高速炉の直管型2重管蒸気発生器管板の熱応力評価,1; 熱応力発生機構

Thermal stress evaluation of tubesheet structures for double-wall-tube steam generators of FBRs, 1; Study of stress inducement mechanism

笠原 直人; 高正 英樹*; 安藤 勝訓 

Kasahara, Naoto; Takasho, Hideki*; Ando, Masanori

次世代高速増殖炉において、安全性と経済性を達成するための革新技術の一つとして、もんじゅで採用された単管ヘリカルコイル型蒸気発生器とは異なる直管2重伝熱管蒸気発生器の採用が検討されている。蒸気発生器の構造設計では、多数の伝熱管を束ねる管板の設計が、その形状の複雑さと過渡運転時の厳しい熱応力により難しい。特に、伝熱管本数が多く大型化した直管2重伝熱管蒸気発生器では、耐圧上有利な球形管板の採用と新規材料である高クロム鋼の採用が検討されており、従来の設計法の適用範囲を超える。このため、平成18年度に原子力機構次世代原子力システム研究開発部門,システム計算科学センター及びプラントメーカーが協力し、プラント過渡運転時の最大応力発生位置,最大応力値の把握,応力発生機構の研究を行った。

Tubesheet structures utilized in heat exchangers have complex perforated portions. For design analysis of these structures, axi-symmetric models with equivalent materials of perforated plate are conventionally adopted to simplify perforated portions. Double wall steam generators expected for commercial FBRs require new type of tubesheets, where conventional design methods are not applicable. Therefore, JAEA started research programs to develop a design by analysis method of these structures. This paper reports on the mechanism of thermal stress developments in new tubesheets with an associated paper.