高速増殖炉用抵抗方式ナトリウム温度計測システム

摘要

高速増殖炉は炉心かの熱出力密度が著しく高いため，冷却材として高熱伝導率の液体ナトリウムが使用される．炉の運転に重要な冷却材温度を管路外側から計測する新しい温度計測手法を開発した．その理論的解析，数値シミュレーション，試作検討結果を述べる．原理は管路壁を形成するステンレス鋼とNaとでは，比抵抗と温度係数の差が大きく，後者の温度係数が高く約4倍，比抵抗が低く約1/7であるのを利用して管路を横断する定電流を管壁から流したとき，管壁の電位分布が比抵抗の低い管路内の電流分布を反映することを利用する．管壁における電位計測からNaの温度が求められる．高速増殖炉「もんじゅ」において，1本の熱電対温度センサのさや管が破損したためにNaが漏洩して火災が発生した．本方式は温度センサが管路壁を貫通しないでNa温度を管路外から高速応答で連続計測できるので高速増殖炉の安全性を一層高めることを目的とする．試作した結果200～500度の範囲で±5℃の不確かさで計測可能であることが実証された．「もんじゅ」が停止中であるため，3次元解析により「もんじゅ」の実管路に本温度計を設置した場合の推定を行った．