Core seismic experiment and analysis of full scale single model for fast reactor

高速炉のための実寸単体モデルを用いた炉心耐震試験と評価

山本 智彦  ; 北村 誠司 ; 岩崎 晃久*; 松原 慎一郎*; 岡村 茂樹*

Yamamoto, Tomohiko; Kitamura, Seiji; Iwasaki, Akihisa*; Matsubara, Shinichiro*; Okamura, Shigeki*

高速炉の地震時における炉心群振動挙動を把握するため、炉心の流体構造連成、鉛直方向変位(跳び上がり)を含めた地震時炉心の3次元群振動挙動を評価するための炉心耐震解析手法を構築した。また、実寸大単体、1/1.5縮尺群体系、1/1.5縮尺列体系、1/2.5縮尺多数体系と、段階的に検証データを取得するための振動試験を実施し、開発した3次元炉心群振動解析コード(REVIAN-3D)の比較検証を実施した。本論文は、実寸大単体試験の結果及びこの試験結果を用いた炉心耐震解析手法の検証結果をまとめたものである。高速炉炉心は、下部支持板に自立した数百の炉心構成要素で構成されており、それぞれは微小な隙間を持って流体中に配置されている。炉心構成要素は熱伸びとスウェリングの影響を回避するため、鉛直方向変位を拘束するための支持を持っていない。近年、日本では想定される地震動が大きくなり、鉛直方向の地震動が重力加速度を超えることで、炉心構成要素の鉛直方向変位(跳び上がり)と水平方向変位を同時に考慮する必要が生じた。この3次元振動挙動は、周囲冷却材からの流体力や周囲構造物との干渉の影響を受ける。

To design fast reactor (FR) components, seismic response must be evaluated in order to ensure structural integrity. Therefore, a sophisticated analysis method has to be developed to study the seismic response of FR core. The fast reactors are made of several hundred core assemblies in hexagonal arrangement. When a big earthquake occurs, large horizontal displacement and impact force of each core assembly may cause a trouble for control rod insertability and core assembly intensity. Therefore, a seismic analysis method of fast reactor core considering horizontal nonlinear behavior, such as impact, fluid-structure interaction, etc. is needed. Validation of the core assembly vibration analysis code in three dimension (REVIAN-3D) was conducted by a full scale experiment. In this validation, the vertical behavior (raising displacement) and horizontal behavior (Impact force, horizontal response) of the analysis result agreed very well with the experiments.