流体温度の多次元空間ゆらぎに対する接液構造物の周波数応答関数

Frequency response function of multi-dimensiona1 structures to fluid temperature fluctuations

笠原 直人; 高正 英樹*

kasahara, Naoto; not registered

原子力プラントの機器、配管において温度が異なる冷却材が合流する領域では、流体混合による不規則な温度ゆらぎが生じるため、熱応力による構造材の疲労破損に注意する必要がある。著者らはこれまで、平板の板厚方向の 1次元温度分布によって生じる熱応力を温度ゆらぎの周波数に応じて合理的に評価する周波数応答関数を提案してきた。これに対し、実際のプラントでは、板厚内温度分布に面内の温度分布が加わる多次元温度ゆらぎの発生が指摘されている。本研究では、周波数応答関数による多次元問題の評価を可能とするため、有効拘束係数を導入することによって関数の拡張を行った。これにより、多次元問題である温度成層界面およびホット/コールドスポットにより誘起される熱応力が、周波数応答関数で取り扱えることを示した。

Temperature fluctuation from incomplete fluid mixing induces fatigue damages on structures of nuclear components, which should be prevented. For rational analyses of this phenomenon, the authors have developed a frequency response function of thermal stress induced by one-dimensional temperature gradient across wall thickness. 0n the other hand, it is pointed out that existence of other stress modes from multi-dimensional structure with complex constraint conditions. This study has extended the frequency response method for adoption to multi-dimensional problems by introducing constraint efficiency factors. Applicability of this function was validated for multi-dimensional problems such as thermal stratification problems and hot/cold spot ones.