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稲垣 光之*; 石川 和夫*; 今井 哲比古*; 鯉江 康正*; 太田 雅彦*
PNC TJ2297 87-001VOL2, 137 Pages, 1987/03
PNC-TJ2297-87-001VOL2.pdf:3.7MB
本計算コードは、原子力発電の単一炉系ならびに複合炉系における物量収支および経済計算を行い、各種原子炉の導入効果の分析を目的に開発されたものである。本計算コードの特徴として、単一炉系と複合炉系の計算が可能であり、物量計算と経済計算が同時に計算できる。複合炉系の計算では、物量に制約を与えることにより、炉系構成を自動的に求めることが可能である。また、各種計算条件が可変となっている等、多くの特徴を持つ。FCCVコードでは、さらに、いくつかの改良を加え、より複雑なシミュレーションを行えるようにした。主な改良点を次に示す。(1)従来、燃料交換と定期点検を同時期に行うと仮定していた。ただし、長期寿命炉心では、燃料交換の間隔は非常に長くなり、定期点検はその間行わないことになる。そこで、燃料交換と定期点検を分けて、現実的な設定ができるように改良した。(2)複合炉系の炉系構成を求めるときに設定する炉型投入優先順位は、年や物量に関係なく固定であった。この場合、炉系構成は極端な炉型移行が行われる。これを回避するために、天然ウラン使用量とプルトニウム・バランスにより、炉型投入優先順位を変更する機能を追加した。(3)従来のFCCコードでは、リード・タイムおよびラグ・タイムは、炉心に関係なく同一であった。これを炉心ごとに設定できるように改良した。その他、細かい改良を加えた。さらに、241-Pu崩壊によるPu同位体組成変化と241-Am蓄積を考慮したプルトニウム量、および236-U蓄積を考慮した天然ウラン量の計算を行うために、PUSUBコードを開発した。このPUSUBコードは、FCCVコードで求めた複合炉系の炉系構成と同位体別炉心特性により、プルトニウム量と天然ウラン量のみ計算するものであり、FCCVコードのサブコードに位置する。
稲垣 光之*; 石川 和夫*; 今井 哲比古*; 鯉江 康正*; 太田 雅彦*
PNC TJ2297 87-001VOL1, 244 Pages, 1987/03
PNC-TJ2297-87-001VOL1.pdf:6.79MB
本分析は、計算で用いる炉心特性データや各種燃料単価などの諸条件を最新のものとし、原子力発電の物量収支ならびに経済性の評価を行うことを目的にしたものである。分析・評価は、「単一炉系システム分析」と「複合炉系システム分析」の2つに分けて行った。単一炉系システム分析では、どのような高速増殖炉が経済的に優位であるかを分析するために、燃焼度、燃料ピン径、炉心高さなどを変えた様々なタイプの高速増殖炉について、シミュレーションを行った。また、高速増殖炉の不確定要素を分析するために、建設費や燃料単価などの条件をパラメトリックに変化させてシミュレーションを行い、軽水炉など他種炉型と比較した。複合炉系システム分析は、将来の炉系構成と、このときの物量収支の評価を行うものであり、天然ウラン使用量制約とプルトニウム・バランス制約の2面から炉系構成を求めた。また本分析では、天然ウラン使用量およびプルトニウム・バランス量により炉型投入優先順位を変化させることにより、より現実的な炉系構成を求めている。さらに、今回新たに開発したPUSUBコードにより、241‐Pu崩壊によるPu同位体組成変化と241‐Am蓄積を考慮したプルトニウム装荷量およびプルトニウム・バランスの試算、236‐U蓄積を考慮した天然ウラン使用量の試算を行った。以上の分析により、高速増殖炉の導入意義を総合的に評価した。
稲垣 光之*; 石川 和夫*; 太田 雅彦*
PNC TJ2297 86-001VOL2, 42 Pages, 1986/01
PNC-TJ2297-86-001VOL2.pdf:1.81MB
本計算コードは,原子力発電の単一炉系ならびに複合炉系における物量収支と経済計算を行い,超長期にわたって各種原子炉の導入効果を分析・評価することを目的として開発したものである。本計算コードの特徴は,次のとおりである。・単一炉系,複合炉系の計算が可能である。・物量収支と経済計算を共に計算できる。・各種発電原価の計算が可能である。・各種計算条件の変更が可能である。さらに,今回のFCC4コードでは,従来のFCCコードにいくつかの改良を加え,原子力発電の分析・評価により適切に行えるようにした。FCC4コードの主な改良点を次に示す。・計算炉型数を最大20炉型とし,計算対象炉型を可変とした。・複合炉型シミュレーション期間を最大140年間とした。すなわち計算開始年を1960年とすれば2100年までの計算が可能。・物量制約条件下で炉系構成の計算を可能にした(物量制約のみ,また制約なしの計算も可能)。・燃料費の計算をバッチ対応とし,炉内滞在期間の償却,炉内金利の計算に改良した。物量制約条件下における炉系構成を計算することにより,炉系構成の最適化の観点から,将来における炉系構成のあり方を検討することが可能となる。
稲垣 光之*; 石川 和夫*; 太田 雅彦*
PNC TJ2297 86-001VOL1, 109 Pages, 1986/01
PNC-TJ2297-86-001VOL1.pdf:4.75MB
本研究は,最新の炉心特性データとコストデータを用いて,高速増殖炉を中心とする原子力発電の物量収入並びに経済性の分析・評価を行ったものである。分析は,単一炉系のシステム分析と複合炉系のシステム分析の2つに分けて行い,各々高速増殖炉の経済性と高速増殖炉の導入意義について,定量的な分析を行った。単一炉系のシステム分析では,原子力発電の経済性を適確に評価するために,炉内金利の考え方を明示的に導入した。また,高速増殖炉の建設費や燃料単価等の不確実性の高いコスト要因については,パラメトリックに変化させてシミュレーションを行うことにより,種々の角度から高速増殖炉の経済性を分析した。複合炉系のシステム分析では,天然ウラン利用可能量,プルトニウム利用可能量,再処理工場の容量等の種々の制約条件下でのシミュレーションを行うことにより,超長期における炉系構成のあり方を検討し,高速増殖炉の導入意義を評価した。
not registered
PNC TJ299 85-08VOL2, 67 Pages, 1985/02
PNC-TJ299-85-08VOL2.pdf:1.31MB
本計算コードは,軽水炉,新型転換炉及び高速増殖炉の単一炉系における物量収支,また燃料費,資本費,運転維持費,関連費及び発電原価等の経済計算を行い,各種原子炉の分析,評価をする。また複合炉系における,超長期にわたる物量収支及び経済計算を行うことにより,炉型構成の問題点,最適化等を分析,評価する事を目的に開発されたものである。 FCC3コードは,FCC2の改良により改良型軽水炉(A-LWR),高転換軽水炉(HCLWR)2炉型の計算を追加し, a)軽水炉LWR(U),LWR(Pu),A-LWR,HCLWRb)新型転換炉ATR(U),ATR(Pu) c)高速増殖炉FBR(1),FBR(2),FBR(3)の9炉型について,単独投入及び複合投入が可能であり,シミュレーション期間は最大150年間の計算をすることができる。 計算項目は,燃料物量収支,燃料費,資本費,運転維持費,関連費であり,それぞれ明確な項目に分けて計算を行っている。計算に用いるパラメータは, a)各種燃料装荷,取出に伴うリード,ラクタイム並びにロス率等が可変。 b)建設費,燃料単価等の設定値が可変。 c)金利,価格上昇,現在価値換算が可能。 d)算定式の選択の可能。 となっており,多種の計算方法が可能である。 また発電原価は,FCC2コードの初年度発電原価,各年発電原価,耐用年間平均発電原価,システム発電原価の発電端,送電端の計算を行うが,FCC3コードでは,新たにUNIPEDE(国際発送配電業者連盟)で採用されている国際比較及び各種発電所の比較のための発電原価(現在価値換算耐用年間平均発電原価,以降ユニペデ方式発電原価と呼ぶ。)の算出も可能にした。 さらに,原子力発電の運転サイクルを12ヶ月15ヶ月など任意に設定可能とした。
稲垣*
PNC TJ299 85-08VOL1, 179 Pages, 1985/02
PNC-TJ299-85-08VOL1.pdf:4.23MB
本研究は,最新の原子炉炉心特性データを用い,分析対象炉として改良型軽水炉(A-LWR),高転換軽水炉(HCLWR)を新たに加え,炉型構成のあり方を物量収支及び経済面から総合的に評価するものである。また経済評価では,UNIPEDE(国際発送配電業者連盟)で採用されている各種発電及び国際比較のための発電原価の算出を追加した。 シミュレーション結果の評価は,各種原子炉一基の物量収支及び経済性を分析する単一炉系シミュレーションと,1971年から2050年まで長期にわたる複合炉系シミュレーションに分けて行った。単一炉系については,基本ケースの他に各種感度分析を行った。基本ケースのシミュレーションの結果によると,運開当初,高速増殖炉は軽水炉と比較して,発電原価が1
2円法kWh(Pu増殖比により変動)高い。また,炉寿命間(30年)の総合評価では,実証炉相当(Pu増殖比1.24)で約0.5円法kWh高いが,Pu増殖比1.28の高速増殖炉では,約0.2円法kWh安くなると言う結果を得た。感度分析では,高速増殖炉は工事費を1億円高くすると,約0.002円法kWhの増加となり,軽水炉で再処理を行わない場合,天然ウラン単価が1万円/kgU高くなると約0.3円法kWhの増加となる等の結果が得られた。これらの結果より,工事費等の目標値を定めることができると思われる。 複合炉系のシステム分析は,長期の将来予測と言うよりはむしろ天然ウラン消費量やプルトニウム・バランス等に関する諸問題を,炉系構成を変えることにより回避し,その炉系構成の長所,短所を明らかにすることにより,将来の炉系構成のあり方を検討・評価することを目的としている。複合炉系のシミュレーションで,軽水炉のみで再処理を行わない場合,原子力設備容量,L,Hケース(2050年で,Lケース174GWe,Hケース256GWe)共に2010年前後で全世界の天然ウラン埋蔵量の10%を我国で使用することになる。また,高速増殖炉の導入効果は著しく,天然ウラン消費量を相当減少させることができる。しかし,分析ケースによってはプルトニウム・バランスが一時的に我国で生成されるプルトニウムで賄いきれない場合や,多く生成しすぎる場合など投入条件で問題が生じるケースもみられる。 本分析では,高速増殖炉以外にもATRなど中間炉の導入や改良型軽水炉の導入など種々の条
稲垣 光之*; 今井 哲比古*; 伊藤 康浩*; 太田 雅彦*
PNC TJ299 84-03VOL2, 147 Pages, 1984/03
PNC-TJ299-84-03VOL2.pdf:4.96MB
本計算コードは、プルトニウム利用炉を含む多炉型系における、超長期にわたる物量収支、燃料コスト、資本費、運転維持費、関連費及び発電原価等をシミュレーションすることにより、炉型構成の問題点、最適化等を研究する事を目的に開発されたものである。 計算コードは、a)軽水炉LWR(U)、LWR(Pu) b)新型転換炉ATR(U)、ATR(Pu) c)高速増殖炉FBR(1)、FBR(2)、FBR(3)の炉型について、単独投入、複合投入それぞれを最大150年間に渡りシミュレーションすることが可能となっており、各種燃料装荷、取出に伴うリード及びラグタイム並びにロス率を可変にできる様に設定されている。燃料費、資本費、運転維持費、関連費では、金利、価格上昇率、現在価値換算の考慮が可能であり、入力データ、算定式等の各種パラメータの選択ができる。また発電原価では、現在価値換算の有無、各年発電原価、システム発電原価(送電端、発電端)、耐用年間平均発電原価(送電端、発電端)の算出が可能である。
稲垣 光之*
PNC TJ299 84-03VOL1, 139 Pages, 1984/03
PNC-TJ299-84-03VOL1.pdf:3.12MB
本研究は,昨年度の「原子力発電の炉型構成及び核燃料サイクルに係わるシステム分析」の延長として,原子力発電の経済性をより厳密に評価する為に,原子力発電原価分析及びシステム分析を試みたものである。分析は各単一炉系と複合炉系に分けてシミュレーション・モデルを構築し,原子力発電原価を中心にサーベイした。単一炉系については,特に高速増殖炉について原子力発電原価の寄与要因である建設費,建設期間,廃炉費,修繕費等を含めて分析を行った。原子力発電原価に与える資本費低減の効果は大きく,建設費を1割削減すると約7%,建設期間を1年短縮すると約8%,原子力発電原価を下げることができる。複合炉系については,原子力設備容量の想定の見直しを行い,FBRの投入形態を変えて長期のシミュレーションを行った。原子力発電を支える上では,増殖能力の高い高速増殖炉(FBR(Hゲイン))の早期投入が必要であり,且つPU熱中性子炉は,プルトニウム・バランス上必要な炉で,最良な多炉系構成は「LWR(U)+ATR(P-)+FBR(実証炉相当)+FBR(Hゲイン)」になる。又,天然ウランの価格上昇を見込むと,LWR(U)再処理無の単独炉と比べて複合炉系はコスト的に有利になる。2050年迄を考えると複合炉系が安くなるのは,年2%以上の天然ウランの価格上昇が必要となる。