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月森 和之; 矢田 浩基
Journal of Pressure Vessel Technology, 147(3), p.031901_1 - 031901_9, 2025/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Engineering, Mechanical)日本では、福島第一原子力発電所の事故以来、原子力プラントに対して厳しい安全対策が取られている。シビアアクシデント時において、放射性物質を内包する危機がそのバウンダリ機能を維持できるか否かが重要な関心事となる。本研究では、高速炉の1時冷却材を内包する容器等のバウンダリを構成する構造部材である鏡板とベローズに着目し、設計を超える過大な圧力を受けた場合の座屈、座屈後変形、さらにバウンダリの貫通破損(バウンダリ機能喪失)までの挙動を検討した。研究は、2013年度に始まり、段階的に進められたが、最終段階として、新たに提案する破損クライテリアの鏡板、ベローズへの適用結果を示すものである。
麻生 智一; 達本 衡輝*; 大都 起一*; 川上 善彦*; 小守 慎司*; 武藤 秀生*; 高田 弘
JAEA-Technology 2019-013, 77 Pages, 2019/09
JAEA-Technology-2019-013.pdf:5.59MB
大強度陽子加速器施設(J-PARC)物質・生命科学実験施設において1MWの陽子ビームで駆動する核破砕中性子源では、水銀ターゲットで発生した高速中性子を冷中性子に冷却するために、液体水素(1.5MPa, 20K以下)を3基のモデレータに供給し、そこで発生する核発熱(3.8kW)を強制方式で冷却する低温水素システムを備えている。この低温水素システムでは、核発熱に伴う系内の圧力変動を低減するためにベローズ構造で圧力を吸収するアキュムレータを採用していることが特徴である。しかしながら、初期に使用したベローズで不具合が生じたため、高耐圧, 長寿命のアキュムレータが必要となった。厚肉プレートによる高耐圧性を有する溶接ベローズ(内ベローズ)の要素技術開発を行い、最適条件を見出すことができた。内ベローズの試作機を製作し、2MPaの圧力印加を繰り返す耐久試験により、設計寿命(1万回以上)を満たすことを確認した。また、その製作法による内ベローズを導入したアキュムレータの組立時、溶接歪等によって内ベローズの機能性や寿命に影響しないように、水平・垂直度を0.1
以内に抑えた。改良したアキュムレータは既に約25,000時間(繰り返し伸縮約16,000回(運転中40mm伸縮の設計寿命は50万回))の運転を実現できており、2019年1月現在、500kWビーム出力で運転中である。2018年7月には932kWビーム入射した運転を行い、アキュムレータの圧力変動抑制機能が設計どおりの性能を有することを確認し、今後の高出力において安定運転ができる見通しを得た。
沢 正史*; 金森 直和*; 清水 克祐*; 野村 由紀夫*; 大川 慶直; 柴沼 清; 多田 栄介
JAERI-M 92-094, 102 Pages, 1992/07
原研では、臨界プラズマ試験装置(JT-60)に続く次期大型装置として核融合実験炉の研究開発を進めている。ITERは、日本、米国、EC及びロシアの4極協同で進めている国際熱核融合実験炉であり、既に3年間にわたる概念設計を終了している。本件は、ITERの炉構造の主要構成機器の一つであるクライオスタット及びその貫通部の構造設計に係わるものであり、日本提案のコンクリート製クライオスタットを基本とした脱着式上部蓋、開口部、非円形断面ベローズ、大型ゲート弁構造及び冷却配管配置の検討結果を取りまとめたものである。本検討により、遠隔による分解組立性と遮蔽機能を両立する構造概念を明らかにすると共に大型ゲート弁についてはシール部の試作試験を通してくり返しシール特性を把握することができた。
高津 英幸; 山本 正弘; 清水 正亜; 鈴木 和夫*; 園部 正*; 林 雄造*; 水野 源一郎*
Journal of Nuclear Science and Technology, 21(5), p.341 - 355, 1984/00
被引用回数：4 パーセンタイル：44.86(Nuclear Science & Technology)核融合装置のポートへの適用を目的として、溶接ベローズの捩り疲労強度を実験的に評価した。溶接ベローズは微小な捩り角を与える事により容易に座屈を起こしスパイラル状の大変形を呈する事、溶接ベローズは捩り荷重を与えても容易に破壊には至らず、従来信じられて来た以上に疲労寿命を有する事が実験により明らかとなった。捩り荷重が作用している状態の溶接ベローズの応力評価に関しては、座屈が生じない場合は剪断応力評価式、座屈する場合には軸方向曲げ応力評価式を提唱し、高サイクル疲労領域では前者、低サイクル疲労領域では後者が疲労データとよく合致する事が判った。本応力評価式をJT-60真空容器のポート用溶接ベローズに適用した結果、設計荷重に対する健全性が示された。
高津 英幸; 清水 正亜; 太田 充; 今井 兼久*; 小野 令*; 南 真和*
JAERI-M 9242, 47 Pages, 1980/12
鞍形電磁力に対するJT-60真空容器の動的解析を行った。解析において、特に着目するベローズの応答に関しては、隣接する厚肉リングからの強制変位による準静的応答、隣接する厚肉リングからの強制加振による動的反応及びベローズ自身に作用する鞍形電磁力による動的応答の3成分に分けて求めた。解析の結果、鞍形電磁力に典型的に対応する厚肉リングの固有振動数は46.3Hzであり、プラズマ1msec消滅時には厚肉リングは最大3.1mmの変位を生じ、真空容器の動的挙動が顕著であることがわかった。一方、プラズマ50msec消滅時や立ち上げ時においては、真空容器の挙動は比較的準静的であることが明らかとなった。
高津 英幸; 清水 正亜; 奥村 光男*; 川上 誠*
JAERI-M 8350, 39 Pages, 1979/07
即に報告済みである解析手法及び固有値解析の結果を用いて、JT-60本体の地震時の応答解析を行った。解析は、EL CENTRO波及びTAFT波について、最大入力加速度が水平方向 200gal、鉛直方向100galの入力条件で行った。解析結果によれば、装置本体は真空容器を除いて一体と振動し、最大1.06cmの変位を生じる。これに対し、真空容器は独立な動きを呈し、最大変位1.72cmとなる。更にベローズは、隣接厚内リングの変位に伴う強制変形を受け、厚内リングの振動の振幅と位相が最悪の場合を考えると生じる応力強さは約24kg/mm
となり、他の設計荷重との重量を考えると許容応力を越える為、真空容器支持系の剛性を上げる為設計変更が必要である事が明らかとなった。更に、星形トラスの耐震有効性、コンポーネント間の干渉は生じない事等も明らかにされた。
