Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
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。
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。
小山 和也*; 森井 正*; 清野 俊*; 館野 徹*; 黒木 修二*; 坂田 薫*; 金城 秀人*
PNC TJ9214 88-003, 394 Pages, 1988/06
高速実験炉「常陽」による高速炉用燃料の高線出力試験、高燃焼度試験を実施するに当たり、実験の許認可を得るための検討を実施した。本研究では、高線出力試験、高燃焼度試験の各集合体の設計を実施し、試験時に予想される事象、すなわち試料の溶融(高線出力試験)、試験用要素の被覆管の開孔(高燃焼度試験)に対する安全評価を行った。さらに、許認可を得るために、事故時の試験用集合体の安全評価を実施した。高線出力試験においては、試験用要素の熱膨張を考慮して集合体設計を行い、仮想的に試験用要素が破損した場合を想定し、放出試料による流路閉塞の防止、放出試料の集合体内保持のための構造検討を実施した。通常試験時の試料溶融に対して、スランピング反応度及びペレット-被覆管機械的相互作用の検討を行い問題の無いこと(すなわち、被覆管歪み量が最大で約2.6%で、材料の破断歪の実験値下限7%以下を下回っている)を確認した。高線出力試験は、その試験期間が短いことを考慮して発生頻度の大きい「異常な過渡変化」を重ね合わせて、事故解析を実施し、試験用要素の健全性を確認した。さらに、万が一の試験用要素の破損を仮想的に想定して、事故事象シーケンスを解析評価し、この場合でも、環境への放出放射能量は十分小さいことを確認した。高燃焼度試験においては、通常試験時の試験用要素開孔に伴う、冷却材流路へのFPガスの急激な放出を避ける構造工夫、及び冷却材流路へ放出されたFPガスにより隣接予備試験用要素が、破損しないような構造工夫について、その構造案を提示した。同時に、試験用要素開孔の解析評価を行い、FPガスによる予備試験要素のブランケッティングが生じても、隣接予備試験用要素の健全性は損なわれない事を確認した。さらに、この場合、環境への放出放射能量は平常時のそれに比べて十分小さいこと、又、Cs**137による従事者への被爆線量率は、試験用要素1本のCs全量を考慮して、配管表面で約1,6mrem/hrで、定検時の作業量を考慮しても影響は極わずかであることを確認した。高燃焼度試験は、試験期間が比較的長いため、「異常な過渡変化」及び「事故」を重ね合わせるが、今年度は代表的なケースについて事故解析を実施し、FPガスによる予備試験用要素のブランケッティングが生じても、隣接予備試験用
小山 和也*; 館野 徹*; 坂田 薫*; 黒木 修二*; 森井 正*
PNC TJ9214 88-002, 423 Pages, 1988/06
高速増殖原型炉「もんじゅ」の安全審査のために、原子力安全委員会により制定された「高速増殖炉の安全性の考え方について」が、燃料性能実証試験に係る設置変更許可申請書の際に「常陽」に準用されるものとした場合の検討を実施した。設置変更許可申請書添付書類八に記載されるべき、「高速増殖炉の安全性の考え方について」に基づく安全設計方針(案)を作成した。さらに、「高速増殖炉の安全性の評価の考え方について」に基づいて事故分類を見直した結果、新たに解析が必要と判断された以下の3つの事象について事故解析を実施し、公衆への被爆線量は従来の評価に比べて小さく、許認可上問題ないことを確認した。・燃料取扱事故・オーバーフロー系からのナトリウム漏洩事故・コールドトラップからのナトリウム漏洩事故 さらに、「常陽」の設置変更許可申請書に記載されている再臨界事故を5項事象に位置付けるための検討を実施し、燃料性能実証試験に係る設置変更許可申請書のための添付資料十(案)を作成した。
新藤 隆一; 渡部 隆*; 石黒 興和*; 黒木 修二*
JAERI-M 7350, 64 Pages, 1977/10
第1次慨念設計に先行して実施された炉心参考設計Mark-IIIIにおいて、Mark-IIでの反応度制御素子設計を見直おすとともに、その改善が計られた。その結果、次のことが明らかになった。 (1)炉構造設計上の制約で制御棒本数の増加が望めないことから、棒外径は許容しうる最大の値にせざるをえない。(2)制御棒は双子型配置であり相互干渉性が著しく、補償反応量評価精度が重要になる。(3)炉心特性上で十分な性能を確保しようとすると、制御棒の設計余裕が減る。(4)可燃性毒物による反応度補償量を増すと燃焼にともなう反応度回復量が増大し、この反応度回復量を低減しようとすれば反応度の温度効果が増す。(5)従って、この相殺効果により可燃性毒物を用いることによって制御棒で補償すべき反応度を低減化することには限界がある。(6)後備停止系については補償反応度として燃焼分を分担しないとの考えに立てば、制御棒に較べて比較的余裕のある設計が可能である。
荒井 長利; 幾島 毅; 佐藤 貞夫; 鈴木 勝男; 谷 雄太郎*; 黒木 修二*
JAERI-M 6945, 101 Pages, 1977/03
多目的高温ガス実験炉第1次概念設計における参考炉心としてMark-III炉心が設計された。本書はこの炉心における燃料の健全性に係わる主要な特性と核分裂性生物の放出特性の解析結果をまとめたものである。解析した特性は、被覆粒子のアメーバ効果・被覆層応力燃料棒および黒鉛ブロックの応力、燃料棒からの金属FPの放出などである。これらの解析によって、Mark-III炉心における燃料の安全性は基本的に確保され得るものと評価された。今後はこれらの設計特性を燃料の試験研究によって確証していく事が必要であろう。
青地 哲男; 下川 純一; 安川 茂; 宮本 喜晟; 新藤 隆一; 幾島 毅; 荒井 長利; 江崎 正弘; 平野 光将; 佐藤 貞夫; et al.
JAERI-M 6895, 170 Pages, 1976/12
多目的高温ガス実験炉の炉心参考設計Mark-IIIについて、炉心緒元選定の経緯とこの炉心が持つ基本特性に焦点を合わせて纏めたものである。この炉心参考設計Mk-IIIは、実験炉第1次概念設計における炉心・炉体構造の基本設計を成すものである。この設計作業の範囲は、設計指針・基準の見直し、設計データの検討、反応度制御素子や炉心構成のサ-ベイ、燃料装荷方法や制御棒引き抜き形状のサ-ベイ、炉心特性解析や燃料特性評価に及んでいる。Mk-III炉心は、低濃縮二酸化ウランを燃料とする中空型燃料ピンを六角断面の黒鉛ブロックに挿入した燃料体を用い、炉心部の等価直径が2.7m,高さが4mである。制御棒は、炉38本(19対)あって炉容器上部から駆動され、また、冷却材は、炉心上部のオリフィス装置によって調節される。炉心の平均出力密度は2.2W/cm
、燃料の平均燃焼度は約22GWd/T、燃焼温度は1350
C以下に収まっている。
幾島 毅; 平野 光将; 鈴木 邦彦; 倉重 哲男*; 黒木 修二*; 西条 泰博*; 田村 宣弘*
JAERI-M 6714, 39 Pages, 1976/09
実験炉基本概念設計のMARK-IとMARK-II炉心の最低Re数は約2600で、満足な熱特性ではなかった。このため、多くの炉心と燃料形態の検討をし、次の結果を得た。(1)中空形燃料では、制御棒価値を高くしてもよいならば、Re数を5000まで増加できる。(2)円環形燃料では、外側冷却材流路が層流になってもよいならば、Re数を5000まで増加できる。(3)セミピン形燃料では、燃料ブロックが高温になってもよいならば、Re数を10000まで増加できる。このように、高いRe数を得るには何らかの犠牲が生じる。よって、第1次概念設計のMARK-III設計では、基本概念設計に引き続いて、低い制御棒価値で、冷却材流路で層流が生じない、しかも低いブロック温度となるような調和のとれた設計が保持された。しかし、炉心内の燃料棒数をMARK-IIよりも少なくすることで、最低レイノルズ数を3580まで増加させることできた。
