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Thermal and thermal-stress analyses of IFMIF liquid lithium target assembly

IFMIF液体リチウムターゲットアセンブリの熱及び熱構造解析

井田 瑞穂*; 中村 博雄; 清水 克祐*; 山村 外志夫*

Ida, Mizuho*; Nakamura, Hiroo; Shimizu, Katsusuke*; Yamamura, Toshio*

IFMIF条件下でのターゲットアセンブリ構造の熱的健全性を評価するため熱応力解析を実施した。強力中性子束の核発熱により、アセンブリ/背面壁間の熱伝達が15.8W/m$$^{2}$$Kと小さい場合は背面壁に局所的に440$$^{circ}$$Cの高温部が生じ、回転拘束の背面壁でも熱応力は最大で約500MPaとなり、リチウム流れに接する部分が2mm変位し、安定なリチウム流形成が困難となることを示した。熱伝達を150W/m$$^{2}$$Kとすれば最大熱応力は約260MPaに軽減され、背面壁変位が0.3mmとなることを示した。これにより、現設計に対し、背面壁の拘束方法や冷却方法の考慮を加えることとした。次に、ターゲットアセンブリ全体の温度維持の成立性を評価するため温度解析を実施した。定常運転時に相当するテストセル真空条件0.1Paではアセンブリ,背面壁ともに温度がLi融点180$$^{circ}$$C以上であるが、メンテナンス時の1気圧Ar雰囲気では180$$^{circ}$$C以下となることを示した。同時に得られた必要なヒーター容量は15kW、熱遮蔽は0.2mm厚さのステンレス鋼で16層であり、これらの知見はターゲットアセンブリの設計見直しに反映される。

no abstracts in English

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パーセンタイル:24.27

分野:Nuclear Science & Technology

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