高温熱交換器管板の強度に関する研究

Study on the strength of tube sheet for the high temperature heat exchanger

武藤 康; 鈴木 一彦; 浅海 隆夫*; 高野 雅弘*

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多目的高温ガス実験炉用中間熱交換器の平管板形高温管板の応力解析を行った。弾性解析によるパラメータ・サーベイにより、断熱機厚さ、屈曲点位置、管板延長部形状について検討を行い、管板延長部の形状を球殻+円筒+円錐の組み合せにすることが、クリープ損傷率を低減するのに最も効果的であることを示した。この最適管板形状に対して、非定常温度分布解析および非弾性応力解析を行い、温度分布、応力分布、ひずみ変化等を明らかにした。さらに、クリープ損傷率、疲労損傷率および累積クリープひずみを求め、管板の構造寿命を推定した。管板の構造寿命を支配しているのは、起動・停止時の管板リガメント部板厚方向の温度差に起因する熱応力によるクリープ損傷率であることが明らかとなった。

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