Expansion of high temperature creep test data for failure evaluation of BWR lower head in a severe accident

シビアアクシデント時のBWR圧力容器下鏡の破損評価のための高温クリープデータの拡充

山口 義仁 ; 勝山 仁哉  ; 加治 芳行  ; 逢坂 正彦  ; Li, Y. 

Yamaguchi, Yoshihito; Katsuyama, Jinya; Kaji, Yoshiyuki; Osaka, Masahiko; Li, Y.

福島第一原子力発電所の事故の後、原子力機構では、廃止措置等に資するため、圧力容器下部ヘッドの貫通部,スタブ管,溶接部等を含む詳細な3次元有限要素解析モデルを用いてクリープ損傷メカニズムに基づき破損時間や場所を予測する手法の開発を進めている。また、その解析に必要な、既存のデータベースや文献にない融点近傍の高温域における引張特性やクリープ特性の取得も進めている。本研究では、圧力容器下部ヘッドを構成する低合金鋼、ニッケル合金及びオーステナイト系ステンレス鋼に対する単軸引張及びクリープ試験を実施し、既存の材料特性データベースを拡張した。特に、高温かつ長時間のクリープ特性データを非接触型伸び測定機能を有する引張試験機を用いて取得した。また、拡張されたデータベースに基づき、クリープ構成則のパラメータを求め、重大事故時における破損評価の精度向上を図った。

After the Fukushima Daiichi (1F) Nuclear Power Plant accident, we have been developing a prediction method for rupture time and location considering creep damage mechanisms using finite element analysis for early completion of the decommissioning of nuclear power plants in 1F. We have also been obtaining material properties at high temperature near the melting point which are not provided in existing database or literature for the finite element analysis. In this study, we performed uni-axial tensile and creep tests for low alloy steel, Ni-based alloy steel and stainless steels and expanded existing database of material properties. Especially, creep data with longer rupture time at high temperature were obtained by a creep test equipment with a noncontact measurement system. To improve the accuracy of failure evaluation under severe accident conditions, we determined parameters of creep constitutive law based on the expanded database.