3重伝熱管の製作性評価

Manufacturability evaluation of the triple wall SG tubes

林田 均 ; 大平 博昭; 荒 邦章 ; 堀 徹; 此村 守

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2重管簡素化用に用いる12Cr鋼製3重伝熱管では、薄肉管内外にリブ等を設ける構造となっている。このリブ加工が困難と想定されたため、本試作では、まず比較的加工性の良い SUS316鋼製3重伝熱管の製作性を評価し、 12Cr鋼製3重伝熱管の見通しを得ることとした。本試作及び評価を通して、以下の結果が得られた。1)12Cr鋼での薄肉管の製作性について、管素材メーカの製作実績を調査した結果、設計で想定している 3重伝熱管相当の薄肉管は製作可能と判断された。2)リブ付隔壁管の製作特性については、螺旋型、直線型は引き抜き加工により、隔壁管の内外面に設けることができることが分った。また、節型については溶接により外面に設置可能であることを確認した。3)設計で想定している隔壁管の板厚1mmに対するリブ高さ0.4mmは、加工の面からほぼ限界値であり、リブ加工による管強度、寸法精度に対する影響はないことがわかった。4)内管、隔壁管、外管の組み合わせ性(挿入荷重)について、供試体製作結果から、実機伝熱管長での組み合わせ性(挿入荷重等)を評価し、過大な値とならないことがわかった。 また、3重伝熱管の振動試験に用いる供試体について、 実機設計仕様を基準とし3重伝熱管の製作公差や振動解析結果を検討した上で、 製作パラメータを設定し、 4種類(螺旋リブ、直線リブ、節型リブ、直線リブ(ギャップ小))を製作した。さらに3重伝熱管が設計想定通りの挙動を示すか確認するために、振動試験計画を作成した。

In order to evaluate the manufacturability of the triple wall tubes for the steam generators (SGs), which are designed for the simplified secondary sodium loop, various specifications of the triple wall tubes were constructed. We used SUS316 steel and evaluated the manufacturability of the 12Cr tubes, since it was estimated to be difficult to fabricate the ribs even on the SUS316 thin tubes. The following results were obtained from these results; (1)It was estimated that a thin wall tube made from 12Cr steel could be manufactured for the practical plant design, (2)The two kinds of the separate tubes, which had the spiral ribs and the straight ones and were installed between the inner and the outer tubes, were manufactured by the drawing-tube method. Those with ringed ribs were also manufactured by welding of ringed spacers, (3)It was estimated that 0.4mm height for the spiral ribs and the straight ones was almost limiting height in case of 1mm tube thickness, and the drawing-tube process did not affect the tube strength and the tube tolerances, and (4)The assembling loads of the inner tubes, the separate ones and outer ones were estimated to become the reasonable loads for the practical size of triple wall SG tubes. Triple wall SG tubes for vibration tests were designed and manufactured.They were made up of four kinds of ribes (spiral rib, straight rib, ringed rib and straight rib with narrow gap). In this study, the vibration tests were also planned for examining the actual behaviour of the triple wall SG tubes.