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報告書

「もんじゅ」燃料集合体部材の強度評価(I) 炉心燃料被獲管の引張性質

三浦 信; 大森 拓郎; 沢山 幸夫; 椎名 定; 田中 康正

PNC TN841 79-23, 77 Pages, 1979/03

PNC-TN841-79-23.pdf:3.08MB

「もんじゅ」燃料集合体部材の強度評価に用いる各部材のデータを整理する。第一報として国産の「もんじゅ」炉心燃料被覆管試作品の引張性質について,検査開発課で実施してきたデータをもとにデータシートを作成し,合わせて検討を行なった。その結果を以下にまとめると(1)真応力の公称応力から近似的に求めた。室温で約10%,650度Cで3$$sim$$6%の増加を示す。(2)全データを用いてSu,Sy,Sm,値を求めた。ASME SecIII方式よりもDS委指針方式から求めたSm値の方が高い値を示す。この値は,製準(I)の物性値集に設定されている値よりも大きい。(3)破断伸びの解析に新しい試みとしてワイプル分布を用いた。その結果,比較的相関が良く"Failure Probability"の考え方を設計等に導入できるのではないかと考えられる。

報告書

Zr-1%Nb試作被覆管の評価試験(第2報)

三浦 信; 日高 康雄; 神谷 和明; 大森 拓郎; 小幡 真一; 田中 康正; 椎名 定; 小笠原 甲士

PNC TN841 79-12, 103 Pages, 1979/03

PNC-TN841-79-12.pdf:4.84MB

新型転換炉用新材料被覆管開発のため,昭和49年度に試作されたZr-1%Nb試作被覆管について,第一報に引続き評価試験を実施した。その結果,引張強さ・破裂圧力などの強度はZry-2と同程度であるが,破断伸び・最大円周伸びなどの延性はZry-2より低い値を示す。水中300$$^{circ}C$$における腐食試験ではZry-2と大差ないが,水蒸気中400$$^{circ}C$$における試験ではZry-2よりやや大きい腐食増量を示す。また,Zr-1%Nb合金に関する文献データを抜粋してまとめ,さらに,ソ連の軽水炉について要約した。

報告書

高速炉燃料被覆管のクリープ試験; 外国製もんじゅ管の評価試験

三浦 信; 大森 拓郎; 神谷 和明; 小幡 真一; 椎名 定; 沢山 幸夫; 広瀬 郁朗

PNC TN841 78-64, 68 Pages, 1978/11

PNC-TN841-78-64.pdf:3.56MB

高速原型炉用炉心燃料被覆管の48年度試作品仕様に基づいて米国のCar-Tech、英国のFine Tubes、および仏国のVallourecの海外3社で製造されたSUS316被覆管、20%冷間加工材について600$$^{circ}$$Cから750$$^{circ}$$Cの内圧クリープ破断試験と700$$^{circ}C$$の単軸クリープ破断試験と700$$^{circ}$$Cの単軸クリープ破断試験を行ない、そのクリープ特性を検討した。また短時間の高温強度試験として常温850$$^{circ}$$Cまでの引張試験と内圧バースト試験も行なった。その結果から同一仕様で製造された3種類の被覆管のクリープ特性には違いのあることが明らかになった。高温引張試験と高温内圧バースト試験では最も高い強度を示したCar-Tech製の管が内圧クリープ破断と単軸クリープ破断強度では他の2種類の管の強度を下回った。このことは短時間試験の強度が必ずしもクリープ強度に対応しないことを意味する。またFineTubesとVallourec製管の内圧クリープ破断強度は600$$^{circ}$$Cと750$$^{circ}$$Cの長時間側でVallourec製管が高く、600$$^{circ}$$Cと700$$^{circ}$$Cと700$$^{circ}$$Cではほぼ同程度の値を示した。一方3種類の被覆管の内圧クリープ破断強度を同じ仕様で製造され第5次クリープ試験に供された国産のK材の強度と650$$^{circ}$$C, 700$$^{circ}$$C, 750$$^{circ}$$Cの各温度で比較するとFine TubesとVallourec製管はSI材と同程度か、わずかにそれを上回るが、Car-Tech製管はK材とSI材のほぼ中間の強度にある。また燃料被覆管は燃焼度の上昇に伴なって増加するFPガスなどによる内圧を受けるので、その様な応力状態を模擬して行なった漸増荷重単軸クリープ破断試験の強度は定荷重の強度よりも応力で30%前後高く、かつ長時間側での強度の低下も若干小さい。

報告書

高速炉燃料被覆管のクリープ試験(第6次)

三浦 信; 大森 拓郎; 神谷 和明; 小幡 真一; 椎名 定; 広瀬 郁朗; 小原 勝昭

PNC TN841 77-46, 77 Pages, 1977/08

PNC-TN841-77-46.pdf:3.64MB

49年度に試作された高速原型炉炉心燃料被覆管(もんじゅ試作品)と常陽照射炉心燃料被覆管(常陽マークII試作品)について高温引張試験,高温内圧バースト試験,そして内圧クリープ破断試験を行なった。49年度の試作材は結晶粒度とホウ素含量がクリープ強度に及ぼす影響を検討する目的からA材(K社製)は溶体化処理条件を変えて結晶粒の大きさを変え,一方B材(S社製)はホウ素の添加量を変えて製造したものである。試験で得られた結果を次に示す。(1) もんじゅ試作品,常陽マークII試作品,共に高温引張強度はA材の方がB材を上回っている。しかし伸びは同程度である。またA材は650$$^{circ}C$$以下の温度で強度に差があり,溶体化処理温度の低いA3材がA1材よりも高い値を示す。(2) もんじゅ試作品の内圧破裂強度はA材の方がB材よりも高い。A材ではA3材の方がA1材よりも700$$^{circ}C$$以下の温度で強度が高くなっている。常陽マークII試作品はA材とB材の破裂強度に大きな差はない。(3) もんじゅ試作品A,B材の650$$^{circ}C$$と800$$^{circ}C$$におけるクリープ破断強度はほぼ同程度であるが800$$^{circ}C$$の長時間側ではA材の強度が高くなると思われる。A材では結晶粒の大きいA1材がA3材よりも若干クリープ破断強度が高い様である。第5次クリープ試験の結果と比較するとA,B材共,第5次クリープ材の強度を上回っている。一方常陽マークII試作品のA材は650$$^{circ}C$$の長時間側で第5次クリープ材の強度を上回るがB材は650$$^{circ}C$$,800$$^{circ}C$$の両温度共下回っている。

報告書

Zr-1%Nb試作被覆管の評価試験(第1報)

三浦 信; 永木 裕; 田中 康正; 小幡 真一; 小笠原 甲士; 椎名 定; 広瀬 郁朗; 日高 康雄

PNC TN841 76-35, 28 Pages, 1976/09

PNC-TN841-76-35.pdf:3.55MB

新型転換炉用の新材料被覆管開発のため昭和49年度に試作されたZr-1%Nb試作被覆管について評価試験を実施した。その結果、引張試験・内圧破裂試験で強度はジルカロィ-2と同程度であるが伸びは劣る:短時間腐食試験による腐食量がジルカロイ-2より多い:などが得られた。

報告書

高速増殖炉燃料被覆管の引張性質の及ぼす歪速度および試験温度の影響

三浦 信; 永木 裕; 川崎 道隆; 田中 康正; 椎名 定

PNC TN841 73-21, 22 Pages, 1973/08

PNC-TN841-73-21.pdf:1.65MB

高速増殖炉燃料被覆管(SUS316)を用いて室温および高温(650$$^{circ}$$C)で引張性質(引張強さ、0.2%耐力および伸び)に及ぼす歪速度の影響を調べた。同時に室温$$sim$$100$$^{circ}$$Cまでの種々の温度で引張試験を行ない、試験温度の影響も調べた。その結果650$$^{circ}$$Cでは歪速度が増加するにつれて引張強さおよび0.2%耐力は大きくなり伸びは逆に小さくなる。室温$$sim$$100$$^{circ}$$Cでの試験では、試験温度の上昇につれて引張強さ、0.2%耐力および伸びともに小さくなる。

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