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Development of creep property equations of 316FR stainless steel and Mod.9Cr-1Mo steel for sodium-cooled fast reactor to achieve 60-year design life

ナトリウム冷却高速炉の60年設計のための316FR鋼及び改良9Cr-1Mo鋼のクリープ特性式の開発

鬼澤 高志; 橋立 竜太

Onizawa, Takashi; Hashidate, Ryuta

316FR鋼と改良9Cr-1Mo鋼はナトリウム冷却高速炉(SFR)の構造材料への適用が検討されている。日本原子力研究開発機構は、経済性の向上と放射性廃棄物の削減を目的として、いくつかの革新的技術を提案しており、その中でも最も有効な手段の一つとして60年設計を採用することが挙げられている。60年設計を可能とするためには、日本機械学会規格に規定されている材料強度基準等を30時間から50万時間に延長しなければならないが、これには外挿性に優れたクリープ破断関係式及びクリープひずみ式が不可欠である。本論文では、長時間クリープ特性評価に基づいて、316FR鋼及び改良9Cr-1Mo鋼の高温・長時間におけるクリープメカニズムの変化を考慮したクリープ特性式の開発について述べる。開発したクリープ特性式は、現行の日本機械学会規格のクリープ特性式よりも、より正確な長時間クリープ特性評価が可能である。

Aiming at enhancing its economic competitiveness and reducing radioactive waste, JAEA has proposed an attractive plant concept and made great efforts to demonstrate the applicability of some innovative technologies to the plant. One of the most practical means is to extend the design life to 60 years. Accordingly, the material strength standards set by JSME have to be extended from 300,000 to 500,000 hours but this extension requires more precise estimation of creep rupture strength and creep strain of the materials in the long term. This paper describes the development of creep property equations of 316FR stainless steel and Mod.9Cr-1Mo steel considering changes in creep mechanisms at high temperatures in the long term based on evaluations of long-term creep properties of the materials. The creep property equations developed in this study will provide more precise estimation of the creep properties in the long term than the present creep property equations of JSME.

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