高速実験炉「常陽」2次補助冷却系プラギング計のサーマルストライピング評価

Evaluation of thermal striping for the plugging system in the secondary auxiliary cooling system in JOYO

礒崎 和則 ; 小川 徹; 久保 篤彦; 菅谷 和司*; 青木 裕; 小澤 健二

Isozaki, Kazunori; Ogawa, Toru; Kubo, Atsuhiko; Sugaya, Kazushi*; Aoki, Hiroshi; Ozawa, Kenji

「常陽」において、配管合流部におけるサーマルストライピングが問題となる箇所がないか簡易評価による検討を実施した。この結果、2次主冷却系及び2次補助冷却系プラギング計ユニット内部の合流部(以下内部合流部という)では、合流部温度差(Tin)が大きく、詳細なサーマルストライピング評価が必要となった。したがって、Tinが最も大きい2次補助冷却系プラギング計を対象として、内部合流部に温度応答特性の良好な0.5mmの熱電対を15点取り付け配管外面の温度ゆらぎ測定を実施した。また、温度ゆらぎ測定結果と非線形構造解析システム"FINAS"を用いた配管熱伝導解析結果を用いて、配管内面温度ゆらぎと配管板厚方向に発生する応力を評価した。評価結果は、以下のとおりであった。(1)発生する最大温度ゆらぎは、常に内部合流部中心から下流側10mmの位置であった。(2)最大温度ゆらぎ幅は、配管外面で約33Cであった。また、温度ゆらぎの支配的周波数は、0.04Hz、0.09Hzであった。(3)FINASによる熱伝導解析の結果、ゆらぎの支配的周波数0.04Hz、0.09Hzでは、配管内面及び配管外面の温度ゆらぎに時間的遅れがほとんどなく、配管板厚方向に大きな温度分布が生じないことを確認した。(4)温度ゆらぎ測定結果とFINASによる熱伝導解析結果を用いて、配管内面温度ゆらぎと配管板厚方向に発生する応力を評価した。その結果、配管内面温度ゆらぎ幅は、ほぼ外面温度ゆらぎ幅と同一で、発生応力は、2次主冷却系及び2次補助冷却系プラギング計内部合流部の材料であるSUS304の設計疲労限を十分下回る小さな応力であることを確認した。

Scrutiny based on the convenient evaluation to verify whether we have the place where thermal striping in the pipe confluence part was thought to be a primary factor for the heavy accident or not has been done in JOYO. As the result, the big temperature difference (Tin) of the simple inner pipe confluence part existed at the inner pipe confluence part of the plugging system in the secondary main and auxiliary cooling system. Therefore, detailed evaluation of thermal striping was needed. With the thermocouples of high response installed, the temperature fluctuation in outer surface of the pipe was measured on the secondary auxiliary plugging system for the reason why the temperature difference (Tin) was the biggest. And, the temperature fluctuation in inner surface of the pipe and stress occurring in the pipe plate thickness direction was evaluated by means of the temperature fluctuation measurement result and non-linear structure analysis system "FINAS". The above-mentioned evaluation results were as follows. (1)The maximum temperature fluctuation occurring in the pipe was always located from the center of inner pipe confluence to 10mm position of the down-stream side. (2)The maximum temperature fluctuation range was about 33C in outer surface of the pipe. And, controlling frequency of the temperature fluctuation was 0.04Hz and 0.09Hz. (3)Time delay was almost never contained in the temperature fluctuation elements between inner and outer surface of the pipe by dint of analysis results of the heat conduction by "FINAS". And, the big temperature distribution did not occur in the pipe plate thickness direction was confirmed that the big temperature distribution did not occur in the pipe plate thickness direction. (4)The temperature fluctuation in the pipe inner surface and the stress occurring in the pipe plate thickness direction was evaluated by use of result of the temperature fluctuation measurement and the heat conduction ...