Spectra thermal fatigue tests under frequency controlled fluid temperature variation; Transient temperature measurement tests

Spectra周波数制御流体温度変動熱疲労試験; 温度計測試験

川崎 信史 ; 小林 澄男; 長谷部 慎一; 笠原 直人

Kawasaki, Nobuchika; Kubayashi, Sumio; Hasebe, Shinichi; Kasahara, Naoto

これまで、サーマルストライピング現象による破損を防止するために、サーマルストライピング評価法が検討されてきた。周波数応答関数を用いることで、流体温度履歴から構造物の温度と応力の応答を計算することができるため、周波数応答関数を用いた手法は、優れた評価手法であると考えられている。流体から構造物への温度応答を計測し、応答の周波数特性を確認するために、温度計測試験が実施された。温度計測試験においては、0.05, 0.2, 0.5Hzという3種類の異なる周期の正弦波状の流体温度履歴が周波数制御流体温度変動熱疲労試験装置(SPECTRA)を用いて与えられ、構造物内表面及び外表面の温度応答が試験体軸方向に沿って計測された。その結果、流体から構造物への温度伝達(減衰)プロセスにおける周波数効果が試験により計測・確認されるとともに、周波数応答関数評価法において採用されている有効熱伝達関数(周波数応答関数)の妥当性が示された。

The coolant leakage by thermal striping phenomenon should be prevented at nuclear power plants and a lot of efforts are made to develop its evaluation methods. The frequency transfer function method can explain temperature and stress response to fluid temperature history using transfer function models; therefore it is considered as an excellent evaluation method. To measure temperature response of structures to fluid and to confirm their frequency characteristics, transient temperature measurement tests were performed by JAEA. In the transient temperature measurement tests, three different frequencies of sinusoidal fluid temperature waves (0.05, 0.2, 0.5Hz) were controlled using frequency controlled thermal fatigue test equipment (SPECTRA) and temperature responses at inner and outer structural surfaces were measured along the test sections. Frequency effects on temperature attenuation during transfer process from fluid to structures were confirmed and the effective heat transfer function in frequency transfer function method was verified by transient temperature measurement test results.