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山口 義仁; 高見澤 悠; 勝山 仁哉; Li, Y.
Proceedings of ASME 2023 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2023) (Internet), 9 Pages, 2023/07
原子炉圧力容器のノズル部の健全性評価において、ノズルコーナー亀裂に対する応力拡大係数が重要なパラメータである。これまで、ノズルコーナーの表面亀裂に対する様々な応力拡大係数解が提案されてきたが、その多くは亀裂の最深点にのみ着目しており、ノズルコーナーの形状寸法に関する情報は明らかになっていない。ノズルコーナー亀裂を対象とした既往の疲労試験結果によると、亀裂表面点における進展量は、最深点よりも大きいことが明らかとなっている。このことから、亀裂表面点の応力拡大係数は最深点よりも高い可能性がある。これらより、本研究では、健全性評価の信頼性を高めるため、有限要素解析を通じて、ノズルコーナーの形状寸法とき裂サイズに対応した、表面点と最深点の両方の応力拡大係数解を提案する。
井田 瑞穂*; 中村 秀夫; 中村 博雄; 竹内 浩
Fusion Engineering and Design, 70(2), p.95 - 106, 2004/02
被引用回数：18 パーセンタイル：73.97(Nuclear Science & Technology)IFMIFターゲットの液体リチウムは最大20m/sの高速で凹面状背面壁に沿って流れ、重陽子ビームによる1GW/m
の高熱負荷を除去するとともに、中性子場を安定に形成することが求められている。この高速流を剥離なく生成するために考案された絞り比10の2段絞りノズルの妥当性を確認するため流体解析にて1段絞りノズルと比較した。その結果、2段絞りノズルでは高速,高絞り比でも剥離が見られず、ノズル出口での境界層厚さと自由表面流の厚さ変動の点で優れていたので、IFMIFターゲットに採用し、その具体的形状も決定した。また、ターゲットアセンブリの形状や配置を決定するため、以前実施された熱流動解析の結果に考察を加え、背面壁の曲率半径の許容範囲を明確にし、ターゲットの設計に反映させた。
月森 和之; 古橋 一郎*
JNC TN9400 2000-049, 93 Pages, 2000/03
JNC-TN9400-2000-049.pdf:2.82MB
ナトリウム冷却ループ型大型炉の設計において、1次系配管に発生する応力の低減が設計成立の重要な鍵のひとつである。本件は、炉容器と中間熱交換器を結ぶ基本的な配管系として面内S字型のレイアウトを対象として、想定される寸法範囲で弾性計算によるパラメータサーベイを行い、配管ルーティングに依存した発生応力の傾向を把握し、最適のルーティング候補を選定することを目的とする。得られた主要な見解は以下のとおりである。(1)概して、ノズルよりもエルボ部の応力が厳しくなる。炉容器出口ノズルと中間熱交換器入口ノズル間レベル差と炉容器出口ノズルと液面までの距離を大きくすると、エルボの応力は減少する傾向にある。(2)超90度エルボを適用することで、エルボに発生する応力を大幅に低減することが期待できる。暫定的に応力制限を課した場合、超90度エルボ配管引回しは、従来の90度エルボ配管引回しに比べて広い寸法パラメータ範囲で成立する。(3)告示501号ベースでエルボの応力評価を行った場合、エルボ端部で応力強さが最大となる場合、シェル要素による計算された応力よりも過大となる傾向にある。この場合、エルボ中央と端部最大応力の平均を最大値とみなすことで、簡便かつ保守的に最大応力強さを評価できる。(4)従来の90度エルボによる配管引回しでエルボ部の応力強さが最小となるケース(炉容器出口ノズルと中間熱交換器入口ノズル間レベル差V=7m、炉容器出口ノズルと液面までの距離V1=5m)に対して、105度エルボを前提として、ノズル間レベル差の最小化および同寸法で発生応力の大幅低減という2つの観点からそれぞれについて、V=5m,V1=4mおよびV=7m,V1=5mという代替引回しを提示した。いずれの場合もノズル部の応力は、90度エルボ配管引回しに比べて減少する。
アキラ トーマス トクヒロ; 木村 暢之; 宮越 博幸
JNC TN9400 2000-014, 86 Pages, 1999/06
JNC-TN9400-2000-014.pdf:11.72MB
高速炉のサーマルストライピング現象について熱流動に関する実験シリーズが水流動試験装置を用いて行われた。ここで言うサーマルストライピング現象とは、炉心出口部において、制御棒チャンネルや集合体から流出する温度・速度の異なる噴流が十分に混合せずに炉心上部構造材に衝突することにより構造材に熱疲労を与える現象である。本試験体系は、鉛直噴流を平行に3本配置しており、中心噴流が低温、左右の噴流が高温である。噴流は、矩形ノズルから試験容器中に準2次元形状で吐出している。試験パラメータは、噴流の平均吐出流速(U
)と中心噴流と周辺噴流の吐出温度差(
T
=T
-T
)である。流速測定はレーザードップラー流速計(LDV)と超音波流速計(UDV)を用いて行った。本試験は、中心噴流を吐出させた単一噴流条件と3本の矩形噴流を吐出させた三噴流条件で行った。第1報は主にUDV計測結果、第2報は主に温度計測結果をまとめ、これらの結果を踏まえ、本報においてフェーズ1試験のまとめを行った。単一噴流条件における流速測定結果は、噴流出口領域から下流において、LDVとUDVとも既知の試験結果と良い一致を示した。三噴流試験条件において、3つの噴流の吐出速度が等速の場合、噴流が左右に振動することにより対流混合が行われていることが明らかとなった。また、速度変動は、流れに垂直方向において、左右の噴流と中心噴流の間の領域で大きくなっていることがわかった。UDVによる速度変動および温度変動から得られた噴流振動の卓越周波数は、噴流が主に混合する領域(混合領域)でf = 2.25Hz、噴流の混合がほぼ終了した領域では f = 0.7Hzであった。左右の噴流吐出速度が中心噴流吐出速度より大きい場合、混合領域が下流側にシフトし、混合領域の流れ方向長さが短くなっていることがわかった。
姜 泰一*; 岡本 孝司*; 班目 春樹*; 文沢 元雄
日本機械学会論文集,B, 59(566), p.172 - 178, 1993/10
高温ガス炉スタンドパイプ破断時空気侵入挙動解明の一環として、仕切りのある開口部におけるヘリウムと空気による密度差置換流の実験を行った。開口部高さと内径の比(アスペクト比)が小さい領域では、仕切りの有無による差はみられない。しかし、アスペクト比の大きな領域では、仕切りの無い場合に比べて仕切りの有る場合の方が置換流量が多くなる。この領域の置換流量を、管路の圧力損失と水頭差の釣合から評価し、アスペクト比や内径の影響を説明することができた。また、流量を評価する上で、開口部出入口近傍における上昇・下昇流の干渉による圧力損失が重要であることが分かった。
中島 一也; 衣旗 利夫; 河田 東海夫
PNC TN8410 92-012, 47 Pages, 1991/12
目 的 高性能型(6000rpm型)遠心清澄モックアップ装置は,清澄運転後,不溶解残渣(約2Kg)を保持した状態での降速時(定格6000rpmから回転数を下げるとき)に装置本体,設置架台に不安定振動が生じることが確認された。本報告書の目的は,清澄機本体を他の付属機器との共振をなくした架台上に設置し,清澄機本体の発生源とする不安定振動の原因究明と振動低減のための対策を施した状態で,清澄運動後,降速時の振動特性等を把握することである。方 法 不安定振動の発生要因として,下記に示す4項目が考えられる。1. 下部軸受ダンパの振動吸収力と回転ボウルが発生振動力の不釣り合い2. 給液条件の影響3. ボウル内液自由表面下の流体振動の影響4. 設置架台強度の影響本試験は,上記の項目のうち,項目4に対する対策を実施し,運転中に回転ボウルに加わる負荷の状態を変え,ボウル・軸振動幅の定量測定を実施した。さらに,前回報告書で振動低減にもっとも効果があった横バッフル板を設置した場合について再確認試験を実施した。結 果 回転ボウル内壁に横バッフル板を設置することにより,下記に示す清澄機性能の改良が成された1 降速時の不安定振動が生じないことこの結果により,横バッフル板を設置しない場合は,ボウル内液自由表面下で波立ち(スロッシング現象)が生じていることが推測される。2 清澄運転時の回転数を4000
6000rpm 間に設定した場合でも,標準運転条件(100l/h
6h)下の清澄運転が可能となったこと 結 論 本試験結果および前回報告書*1の結果より,回転安定性の面から高性能型機の回転ボウルの給液条件および横バッフル板設置条件は以下の通りとする。給液ノズル条件---ボウル下面より55mm上で給液する横バッフル板設置条件---ボウル下面より150mm上に設置する注記 *1-6章参考文献2)参H
橋本 和一郎; 鬼沢 邦雄; 栗原 良一; 川崎 了; 早田 邦久; 木村 裕明*
Transactions of the 11th Int. Conf. on Structural Mechanics in Reactor Technology,Vol. F, p.123 - 128, 1991/08
構造解析コードABAQUSを用いてTMI-2事故時の圧力容器下部ヘッドを対象とした熱応答解析を行なった。この解析の目的は、TMI-2事故によって原子炉圧力容器下部ヘッドのステンレス製ライナーに生じた亀裂の発生要因を解明することである。ここでは、下部ヘッドに堆積した約20トンの炉心溶融物の下部ヘッドに対する熱的影響を2次元軸対称モデルを用いて解析した。解析の結果、下部ヘッドに堆積した均質のUO
層が炉内の冷却材により急冷された場合に下部ヘッド表面付近に最大の引張り応力が生じることが分かった。また下部ヘッド貫通ノズルの溶接部近傍に最大応力が生じたが、これは下部ヘッド上の亀裂がノズル近傍に生じていた事実と一致する。
田村 政昭*; 竹内 則彦*; 中西 征二; 谷山 洋*
PNC TN9410 88-103, 115 Pages, 1988/08
高速増殖炉(LMFBR)の開発においては、実用化の観点から軽水炉並みの安全性を確保しつつ、如何にしてフラント建設コストを低減するかが重要な課題となっている。現在、建設コストの低減のため多大の努力が傾注されているが、熱輸送系配管の短縮化もその有効な方策の一つと考えられている。配管短縮化方策としては種々提案されているが、ここでは軽水炉で採用されて充分な実績を有する機器浮動支持方式を対象に、中間熱交換器を浮動支持した一次主冷却系について、LMFBRの特徴を考慮した設計手法を取り入れてその成立性を評価した。配管については自重、定格運転時および熱過渡時の熱膨張並びに地震に対して、ノズルについては内圧、自重、地震応力、熱膨張応力および熱過渡に対して評価した。その結果、すべての項目について許容値におさまり、また配管支持装置も実現の高いものであることが明らかとなり、その成立性が十分あることが確認できた。
平塚 一; 川崎 幸三
JAERI-M 87-030, 21 Pages, 1987/02
臨界プラズマ試験装置ガス注入装置の圧電素子弁には、大容量圧電素子弁と小容量圧電素子弁の2種類が有る。JT-60の実験が進むに連れて、プラズマの不純物制御及びリモートクーリングのため低流量域の注入量特性を持つ圧電素子弁の開発が要望されてきた。試作試験の結果、低流領域の圧電素子弁(微小容量圧電素子iPEV-LLと称する)を実験に用いる技術的知見が得られた。微小容量圧電素子弁は、既設小容量圧電素子弁の弁座部のみを変更して 外形は同形状とした。微小容量圧電素子弁の特性は、以下のように要約できる。(1)微小容量圧電素子弁の動作電圧は、DC80175Vである。(2)背圧0.2MPaで175VGP加時の最大流量は、0.5Pam
/s(約3.8 Torrl/s)であった。(3)微小容量圧電素子弁の動作速度及びシートリーク量は、5msec以下及び1.3310
Pam/s以下であった。
燃料核製造山岸 滋; 高橋 良寿
JAERI-M 85-127, 36 Pages, 1985/09
被覆粒子燃料用(Th,U)O核の製造条件を検討した。原料ゾルは、硝酸塩溶液をアンモニアで中和して製造した。前中和を加味したPh制御方式での中和により、ゲル化に適したゾルが得られた。分離することなくThとUを分析するためのEDTA滴定法を検討した。これにより、ゾル中のThとUの挙動が異なることが明らかとなった。すなわち、Uは選択的に大粒子沈殿に濃縮する傾向がある一方、Uのコロイド率はThより低かった。ゾル滴は、へキソン-アンモニア系でゲル化した。真球度を改良する目的で三流体ノズルを用いたが効果はわずかであった。約300gのTh
UO核を被覆粒子燃料の照射実験のために試作した。
宮崎 則幸; 栗原 良一; 加藤 六郎; 磯崎 敏邦; 斉藤 和男*; 植田 脩三
JAERI-M 9437, 32 Pages, 1981/04
ブローダウンスラスト力解析コードPRTHRUST-J1を用いて配管破断予備試験として実施した急速遮断弁を用いたジェット放出試験を解析した。解析に際しては、放出口の間にある急速遮断弁の開度が時間とともに線形に変化するものと仮定した。この弁が全開するのに要する時間は放出ノズル部の圧力の時間変化から決定した。2インチおよび3インチ口径のジェット放出について放出係数をパラメータとして解析を実施し、ブローダウンスラストカおよび放出ノズル部の圧力を実験結果と比較した。この結果、ブローダウンスラストカの定性的な傾向は実験結果と解析結果で比較的良く一致していること、および実験から得られたブローダウンスラストカはおおむね放出係数が0.6から1.0の場合の解析結果に入っていることがわかった。しかし、実験結果をもっとも良く表わす放出係数値については得られなかった。
田中 貢; 渡辺 博典; 橋本 和一郎; 元木 保男; 成冨 満夫; 西尾 軍治; 木谷 進
Nuclear Technology, 54, p.54 - 67, 1981/00
被引用回数：6 パーセンタイル：62.77(Nuclear Science & Technology)軽水炉格納容器スプレイの冷却効果および放射性ヨウ素の水洗除去効果には、スプレイノズルによって生成される液滴の粒径分布および格納容器内でのスプレイ液の噴霧状態が大きな影響を及ぼす。そこで、「格納容器スプレイ効果実証試験結果を評価するため、更にそれらの結果を用いて計算コードの開発・検証を行うため、軽水炉格納容器スプレイノズルの流量曲線(流量対圧力)、噴霧量分布、および粒径分布を実測した。ついで、それらの実測値を用いて、計算コードCONDENSEにより、実炉(PWR、BWR)格納容器スプレイの冷却効果を証価した。
堀池 寛; 秋場 真人; 荒川 義博; 松田 慎三郎; 桜庭 順二*
Review of Scientific Instruments, 51(11), p.1463 - 1467, 1980/00
被引用回数：2 パーセンタイル：55.67(Instruments & Instrumentation)新しい形のデュオピガトロンイオン源を考えた。これは、ソースプラズマを一次電子をホロー状に供給することによって生成するもので、同軸デュオピガトロンと名付けられた。このイオン源は磁力線の形状と配置を数値計算で求めた結果に基づいて設計され、製作した。実験の結果、一次電子のホロー状の供給と云う概念が大きな引出し面積を有するイオン源に対し有効であることが証明された。
宮園 昭八郎; 植田 脩三; 古平 恒夫; 柴田 勝之; 磯崎 敏邦; 中島 伸也
3nd.Int.Conf.on Pressure Vessel Technol.Pt.2, p.741 - 748, 1977/00
軽水炉用圧力容器に取り付けてある一次冷却系配管のノズル部の内面コーナの最大応力発生点に万一欠陥が存在している場合を想定して、この欠陥からき裂がどのように伝播していくかを明らかにするため、ノズル付圧力容器モデル(銅製)を用いて内圧繰返し試験を実施した結果について述べた報告書である。圧力容器モデルに取りつけたノズルは現在運転または建設中の軽水型動力炉に使用されているノズルのモデルであり、取りつけた3個のノズルの内面コーナにそれぞれA型(深さ:3mm、切欠き底:直線状)およびB型(深さ:3mm、切欠き底:円弧状)の2種類の切欠きを加工した。内圧繰返し試験は常温で0
110kg/cmの条件で実施した。約29,200サイクルで1個のノズルの切欠き部から貫通し、媒体が漏洩した。これらの試験結果から、ノズル部のき裂伝播速度は約10mm/サイクルのオーダであることが明らかとなった。なお、き裂長さはスメックゲージ、き裂ゲージおよび破断面のストライエーションから求めた。
藤村 理人; 宮園 昭八郎; 植田 脩三; 古平 恒夫; 柴田 勝之; 磯崎 敏邦; 大場 敏弘; 川村 隆一; 松本 正勝; 生田目 宏; et al.
JAERI 1236, 96 Pages, 1974/09
昭和41年にJPDR圧力容器の上藍ステンレス銅クラッド部に発見されたヘア、クラックが、下部本体の高応力部(大に径ノズルコーナ)に発生しているとするとき、構造安全上どのような影響を与えるかが、一つの問題として提起された。このような微細なき裂が高応力部で、繰返し内圧荷重を受けるときの進展挙動については、十分な研究が行なわれていなかった。このため当研究所では、昭和42年より金属材料技術研究所の協力を得て、一連の研究を計画し、昭和47年3月に研究を完了した。本報告書はJPDR圧力容器の第1、第2(1/3スケール)および、第3(1/2スケール)号モデルについて5年間にわたって行なった実験結果とクラッド部についての静物試験、繰返し疲れ試験および治金等的試験結果をまとめたものである。
安達 公道; 山本 信夫
日本原子力学会誌, 15(12), p.847 - 855, 1973/12
本報では、比較的短い縮小拡大ノズルを用いた、二相流出実験の結果を報告する。テストノズルの軸長は、200mmで、出入口内径は50mm
、喉部は入口より75mmの位置で、その内径は10mmである。圧力max30kg/cmG、クオリティ0~0.5の二相流体を、テストノズルを通じて大気に放出させ、テスト部各点の温度、圧力、重量速度の分布を測定した。測定の結果、テスト部入口より35mmの附近を中心に、急激に過冷度を増し、55mm~145mmの間では、過冷度が約50
Cの、不平衡二相流になっている事が判明した。また、クオリティが0.01以下のいくつかの実験例を除いたすべての実験例で、流出流の喉部重量速度は、飽和を仮定した理論値よりも小さい事が判明した。
坂本 淳志; 佐野 雄一; 竹内 正行; 伊藤 和之*; 関田 智*; 坂本 幸生*; 阿久津 浩一*
no journal, ,
遠心抽出器はその処理性能の高さから、将来の再処理プラントへの適用が期待されているが、処理液中にスラッジが流入する場合には強い遠心力によりロータ内部にスラッジが捕捉・堆積され、その条件によっては、運転時間の経過とともに処理性能の低下が懸念される。スラッジ堆積状態からの回復手段としては、これまでにハウジング内に洗浄液を一定量貯留しロータの低速回転によって形成される流れを利用した洗浄方法(滞留法)を検討したが、洗浄は可能であるものの更なる性能の向上が課題であった。本研究ではスラッジ洗浄性能の向上を目的として、遠心抽出器への洗浄ノズルの適用を検討し、その効果を確認した。
鈴木 晟眞; 大高 光; 薄井 康史*; 森垣 養真*; 伊藤 亮輔*
no journal, ,
東海再処理施設に保有する高放射性廃液を安定で取扱いが容易な形態であるガラス固化体にするガラス固化技術開発施設(TVF)において、令和元年7月から開始したガラス固化処理運転中、ガラス溶融炉の流下ノズル加熱電源系統に漏れ電流が発生し、ガラス流下が自動停止した。漏れ電流発生箇所の特定のため、ガラス流下時に溶融ガラスの流路となる流下ノズルとその加熱系統である高周波加熱コイルを観察したところ、両者が近接していることが分かった。調査の結果、溶融炉の運転に伴う加熱及び冷却の繰り返しにより、流下ノズルが取り付けられているインナーケーシングに塑性ひずみが生じることで、流下ノズルの傾きが進展し、流下時の熱膨張により流下ノズルが高周波加熱コイルに接触し漏れ電流が発生したものと評価した。本対策として、今後の傾きの進展傾向を予測し、加熱コイル径の拡大等を施すことで流下ノズルと加熱コイルの接触を防止した。
長縄 弘親; 永野 哲志
伊藤 博文*; 佐藤 亮介*
特願 2019-125457 公開特許公報
【課題】2液相系において、一方の液相を分散性の高い液滴として、液滴同士の合一を抑制しながら安定的に噴出させるとともに、微細な固形成分の蓄積が起こりにくいエマルション発生用ノズルを提供することである。 【解決手段】エマルション発生用ノズルとして、細管又は細孔を集合させた構造を持つノズルを用いることで、ノズル内への微細な固形成分の蓄積が起こりにくく、また、疎水性又は疎有機性を有する適切な材料あるいは適切な表面加工を施した材料を用いて形成させた細管又は細孔を集合させた構造体を利用すれば、液滴同士の合一を抑制しながら、2液相系において一方の液相を分散性の高い液滴として他方の液相内に安定的に噴出させることができる。
