革新的水冷却炉用燃料被覆管のための熱変形挙動評価試験法

Evaluation method of thermal deformation for Fast Spectrum Light Water Reactor (FLWR)

石島 暖大 ; 井岡 郁夫  ; 木内 清; 金子 哲治*; 大久保 努; 山本 正弘 

Ishijima, Yasuhiro; Ioka, Ikuo; Kiuchi, Kiyoshi; Kaneko, Tetsuji*; Okubo, Tsutomu; Yamamoto, Masahiro

次期軽水炉として研究開発が行われている革新的水冷却炉(FLWR)の燃料被覆管は、温度分布,構造荷重及び内圧が定常的に変化する環境に晒される。そこで、この燃料被覆管の耐久性を評価するため上記条件を同時に制御可能な熱変形挙動評価試験法を開発し、ジルカロイ-2に対して試験を行うとともに、試験条件を模擬した構造解析結果と比較することで試験法の妥当性を確認した。試験時間中の変形量は、内圧,外力,温度分布を与えることで変動し、実機の条件に極めて近いデータが得られることがわかった。また、弾性範囲内で計算した変形量の予測結果とも一致し、熱変形挙動評価試験法の妥当性が確認された。

We investigate one of these innovative water reactors; Fast Spectrum Light Water Reactor (FLWR). It has unique construction for the reactor core but the fuel cladding material will be exposed in high internal pressure and axial load and complex temperature distribution. Therefore, we conducted a specially designed fatigue-creep test that were simulated several parameters (thermal distribution, temperature variation, internal pressure variation and binding stress) to evaluate an applicability of fuel cladding material for FLWR. Zircalloy-2, which is common cladding material, was used for the test. Test result was confirmed to compare the deformation value between tested and calculated. The result showed the evaluation method could be controlled several parameters simultaneously and the deformation value after the test coincided to the calculated value. This method is sufficient to evaluate thermal deformation characteristics for FLWR.