Study on factors important to structural integrity of reactor pressure vessel during PTS with regard to fracture probability

加圧熱衝撃時における原子炉圧力容器の構造健全性に重要な因子の破壊確率に関する検討

鬼沢 邦雄 ; 松澤 寛*

Onizawa, Kunio; Matsuzawa, Hiroshi*

加圧熱衝撃(PTS)時の原子炉圧力容器の構造健全性は、破壊靱性,荷重条件,照射脆化等の重要因子を考慮して破壊力学解析手法により決定論的に評価される。確率論的破壊力学に基づく解析コードPASCAL2を用いて、原子炉圧力容器の破損確率を指標としてこれらの重要因子の評価を行った。各因子に対する感度解析の結果から、破壊靱性曲線については高温域における曲線形状の相違が大きく破壊確率に影響することが示された。新照射脆化予測法は若干高めの破壊確率を与えること、PTS解析時の熱伝達係数や肉盛溶接残留応力もある程度破壊確率に影響を及ぼすことが示された。また、関連温度シフトに対する不確かさについて、マージンを用いた現行の決定論的手法とバラ付を考慮した確率論的手法について比較検討を行った。

The structural integrity of RPV during PTS is assessed by considering important factors related to fracture mechanics analysis such as fracture toughness, PTS transient, and irradiation embrittlement prediction and so on. The effects of such factors have been evaluated with regard to the fracture probability of RPV using probabilistic fracture mechanics (PFM) analysis code PASCAL2. Results from sensitivity analyses on the factors showed that the effect of fracture toughness curve is significant when the curve shape is different at high temperature range. Revised embrittlement correlation method gave slightly lower probability of fracture. The heat transfer coefficient for PTS transient and welding residual stress due to overlay cladding showed some effects to increase the probability of fracture. Uncertainties related to the RTNDT shift with regard to the probabilistic variables such as chemical composition and neutron fluence are compared with the deterministic result with a margin.