JRR-3冷中性子源装置における高性能減速材容器の基本設計,2; 構造解析による強度評価

Basic design of high-performance moderator vessel for JRR-3 cold neutron source, 2; Evaluation of moderator vessel by structural analysis

菊地 将宣; 中村 剛実  ; 徳永 翔; 小田 泰嗣*

Kikuchi, Masanobu; Nakamura, Takemi; Tokunaga, Sho; Oda, Yasushi*

基本設計を行っている減速材容器(A6061材)の構造強度については、高速中性子の照射環境下ではA6061材の伸びが減少することから、発生応力に対して弾性範囲内に収めることが重要である。概念設計からの形状変更として製作性を考慮し、容器内面に対して構造の不連続部を無くすためフィレットを設け、平板部を肉厚補強及び低応力部をテーパーで削除した容器形状を検討している。また、外側容器及び内側容器を分割溶接とし、溶接位置は最大応力から離した位置で設定する。その有効性を検証するため、最大圧力で塑性変形の有無を確認する。また、新規容器は船底型の薄肉特殊形状であることから、発電用原子力設備規格設計・建設規格(JSME)等の構造規格が適用できないため、高圧ガス保安法に準拠するよう設計を検討している。そのため、高圧ガス保安法に要求されている4倍耐圧について、これに耐えうる設計であることを確認する。

The vessel shape was changed from the conceptual design to take manufacturability into consideration. The inner surface of the vessel is filleted, and the flat section is reinforced and tapered. To verify its validity, check for plastic deformation at maximum pressure.