Development of the buckling evaluation method for large scale vessels in fast reactors made of grade 91 steel and austenitic stainless steel with large initial imperfections

初期不整を有する改良9Cr-1Mo鋼とステンレス鋼製高速炉向け大型容器の座屈評価法開発

岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 渡壁 智祥; 安藤 勝訓 ; 宮崎 真之

Okafuji, Takashi*; Miura, Kazuhiro*; Sago, Hiromi*; Murakami, Hisatomo*; Watakabe, Tomoyoshi; Ando, Masanori; Miyazaki, Masashi

免震システムが適用された高速炉の容器に適用可能な座屈強度評価式の開発を行っている。既往報告において、一定の水平荷重を受けつつ、周期的な軸方向圧縮荷重が作用する条件下での一連の座屈試験と解析を行い、座屈評価式の適用性を確認している。本報告では、大きな初期不整がある場合に座屈強度が低下する効果を取入れるための補正係数を提案した。様々な寸法、初期不整形状、垂直/水平荷重比を有する改良9Cr-1Mo鋼(Grade91)及びオーステナイト系ステンレス鋼の容器に対して、大変形大ひずみ理論による一連の弾塑性座屈解析を実施した。その結果、補正係数は全体的に初期不整の程度に対応して座屈強度が減少する傾向にあり、補正係数を考慮した座屈評価式は肉厚の半分を超える大きな初期不整がある場合でも高速炉の容器に適用できることを示した。

We have developed the buckling strength equations of vessels for fast reactors with seismic isolation system. The applicability of the buckling equations was confirmed by a series of buckling tests and analyses under monotonic or cyclic axial compressive load accompanied with constant horizontal load in the previous reports. In this report, we proposed a correction factor to reduce the buckling strength calculated by the buckling equations for large initial imperfections. A series of elastic-plastic buckling analyses considering large displacement and large strain theories was conducted to Grade 91 steel and austenitic stainless steel vessels which has a wide range of dimensions, initial imperfection amplitude, and vertical/horizontal load ratio. The simulation results showed that the correction factor generally shows a reduction tendency of buckling strength corresponding to initial imperfection amplitude, and the modified buckling equations are applicable to the vessels in fast reactors even for large initial imperfection amplitude which exceeds half the wall thickness.