機器上下免震構造の実規模設計

A Design study on the vertical seismic isolation system for a common-deck

町田 秀夫*; 神島 吉郎*

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経済性の追及、及び設計の標準化を目的に免震プラントの設計が進められている。建屋水平免震を前提とし、大型皿ばねを用いた機器上下免震構造の成立性を確認することを目的に主要な項目に関して検討した。本報告書は、その検討結果をまとめたものである。今年度は、上下の固有振動数が1Hzとなる免震システムを対象として、免震要素、減衰装置の検討を行い、この成果に基づいて非線形応答を評価した。また、免震要素に用いる皿ばねについて、要素特性試験及び材料試験を実施した。 検討の結果を以下にまとめる。 (1)免震要素に用いる皿ばねの構造の見直しを行い、合理化を図った。 (2)地震時の荷重に対する免震要素の支持構造の健全性を確認した。 (3)実機に適用する鉛ダンパとして型ダンパを選定した。 (4)鉛ダンパの非線形特性を考慮すると、応答変位は線形解析結果より低下する。しかし、大きな減衰率を目標として多数の鉛ダンパを使用すると、鉛ダンパの1次剛性の影響で、かえって加速度応答が増加する傾向が見られた。 (5)コモンデッキ上の重量の片寄りが生じた場合でもロッキング変位は小さく、原子炉容器内スロッシング波高も問題とはならない。 (6)皿ばね単体及び要素としての変位-反力特性を確認した。変位の大きい領域で、皿ばねの支持部とのかじりと思われる反力の増加が見られた。このかじりを避けることが設計上重要な課題である。

A design study for a large scale seismic isolation FBR plant has been carried out to reduce the construction cost and to standardize the seismic design. This paper describes the studies of the vertical seismic isolation system for a common-deck which is applied in a horizontal isolated reactor building. The design have been studied on isolation device and absorber, and the characteristics of coned disk spring and its material strength are tested. The results of this study are as follows: (1)Modification and optimization of the coned disk spring, which is applied in the isolation device, has been carried out. (2)The integrity of support structures in the isolation device is clarified under the seismic loadings. (3)-shaped lead dampers are applicable for the absorber system. (4)Nonlinearity of the lead dumper decreases the responsive displacement, but elastic stiffness of the dumpers increases the responsive acceleration, when too many lead dumpers are applied. (5)The rocking displacement and the amplitude of sloshing in the reactor vessel are very small, even if the imbalance of the weight of common-deck occurs. (6)The relationship between displacement and reaction force of the coned disk spring have been examined. In these tests, the spring stiffness significantly increases in the high-loading condition, because the edge of the coned disk spring bits into support plate.