空気冷却熱過渡試験施設(ATTF)の概要

Outline of air-cooling thermal transient test facility

堀切 専人*; 竹本 正典*; 宇野 哲老*

not registered; not registered; Uno, Tetsuro*

新しい試験施設として「空気冷却熱過渡試験施設」(ATTF)が大洗工学センターに建設された。本施設は高速増殖炉の蒸気発生器出口管板部の構造強度を評価する試験を第1の目的とし建設された装置である。管板構造モデル熱過渡試験の目的は(1)塑性域でのひずみ集中計算法の検討、評価を行い、より合理的な解析法、評価法を策定する。(2)「もんじゅ」の設計基準の妥当性を確認する。(3)設計評価法全体としてもつ破損に対する安全裕度の確認を行うことである。本装置は厳しい熱過渡荷重(コールド・ショック)を試験体に負荷出来るものである。その方法は、圧縮空気(最大35㎏†G)を2台の大型圧縮機より製造し、貯蔵タンク(約60m3)に貯蔵する。供試体を所定の温度に昇温した後、貯蔵タンクの圧縮空気を流調弁に通し、一気に供試体内を通過させながら熱過渡を与え、大気に放出する。主配管系は8インチで圧縮空気を最大10㎏/sの流量で流すことができ、最高熱過渡条件としては約4分間で550150(管板構造モデル)の温度変化を作り出すことができる。テストセクションは試験体形状により種々の構造に対応が可能である。但し、耐圧性能は最大8㎏/†G、気密構造が要求される。装置は2台のシーケンサー制御器により自動運転される。ATTFは、試験流体が圧縮空気であることにより、ナトリウム中で使用不可能な各種センサーが使用可能で、特に変形挙動を測定する上で必要なひずみゲージが使用でき、詳細なひずみ分布、局部ひずみ測定が可能な装置である。さらに試験体の破損個所、破損形態を明らかにする上で亀裂の発生検知、進展の観察が容易に可能であるなどの特徴により、各種構造物の試験を実施し、変形挙動及び強度を評価するために有力な手段となる試験装置である。本報告書で装置の概要、運転方法、安全対策等を述べる。

A new test facility "Air-Cooling Thermal Transient Test Facility" (ATTF) was constructed at O-arai Engineering Center. This test facility is utilized, in the first place, for evaluating the strength of outlet tube-sheets of steam generators of FBR Plants. The objectives of the tube-sheet model tests are as follows. The first is to investigate and evaluate the strain concentration in the plastic region. The second is to confirm the adequacy of the design criteria for the prototype reactor MONJU. The third is to confirm the safety margin for failure incorporated in the design evaluation methods. ATTF can impose severe thermal loadings (only cold shock) on the test specimens. The facility produces compressed air (Max. 35kg/cmG) by two large-sized compressors, and stores it in a storage tank (about 60m). After a test specimen is heated up to the aimed temperature the compressed air passes through the test specimens quickly by opening the valve to apply cold shock and is released in the atmosphere. Each main loop pipe is 8 inches in diameter and the flow rate is max. 10kg/s in compressed air. The most severe down thermal transient condition is from 550C to 150C (for tube-sheet model) in about 4 min. The test section can be modified for various kinds of structures, which should be air-tight and have the maximum pressure of 8kg/cmG. The facility is operated automatically by two sequencer controllers. One of the main features of ATTF is the adoption of compressed air instead of sodium as coolant. By using compressed air, various kinds of sensors which can not be used in the sodium environment can be used in ATTF; particularly strain gages can be used effectively to obtain strain distribution for thermal transient condition, and the location as well as the mode of failure of test specimens can be recognized easily through the detection of crack initiation and the observation of crack growth. ATTF is expected to be a powerful ...