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Thermal and structural responses of reactor piping under elevated temperature and pressure conditions

高温・高圧下における原子炉配管の熱・機械的挙動

前田 章雄; 丸山 結 ; 中村 尚彦*; 五十嵐 実*; 橋本 和一郎*; 原田 雄平; 日高 昭秀   ; 杉本 純

Maeda, Akio; Maruyama, Yu; Nakamura, Naohiko*; Igarashi, Minoru*; Hashimoto, Kazuichiro*; Harada, Yuhei; Hidaka, Akihide; Sugimoto, Jun

日本原子力研究所では、高温・高圧条件下での原子炉冷却系配管の健全性を評価するために配管信頼性実証試験(WIND)計画を実施中である。試験部配管は窒素ガスにて加圧、中央部を内部ヒータにより部分的に加熱している。試験では、配管内部の自然対流効果により内圧の違いが温度分布に大きく影響すること、及び内圧荷重による歪みに加え、熱応力に起因する歪みが配管外表面に生じることが示された。配管の膨れと破損を観測する試験も実施した。破損は1000$$^{circ}$$C以上の高温で生じており、その破損メカニズムはクリープによるものと考えられる。試験と並行して汎用有限要素法コードABAQUSを用いた試験後解析も実施している。弾塑性解析では配管中央上部の外表面軸方向歪みは良く一致するが、周方向歪みを過大評価する結果となった。クリープ解析では量的には異なるものの、質的には配管変形を良く再現することができた。

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