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笠原 直人; 岩田 耕司; 今津 彰; 堀切 守人; 戸倉 直*
PNC TN9410 90-032, 321 Pages, 1989/12
管板構造はFBRプラント設計においてしばしばクリティカルとなる構造の一つであることと,特異な形状を有することから専用の設計評価法が必要とされている。このため原型炉用に管板構造系設計評価法暫定指針が提案されている。本報告書は大型炉で要求されている管板の稠密化および高温化を可能とするために,暫定指針を発展させた新しい考え方による評価法の提案を行ったものである。これまで管板構造の評価には各国とも,圧力を主要な荷重要因とする軽水炉の弾性設計評価法であるASMESecIIIA-8000をベースに用いてきた。しかしA-8000を高速炉に適用するには,熱交換器管板の主要な荷重である熱応力場への拡張と,高温化による材料の非弾性挙動を評価する方法の開発が必要となる。このため本研究では熱応力場におけるA-8000の適用限界とその改良方法を示し,さらにA-8000を用いずに多孔平板モデルによる熱応力解析を基礎とする評価体系を提案した。また非弾性挙動評価法としては,穴まわりのひずみ集中挙動が多孔部の稠密度を表すパラメータであるリガメント効率により変化することに着目し,リガメント効率と穴まわり弾性追従係数の関係を求めた。
笠原 直人; 戸倉 直*; 岩田 耕司; 堀切 守人; 今津 彰
PNC TN9410 88-037, 169 Pages, 1988/02
高速炉の熱交換器に使用される管板構造はプラント設計において重要な構造物の一つであるが、形状が複雑であるため簡易解析法の開発が必要である。従来の解析法としてはASME.A-8000の方法があるが、弾性領域でのみ有効である。このため本研究では管板構造をモデル化する場合の中心部である多孔部を等価非弾性特性値で模擬した簡易非弾性解析モデルを考案した。等価特性値のうち等価弾塑性特性を定義するために応力-ひずみ関係Ludwik型の式であらわした場合のパラメータの値をリガメント効率の関数として整理した。等価クリープ特性としてはクリープひずみ式をNorton則であらわした場合のパラメータの値を与える猪狩らの方法の適用性を検討した。これらの非弾性特性を用いて等価中板軸対称モデルと局所穴あき等価中実平板モデルの2つの解析モデルを作成し、詳細非弾性解析と熱過渡試験データとの比較により検証を行った。この結果、等価非弾性特性はリガメント効率の1次式で表わせ、十分な精度を有した。猪狩らの等価クリープ特性は保守的であった。2つの簡易解析モデルは詳細解析の結果とはよく一致したが、実験値に対してはやや保守的であった。
笠原 直人; 堀切 守人; 岩田 耕司; 宇野 哲老*; 今津 彰; 戸倉 直*
PNC TN9410 87-057, 245 Pages, 1987/03
高速炉の熱交換器等に見られる管板構造系は形状が複雑で強度評価が最も難しいものの1つである。本研究の目的はモデル試験データおよび詳細解析により原型炉用評価法の検証を行なうことと合理化のための知見を得ることである。3次元解析をもとに2次元の温度と応力解析モデルを開発し、試験データの解析を行なった。また試験と解析結果から設計評価法各部の検討を行なった。3次元解析からは熱過渡時の応力発生メカニズムが明らかになった。また応力要因に着目して開発した簡易温度解析モデルと3次元効果を考慮した2次元応力解析モデルは3次元解析の結果とよく一致した。簡易モデルを用いた温度試験解析からはシュラウド内側熱伝達面に管内乱流熱伝達式を適用した場合、保守的となることが分かった。またひずみ試験データ解析からは2次元非弾性解析結果は試験結果と数%の精度で一致し、設計評価法はこれらに比べ大きな裕度を持つことが分かった。結論として原型炉用の評価法は総合的には大きな裕度を持つ。その要因としてシュラウド部伝達係数の価小評価とひずみ集中係数の過大な裕度があげられる。しかしA-8000による穴まわり応力評価は裕度を持つとはいえない。
