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能井 宏弥*; 渡邊 壮太*; 久保 幸士*; 岡島 智史; 安藤 勝訓
日本機械学会M&M2023材料力学カンファレンス講演論文集(インターネット), p.CL0712_1 - CL0712_5, 2023/09
本研究では、非弾性解析(弾塑性クリープ解析)によりクリープ損傷値を求める際に課題となる高温保持前の負荷に対して、保守的なクリープ損傷値の評価を可能とするために、既存の弾性解析に基づく保守的な評価手順の考え方と整合した緩和初期応力(解析における熱荷重条件)の設定方法を具体化した。また、具体化した手順を用いた非弾性解析により算出したクリープ損傷値は、保守性を持ちつつ現行の弾性解析に基づく評価結果よりも合理化された値となることを確認した。
加藤 篤志; 久保 重信; 近澤 佳隆; 宮川 高行*; 内田 昌人*; 鈴野 哲司*; 遠藤 淳二*; 久保 幸士*; 村上 久友*; 鵜澤 将行*; et al.
Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Sustainable Clean Energy for the Future (FR22) (Internet), 11 Pages, 2022/04
プール型ナトリウム冷却高速炉の概念設計研究を行っている。本検討では、日本の地震対策、原子炉容器の熱流動、崩壊熱除去システムの設計などの主な課題の報告を行う。日本に650MWeのタンク型ナトリウム炉が設置される場合、厳しい地震に対する設計が必要で、原子炉構造を強化している。また、新たに3次元免震システムの開発も進めている。
渡邊 壮太*; 久保 幸士*; 岡島 智史; 若井 隆純
日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス講演論文集(インターネット), p.581 - 585, 2017/10
高速炉の高温構造設計規格では、内圧が低く、熱応力が大きい高速炉の荷重条件の特徴を考慮し、設計者が応力緩和時の弾性追従の程度を特に意識することなく評価できるよう弾性追従係数を一意にq=3と定めた長期一次応力が低い場合の規定がある。非弾性解析を用いてより現実的な弾性追従係数を算定すれば、より合理的な設計が可能となる。そこで、設計への適用性に配慮して非弾性解析による弾性追従係数の算定方法を具体化し、非弾性解析結果から直接求めたクリープ損傷値と、弾性追従係数を用いたクリープ損傷値を比較し、評価手法の適用性を確認した。
岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 久保 幸士*; 佐藤 健一郎*; 若井 隆純; 下村 健太
日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス講演論文集(インターネット), p.591 - 595, 2017/10
次世代高速炉の容器は、容器径が増大し、相対的に薄肉化することに加え、近年の想定地震荷重の増大に対応するため水平免震化されることにより、長周期の水平地震荷重が負荷された状態で、相対的に大きな鉛直荷重を繰り返し受けることになる。加えて、容器材料として、従来のオーステナイト系ステンレス鋼のほか、高降伏応力かつ加工硬化係数の小さい改良9Cr-1Mo鋼の適用も見込まれる。高速炉高温構造設計規格で規定されている座屈評価法は、厚肉容器の塑性座屈を主対象としており、繰返し荷重の影響も考慮されていない。そこで、既往研究の知見も踏まえ、薄肉円筒容器構造の軸圧縮、曲げ、せん断の弾性座屈とそれらの相互作用、および鉛直荷重の繰返し負荷による座屈荷重低下を考慮でき、かつ改良9Cr-1Mo鋼製容器にも適用可能な新たな座屈評価式を提案し、改良9Cr-1Mo鋼製円筒容器に対する座屈試験と数値解析を実施し、当該座屈評価法の適用性と解析精度を検討した。
山下 勇人; 山下 拓哉; 鬼澤 高志; 永江 勇二; 山本 賢二*; 首藤 紳伍*; 川崎 憲治*; 久保 幸士*
no journal, ,
高速炉プラント構造材料の候補材の一つとして改良9Cr-1Mo鋼が挙げられている。火力プラントにおいて、本鋼種の経年劣化材に補修溶接を施した場合、クリープ強度が低下するとの報告がある。高速炉プラントにおいては、新規建設時に溶接部に溶接欠陥が生じた場合、補修溶接を施すことが予想される。そのため、新材に対しての補修溶接の位置、回数がクリープ強度へ及ぼす影響を調査する必要がある。今回、補修溶接の位置および回数を変えた補修溶接継手のクリープ試験を行った。その結果、火力プラント経年劣化材に補修溶接を行った場合と異なり、明瞭なクリープ強度低下は見られなかった。
加藤 篤志; 小野田 雄一; 宮川 高行*; 遠藤 淳二*; 久保 幸士*
no journal, ,
600MWe級のタンク型ナトリウム冷却高速炉について、炉内流況適正化のための対策構造の効果を評価するとともに、手動トリップ、および外部電源喪失時の代表的な熱過渡事象時の熱流動解析、および構造解析を行い、原子炉構造の健全性を評価した。
相澤 康介; 近澤 佳隆; 諸星 恭一*; 久保 幸士*; 内田 昌人*
no journal, ,
ナトリウム冷却炉において、再生エネルギーとの共存を考慮した効率的なエネルギー供給の達成には、日負荷追従運転が有効である。本研究では、電気出力60万kWeのタンク型ナトリウム冷却炉を対象として、構造健全性の観点で日負荷追従運転の成立範囲を評価した。原子炉構造概念のうちホットプールとコールドプール間に設置され出力変動の熱影響が及ぶプレナム仕切円筒を対象に、日負荷追従運転時の低出力時の電気出力,出力変動時間,日負荷追従運転回数等をパラメータとして凡その成立範囲を評価した。具体的には、日負荷追従運転で生じる温度変動及び液位変動を入力条件として、商用解析コードABAQUSを用いた非定常温度解析及び熱応力解析によりプレナム仕切円筒のクリープ疲労損傷評価を実施した。評価の一例として、低出力時の電気出力50%、出力変動時間3時間、回数を約17000回に制限した場合に構造健全性評価を満足する見通しが得られた。これにより日負荷追従運転に対応可能なポテンシャルを有することを確認した。
能井 宏弥*; 渡邊 壮太*; 久保 幸士*; 岡島 智史; 安藤 勝訓
no journal, ,
本研究では、弾性追従ひずみ、クリープ損傷およびひずみ範囲の算定において考慮する弾性追従挙動に対して、非弾性解析を用いた弾性追従係数を算定する方法をそれぞれ具体化した。また、ひずみ範囲に関する繰返し挙動から算定した弾性追従係数が、他の挙動から算定する弾性追従係数よりも小さい値となることを確認し、この要因を考察した。
押切 正人*; 久保 幸士*; 安藤 勝訓; 山下 勇人
no journal, ,
本研究では、溶接部のクリープ疲労評価法の確立を目的に、316FR鋼溶接継手試験片を模擬した3要素モデルを用いて、冶金的不連続性による応力並びにひずみの分布、そして、これらの再配分挙動を考慮した破損寿命評価法を提案する。また、材料試験片の解析に基づき提案する評価法を大型構造物の溶接継手に適用する保守性の検証として、変形抵抗の大きい部分の試験片平行部に占める割合がひずみ集中に及ぼす影響の確認等を行った。
押切 正人*; 久保 幸士*; 安藤 勝訓; 山下 勇人
no journal, ,
本研究では、溶接部のクリープ疲労評価法の確立を目的に、改良9Cr-1Mo鋼溶接継手試験片を模擬した3要素モデルを用いて、冶金的不連続性による応力並びにひずみの分布、そして、これらの再配分挙動を考慮したクリープ疲労損傷評価手法について検討した。また、検討の保守性の検証として、変位制御保持とひずみ制御保持によるクリープ損傷係数の比較を行い変位制御保持による検討が保守的であることを示した。