多孔板有効応力概念の管板構造設計への適用性評価

Applicability of effective stress concept to structural design of tubesheets

笠原 直人*; 高正 英樹*; 川崎 信史 ; 安藤 勝訓 

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

熱交換器に使用される多数の伝熱管を集合させる多孔板は形状が複雑であることから、マクロな等方性に着目して等価な中実板に置き換えた解析が行われている。等価中実板を用いた非弾性解析を可能とするため、構成式に依存しない汎用的な弾塑性クリープ等価物性を決定する手法の研究を筆者らは進めている。本報では前報にて紹介した有効応力比に基づく等価中実板の管板構造設計への適用性を報告する。従来の平管板に加えて、高速増殖実証炉での採用が期待されている球形管板についても適用範囲を調べ、設計用解析モデルを提案した。

For design analysis of perforated plates, axi-symmetric models with equivalent solid plates are conventionally adopted to simplify perforated geometries. ASME Sec.III Appendix A-8000 provides elastic constants for equivalent solid plates. To extend applicable area of equivalent solid plates to inelastic analysis, the general determination method of non-linear equivalent material properties for perforated plates was proposed based on the effective stress ratio (ESR). This study examined applicability of effective stress concept to structural design of plat and spherical tubesheet structures.