Thermal transient test and strength evaluation of a tubesheet structure made of Mod.9Cr-1Mo steel, 1; Test model design and experimental results

改良9Cr-1Mo鋼製管板構造試験体の熱過渡試験と強度評価,1;試験体設計と試験結果

安藤 勝訓 ; 長谷部 慎一; 小林 澄男; 笠原 直人*; 豊吉 晃*; 大前 隆広*; 江沼 康弘*

Ando, Masanori; Hasebe, Shinichi; Kobayashi, Sumio; Kasahara, Naoto*; Toyoshi, Akira*; Omae, Takahiro*; Enuma, Yasuhiro*

JSFRの蒸気発生器のために設計された球形管板の破損形態を明らかにするために、管板試験体を用いた繰返し熱過渡強度試験を実施した。管板構造試験体はJSFRの冷却系機器配管で採用予定の改良9Cr-1Mo鋼である。試験は原子力機構の有する大型ナトリウムループを利用して実施した。600C及び250Cのナトリウムを試験体に交互に流しこんで熱過渡を発生させた。また600Cのナトリウム流入後には2時間、250Cのナトリウム流入後には1時間の定温ナトリウム流入時間を設けた。1873サイクルの試験後に液体探傷試験、破面観察、硬さ試験を実施した。また計測された温度分布履歴の妥当性を検証するために熱流動解析を実施した。これらの結果により球形管板の破損形態についてまとめた。

To clarify the failure mode of a semispherical tubesheet structure originally designed for SG in the JSFR, a cyclic thermal loading test was performed using a tubesheet model test structure. The tubesheet model made of Mod.9Cr-1Mo steel was subjected to 1,873 cycles of severe thermal transient loads using a large-scale sodium loop, in which sodium heated to 600C and 250C was flowed repeatedly with periods for each transient of 2 and 1 h, respectively. After the test, the test model was inspected by PT. Then, observation using a SEM and hardness testing were performed. A thermal-hydraulic analysis was also performed to validate the measured temperature history during the thermal transient. Through these examinations and evaluation with thermal-hydraulic analysis, the manner of failure in the tubesheet under cyclic thermal loading is discussed.