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光ファイバを用いた高速炉構造健全性監視技術の開発

Development of fast reactor structural integrity monitoring technology using optical fiber sensors

松場 賢一; 伊藤 主税; 川原 啓孝; 青山 卓史

Matsuba, Kenichi; Ito, Chikara; Kawahara, Hirotaka; Aoyama, Takafumi

ナトリウム冷却型高速炉では、運転時の原子炉出口温度が高温で、原子炉出入口温度差も大きいことに起因して、1次冷却系配管に有意な熱応力が発生する。このため、プラント各部の温度,ひずみ,変位及び振動を高精度で測定することが構造健全性監視上重要である。高速実験炉「常陽」では、光ファイバを用いた高速炉構造健全性監視技術開発の一環として、FBGセンサを用いた1次冷却系配管サポートの変位・振動測定を行っている。原子炉運転に伴う高放射線環境下($$gamma$$線吸収線量率16Gy/h)で測定を行った結果、原子炉運転約180日分の積算吸収線量7$$times$$10$$^{4}$$Gyまでの照射では、FBGセンサの反射光強度の減衰による測定への影響はないことを確認した。また、変位の測定値は、当該部の温度変化幅に線熱膨張係数を乗じて求めた熱変位量の計算値とおおむね一致した。さらに、振動測定では、配管サポート部の固有振動数や、ポンプ回転数とインペラ数を乗じて求めた冷却材の圧力脈動周波数の計算値と一致する周波数成分が検出された。これらの測定結果は、FBGセンサが変位・振動にかかわる高速炉構造健全性監視への適用性を有することを示すものである。

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