JAEA

0

補足説明

主概念ナトリウム冷却炉のプラント概念

2006年7月

（独）日本原子力研究開発機構

1

JAEAナトリウム冷却型高速増殖炉システム

安全性を確保したプラント機器と炉心性能を有する、高い開発目標に適合したプラント概念

高い経済性競争力確保のための革新技術

•原子炉容器のコンパクト化ホットベッセル化（炉壁冷却削除）

•配管短縮高クロム鋼の採用（高強度、低熱膨張）

•ループ数削減（2ループ化）熱交換能力の拡大

• 高燃焼度化燃料被覆管材料ODS 鋼

• 主循環ポンプ組込型中間熱交換器

ナトリウム固有の課題• ナトリウム－水反応対策

高信頼性2重管蒸気発生器

• ナトリウム漏えい対策バウンダリの二重化

• 保守・補修性の向上ナトリウム中目視装置２重伝熱管探傷装置

研究開発課題プラント概念

革新技術を採用した経済性を有するシステム設計

コンパクトで高性能な炉心（酸化物燃料、金属燃料）

蒸気発生器2次系ポンプ

1次系ポンプ組込型中間熱交換器

炉心

安全性に係わる革新技術• 再臨界回避炉心の採用による炉内終息

再臨界排除メカニズムの確証

2

JAEAプラント概念；冷却系系統構成

3

JAEAプラント概念；炉心設計

4

JAEA安全性に係わる革新技術

自己作動型炉停止機構

崩壊熱除去自己作動型炉停止機構 (SASS)自然循環による受動的崩壊熱除去システム

（DHRS)

炉内試験装置(Kazakhstan)

炉外試験装置

炉心損傷事故時の再臨界回避による炉内終息溶融燃料を排出促進する改良内部ダクト

型燃料集合体

5

JAEA自然循環崩壊熱除去系統概念

6

JAEA改良内部ダクト型集合体

内部ダクト

7

JAEA

原子炉容器のコンパクト化

ナトリウム流速の増加

ホットベッセル化（炉壁冷却削除）

単回転プラグの採用

1/10th scaled Model

高い経済性競争力確保のための革新技術

配管短縮とループ数削減(２ループ化)高クロム鋼の採用 （高強度、低熱膨張）

配管内流速の増加と熱交換能力の拡大

主循環ポンプ組込型中間熱交換器（IHX）

1/4th scaled Model

高燃焼度化と長サイクル運転ODS鋼被覆管

8

JAEA原子炉容器・原子炉構造

9

JAEA原子炉構造；炉上部構造コンパクト化

10

JAEA２ループ冷却システム

11

JAEAポンプ組込型IHX

※ガス層強調のためデフォルメ実際のガス層厚さは約30mm

断熱ガス層

12

JAEA燃料取扱設備；系統概念

原子炉

燃料交換機

炉外燃料貯蔵槽

（EVST)使用済燃料プール

燃料出入機

炉内中継装置

燃料取扱経路 使用済燃料

新燃料

燃料昇降装置新燃料受入設備

13

JAEA

炉心

燃料交換機

2集合体ポット

切込み付炉上部機構

スリム型燃料交換機

固定式炉内中継装置

（ねらい） ・原子炉容器径のコンパクト化

・燃料交換時間の短縮化

燃料取扱設備；燃料交換機

14

JAEAナトリウム固有の課題

ナトリウム漏えい対策

バウンダリの二重化

保守・補修性の向上遠隔操作とナトリウム中目視装置等の

開発

ナトリウム－水反応対策高信頼性2重管蒸気発生器

15

JAEA直管２重管蒸気発生器

16

JAEAナトリウム漏えい対策設備

MOX 燃料高内部転換型炉心の炉心構成

プラント基本コンセプト ・我国の技術的従来知見を極力反映したループ型炉

・150 万 kWe への出力アップ効果による建設費低減

・サイクルコストを低減した均質 2 領域高内部転換型炉心

・改良内部ダクト型集合体採用による再臨界回避

・2 ループ、φ10m 台の原子炉構造、１次系機器統合、

12Cr 鋼 L 字配管により NSSS 物量の大幅削減 ・自然循環式崩壊熱除去系の採用による安全系の局限化

・ナトリウム-水反応対策のための２重管 SG を採用

図 2.4.1-1 ナトリウム冷却大型炉（MOX 燃料高内部転換型炉心）大型炉-1500MXH

系統構成図

原子炉建屋概念

プラント基本仕様

項目 基本仕様

原子炉型式 ナトリウム冷却ループ型炉、ツインプラント

電気出力/熱出力 1500MWe/3530MWt（プラント効率：42.5％） ループ数 2 ループ

１次系/２次系温度 HL:550℃、CL:395℃/HL:520℃、CL:335℃

主蒸気温度/圧力 495℃/18.7MPa プラント稼働率 94.3％ 運転サイクル期間 26 か月 4 バッチ

炉心燃料 混合酸化物（MOX）燃料

炉心形式 改良内部ダクト型均質２領域炉心（高内部転換型）

燃焼度/増殖比 14.7 万 MWd/t / 1.10（導入期）

中間熱交換器 １次系ポンプ組込型/縦置無液面斜行流式直管型

１次主循環ポンプ IHX 内組込/単段片吸込み方式

蒸気発生器 一体貫流型縦置有液面２重管式直管型

崩壊熱除去方式 DRACS×1 系統＋PRACS×2 系統（合計 69MWt） 燃料貯蔵方式 EVST 貯蔵方式

原子炉建屋 水平免震建屋

プラント寿命 60 年

物量データ

（1ユニット分） 原子炉構造 1065t 原子炉建屋 15.1 万 m3

１次系 852t タービン建屋 19.0 万 m3

２次系 1285t 建設期間 46 か月

NSSS 物量合計 3202t 定検期間 47.5 日

796