気泡検出については、得られる気泡の画像の大きさ及び形状と、実際の対応について今後定量的な評価が必要となる。
林田 均
PNC TN9420 97-004, 19 Pages, 1997/04
FBRプラントのナトリウム微少漏洩検出系を高度化し、性能を向上させることを目的に検討を行った。先ず、将来的に性能向上が、検出系の高度化に有効だと思われる項目を検討し、S/N(雑音対信号比)、応答性、ナトリウム選択検出性に着目することにした。次に、これを実現可能と考えられる新たな検出手法について検討し、将来の研究の進展が期待できるレーザ応用計測技術の中からレーザーブレークダウン分光法を選定し、そのシステム適用概念を示した。最後に、今後のR&Dの課題を摘出し、研究開発の方向を提案した。
上出 英樹; 林 謙二; 軍司 稔; 林田 均; 西村 元彦; 飯塚 透; 木村 暢之; 田中 正暁; 仲井 悟; 望月 弘保; et al.
PNC TN9410 96-279, 51 Pages, 1996/08
動力炉・核燃料開発事業団では「原子炉冷却系総合試験」として,高速炉の実用化を目指し,実証炉段階で採用される原子炉冷却系に係る新概念技術の確立を目的とし,原子炉容器から蒸気発生器までの1次,2次冷却系,水蒸気系,崩壊熱除去系を総合的に模擬した大型ナトリウム試験を計画している。実証炉の特徴であるトップエントリー配管システム,炉内冷却器を用い自然循環を積極的に活用した崩壊熱除去系,低温流体循環方式の炉容器壁保護系,一体貫流型蒸気発生器,再循環系を用いた崩壊熱除去運転などを含め配管短縮化,機器のコンパクト化,高信頼性崩壊熱除去システムなどについて熱流動上の課題,構造上の課題を設定し,それらを解決できる試験装置として特に原子炉容器ならびに1次冷却系の試験モデルの検討を行った。特に(1)実証炉の熱流動と構造上の課題に対する解決方策としての充足,(2)熱流動上の課題と構造上の課題のバランス,(3)総合試験として系統全体での複合現象,構成機器間の熱流動的および構造的相互作用の模擬を重視して,試験モデル候補概念の創出,予測解析を含む定量的な比較評価,モデルの選定を行った。さらに,選定モデル候補概念を元に,「原子炉冷却系総合試験」全体の試験装置概念を構築した。
