A Comparison between Japanese and French A16 defect assessment procedures for thermal fatigue crack growth

若井 隆純; 堀切 守人; Poussard, C.*; Drubay, B.*

Nuclear Engineering and Design, 235, p.937 - 944, 2005/05

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2004.11.014

JNCとCEAの間で行われた繰返し過渡熱応力を受ける厚肉円筒中の全周き裂に対する熱疲労き裂進展ベンチマークについて述べる。JNCとCEAの手法は、ともに参照応力法に基づく手法を採用している。非線形応力分布を考慮しているJNCの方法は、試験結果によく一致したが、板厚内応力分布を等価線形曲げ応力に置き換えて評価するCEAの方法は試験結果に一致しなかった。そこで、非線形応力分布を考慮し、JNCの応力拡大係数解を参照して評価したところ、CEAの方法は試験結果によく一致する予測を与えた。

DCA臨界データベース

羽様 平; 河野 直実; 堀切 守人; 佐藤 成二*; 八谷 雄喜*; 細田 淳司*

JNC TN9450 2003-005, 908 Pages, 2003/06

JNC-TN9450-2003-005.pdf:38.35MB

本資料は,核燃料サイクル開発機構大洗工学センター重水臨界実験装置(DCA)で実施した臨界実験データを,炉物理研究に携わる専門家等が活用できるようにすることを目的として取りまとめデータベース化したものである。臨界実験データは,昭和45年4月から平成11年11月までのDCA炉心証明書351件を対象に,臨界到達時の基本データ(重水水位,炉心配置等)を抽出し取りまとめた。臨界実験の件数としては,ATRの炉物理研究開発のための臨界実験が270件,未臨界度測定技術の開発のための臨界実験が75件で,合計345件を抽出した。この臨界実験345件を対象に,炉心構造,燃料構成,冷却材,減速材,炉心配置図等について1件毎に整理するとともに,系統的に一覧表として取りまとめた。また,以上のような取りまとめ結果をデータベース化した。データベースはマイクロソフト・エクセルで作成されており,臨界実験データを検索・閲覧できるとともに,核計算用入力定数等も参照できるものとした。

高速増殖炉サイクルの研究開発及び環境保全対策(大洗執筆担当分)

堀切 守人

サイクル機構技報, (17), 139 Pages, 2002/00

https://rdreview.jaea.go.jp/gihou/pdf2/n17-17.pdf

https://rdreview.jaea.go.jp/gihou/pdf2/n17-22.pdf

平成14年度第2四半期(平成14年7月平成14年9月)における下記の各研究テ-マの概況をサイクル機構技報に掲載する。◎高速増殖炉固有の技術開発○高速増殖炉の研究開発1.高速増殖炉固有の技術開発(1.1安全性の研究,1.2炉心・燃料の開発、1.3構造・材料の研究)2.高速実験炉「常陽」◎環境保全対策 1.低レベル放射性廃棄物の管理(1.4ナトリウム洗浄・処理技術の開発、1.5放射性廃棄物管理)4.関連施設の設計・建設(4.4固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF))

耐震構造健全性評価試験 - 直管要素の動的加振試験 -

奥田 幸彦; 篠原 義和; 堀切 守人

JNC TN9430 2001-001, 230 Pages, 2000/09

JNC-TN9430-2001-001.pdf:7.92MB

高速炉実機配管の直径/肉厚化を考慮した薄肉の直管要素試験体に対して、振動特性、弾塑性挙動、破損モード等を把握するための動的加振試験を実施した。試験結果を分析・評価することにより以下の事項を確認した。(1)入力加速度が大きくなり試験体の塑性変形が進行するにつれて、固有振動数は低下し、減衰化は増大することを確認した。これは試験体の塑性エネルギー吸収による応答低減効果であるものと考えられる。(2)加振の繰返しによって、静的座屈試験と同様に固定端部付近に徐々に外側に膨らむ進行形変形(バルジ変形)が生じたが、試験体の荷重変位特性に急激な載荷能力の低下などは見られなかった。(3)応答加速度から算出した動的限界強度は、最大荷重発生前に著しい動的負荷履歴を受けていたにもかかわらず、静的座屈荷重を下回ることはなかった。(4)最終的に、配管内面より発生したき裂が発生又は貫通して破損に至った。破面SEM観察の結果、断定できないストライエーション状の模様が観察されたことから、破損は繰返し負荷に伴う疲労き裂の発生及び進展・貫通によるものと考えることができる。(5)破損付近のひずみ履歴より疲労損傷を評価した結果、進行形変形(ラチェット)に伴う累積非弾性ひずみによる延性消耗との相互作用として試験結果を整理できる可能性があることがわかった。

A Comparison between Japanese and French A16 Defect Assessment Procedures For 2D Cracks in the Thick-wall Cylinder Subjected to Thermal Transient

若井 隆純; 堀切 守人

ICPVT-9, 0 Pages, 2000/00

JNCとCEAの間で行われた繰返し熱衝撃を受ける厚肉円筒中の環状き裂に対する熱疲労き裂進展ベンチマークについて述べる。JNCとCEAの手法は,ともに参照応力法に基づく手法を採用しているが,JNCの手法は非線型応力分布を考慮しているので,試験結果に良好に一致する評価結果を与えた。一方,CEAの手法は応力分布を等価線形応力分布に置き換えて破壊力学パラメータを計算するため,試験結果と一致しなかった。そこで,JNCの応力拡大係数解を参照して評価を行ったところ,試験結果に近い評価結果を与えた。

機器上下免震構造の開発(第9報 コモンデッキ方式上下免震構造の振動試験 その2)

大岡 誠; 堀切 守人

JNC TN9400 99-060, 364 Pages, 1999/04

JNC-TN9400-99-060.pdf:7.0MB

高速炉の実用化を展望した革新的な技術開発の一環として、機器上下免震構造の開発に関する研究を現在進めている。開発の最終的な目標は、原子炉建屋水平免震に加えて内部機器(一次系)を上下方向に免震することによる3次元免震構造の実現にある。これまでの検討からコモンデッキ方式上下免震構造を創出し、本構造の最適な振動特性を設定するとともに本構造を幾何学的に縮小したモデルにより製作実現性ならびに上下方向の基本的な振動特性の把握を行なった。本報では、本構造の基本的な成立性を更に調べるため縮小モデルを使用した水平方向単独加振と水平+上下方向同時加振の振動試験を実施し、ロッキング挙動と同時加振による連成影響について以下の知見を得た。1)本構造は、水平加振により3つの振動モードを有し、上下、ロッキング、デッキ面外の振動となる。2)ロッキング振動は、2次モードとなり水平波が作用した場合、最も支配的に働く。振動数には幅があり、免震要素の構造に困るものとして皿ばねと円筒ケースの接触が主たる原因で発生する。また、ロッキングに伴う減衰は、約28%であった。3)水平+上下同時加振において、振動数は連成による影響は殆ど受けず、水平、上下方向それぞれ独立に扱える。一方、減衰は影響を受け特に上下に作用する。上下単独に比べ最大で3倍強(約1215%)の減衰となった。4)建屋水平免震を前提とした地震入力における応答は、入力地震波の特性により傾向が異なるが、短周期成分を多く含む(もんじゅ設計地震波)波で立地が硬質条件(地盤-積層ゴム:剛)で最も上下免震効果が確認され、連成による影響はない。一方、応答変位は、同時加振により増加するが実用上問題のないレベルに抑制されている。5)地震時のロッキング応答は、同時加振により水平単独の結果に対して約2倍程度増幅するが最大で約1.2E-4(rad)程度となり十分小さいレベルであった。

低レベル廃棄物貯蔵用コンテナ耐震安全性評価試験

大岡 誠; 堀切 守人

PNC TN9410 98-093, 551 Pages, 1998/08

PNC-TN9410-98-093.pdf:13.52MB

東海事業所環境施設部において、貯蔵管理上の耐震安全性を再確認する評価の一環として標記試験及び解析を実施し、その健全性を確認した。対象としたコンテナは、東海事業所各施設から発生する低レベル放射性不燃性固体廃棄物を貯蔵する定型コンテナと同じく使用済みフィルターなど大型のビニル梱包物の貯蔵に対応するための特殊コンテナの二種類である。試験では、貯蔵時と同様の三段積みの状態で貯蔵期間中に貯蔵場所一帯で発生すると予想される最大地震(設計用地震波:S1 相当)が作用した時の応答特性(加速度、変位)を評価し、各コンテナの耐震健全性を確認した。また、試験と同条件での動的解析評価も行い、以下の知見を得た。1)応答は、コンテナ低部位置と側板位置とに大別され、低部位置では段数に依らずほぼ一定の応答を示し、剛体として挙動する。2)低部位置と側板位置では、側板の方が応答は大きなものとなる。3)低部位置、側板位置共に、応答の異方性が見られ、特に印字(放射線マーク)が施されたフォーク口を有する面に地震が直角に作用した場合には、応答加速度は増幅する傾向を示す。4)設計地震波入力時(S1相当)の水平応答変位は非常に小さなもの(最大10mm程度)となり、健全性に影響を与えるものではない。5)コンテナの転倒防止として備えつけられる治具は応答加速度には影響を与えない。6)地震時で最も考慮すべき事象となるコンテナの転倒は、設計地震波入力において認められないとともに、試験条件の最大となる設計地震波入力の2倍においても認められなかった。7)試験、解析双方とも転倒に支配的となるコンテナ底部の応答は良い一致を示す。

もんじゅナトリウム漏えい事故の原因究明 IHX入口温度計ウェル損傷部調査報告書(破断部を除く部分)

青砥 紀身; 天藤 雅之; 木村 英隆; 堀切 守人; 小峰 龍司; 平川 康

PNC TN9420 97-007, 786 Pages, 1997/06

PNC-TN9420-97-007.pdf:311.86MB

高速増殖原型炉-もんじゅ-2次主冷却系Cループ中間熱交換器(IHX)出口温度計からのナトリウム漏えい事故における熱電対ウェル損傷部(ウェル段付部の破断部)以外を対象とした調査報告である。調査は、熱電対ウェルと管台、および管台と配管溶接部廻りの健全性の確認として、主に溶接欠陥または隙間腐食による熱電対ウェルの破損の可能性、ならびにナトリウム漏えい量評価上の支配寸法、漏えい経路等における情報を得る目的で種々の試験検査を実施した。試験検査は、当該温度計の熱電対ウェル破断部を除く部分の温度計、ウェル、ウェル-管台溶接部および管台-配管溶接部等で、以下に示す通りである。 (1)精密寸法計測 (2)温度計-ウェルの固定状況把握のための試験検査 (3)残留応力測定 (4)各部非破壊検査 (5)成分分析 (6)溶接部の金属組織観察 (7)硬さ試験 (8)隙間腐食に関する調査 (9)ウェルの強度特性試験 (10)シース高温曲げ試験(破断部を除く部分)

3本棒熱クリープラチェット試験

柄谷 和輝; 堀切 守人

PNC TN9410 94-030, 85 Pages, 1994/04

PNC-TN9410-94-030.pdf:3.36MB

非弾性解析を高度化する高精度な構成モデルの適用性を評価するため,単純な3本棒構造の試験体に高温保持を含む温度変動を与え,発生するラチェット変形の計測を行った。一方で汎用非線形構造解析システムFINASにより,構成モデルとして非線形繰返し非硬化領域モデルを用いた解析を行った。これら試験と解析の結果を比較することにより温度変動のある弾塑性クリープ領域での構成モデルの適用性を評価した。本研究で得られた結果をまとめると以下のようになる。(1)試験により一次応力がなくとも圧縮側にラチェット変形が発生することを確認した。また,試験により得られた1サイクルあたりのラチェット変形はサイクル数進行とともに減少し,15サイクル程度でほぼ一定値となった。(2)汎用非線形構造解析システムFINASにより,構成モデルとして非線形繰返し非硬化領域モデル(大野モデル)を用いて試験を模擬したFEM解析を実験した。クリープに関する時間係数をC=1/3とすることにより,試験で計測されたラチェット変形を精度よく予測することができた。これにより弾塑性クリープ領域においても非線形繰返し非硬化領域モデルにより高精度の解析を行えることを確認した。(3)高温保持時間をへんかさせた解析を行うと保持時間の増大と共に発生するラチェット変形が増大した。これにより,高温保持によりクリープ変形が圧縮側のラチェットひずみを促進させることを確認した。

ひずみゲージ較正試験

柄谷 和輝; 山下 卓哉; 堀切 守人; 岩田 耕司

PNC TN9410 92-069, 75 Pages, 1992/01

PNC-TN9410-92-069.pdf:4.45MB

非弾性挙動検証試験CPVT(Cyclic Plasticity Verification Test)にて必要となる抵抗線型箔ひずみゲージの特性を把握するため、材料試験片に市販の6種類のひずみゲージ(KFGシリーズ3種、KFEシリーズ1種、5連ゲージ2種)を貼り、室温においてひずみ範囲=200014000(10007000)の繰返しひずみを50サイクル与えた。発生したひずみは試験片に取り付けた伸び計で計測し、このひずみを基準にひずみゲージの出力特性を評価した。本試験で得られた結果をまとめると以下のようになる(1)今回の試験ではひずみ範囲が7000以上になると明らかにゲージ出力値の原点が引張り側に移動(シフト)した。このシフト量はひずみ範囲が増大するほど大きくなった。(2)シフト量についてKFG、KFEシリーズがほぼ同様の特性を示し、出力振幅の変化(ファクターの変化)およびヒステリシスの大きさ(非線形性)についてはKFGシリーズよりKFEシリーズの方が優れていた。またこれら全ての項目において5連ゲージの特性は最も劣り、ゲージ個々のばらつきも大きかった。(3)負荷するひずみ範囲を漸増させた場合と漸減させた場合ではシフト量とファクターの変化に差が認められ、これらの量が負荷ひずみ履歴に依存していることを示した。(4)負荷履歴の無いKFG、KFEシリーズのひずみゲージにひずみ範囲(=13500)の繰返しひずみを50サイクル与えても、ファクターの変化および非線形量は無視できる範囲に留まり、各サイクル毎にほぼ一定量の原点シフトのみが発生した。(5)CPVTを想定した(4)の場合についてシフトのみに注目したひずみゲージ出力値の較正式を示した。