高速炉の直管型2重管蒸気発生器管板の熱応力評価,2; 大規模詳細熱応力解析

Thermal stress evaluation of tubesheet structures for double-wall-tube steam generators of FBRs, 2; Large-scale thermal stress analysis

羽間 収; 新谷 文将

Hazama, Osamu; Araya, Fumimasa

次世代高速炉を実現するための革新技術の一つとして、直管型二重伝熱管蒸気発生器の採用が検討されている。しかし、これを実現するためには、厳しい機械的・熱的環境において7000本もの伝熱管を保持できる大型管板の開発が重要になっている。実現に向けて耐圧上有利な球形管板及び新材料の採用が検討されているが、これは従来設計法が適用できないため、管板の開発にあたって、まずは最大応力発生箇所及び最大応力値を把握することが必要となった。本報では、球形かつ表面に伝熱管保持用スタブ構造を持つ3次元複雑形状構造である球形管板中の最大応力発生箇所及び最大応力値を把握するため実施した大規模詳細熱応力解析の結果について報告する。

A new concept of double-wall-tube steam generator (SG) is being introduced and investigated as an innovative technology to realize next-generation sodium-cooled Fast Breeder Reactors (FBRs) for commercialization. This new concept is posing great challenges in the engineering design of a tubesheet which must bundle over 7000 double-wall tubes under severe mechanical and thermal loads. R&D efforts concerning the development of a feasible design and establishment of design-by-analysis methods for the new-concept tubesheet structure have been begun at JAEA. As a first step, an attempt at identifying the high stress locations and their magnitudes through large-scale numerical simulations using geometrical models in accord with reality are reported.