熱流動-構造統合解析コードの系統熱過渡解析への適用性調査

村上 正明*; 神保 雅一*; 小沢 正則*

JNC TJ1420 2001-001, 162 Pages, 2000/12

JNC-TJ1420-2001-001.pdf:4.15MB

高速炉実用化には、経済性および環境負荷低減に優れた新しいシステム概念の創出とその実現性の効率的評価が急務とされている。一方、バーチャルエンジニアリング技術は新概念想像から技術検証までの一連の知識活動作業を支援するものとして期待されており、核燃料サイクル機構がその基盤整備を進めてきている。本件は、高速炉プラントの経済性への影響の大きい系統熱過渡問題を取り上げ、バーチャルエンジニアリング技術の一つである熱流動一構造統合解析コードを用いた新しい解析手法についてプラント設計への適用性を調査するものである。系統熱過渡荷重はプラントシステム、熱流動、構造の各レベルにおいて多くの因子の影響を受けるため、これらを最適に組み合わせた合理的設計を実現するには、設計者が経験により設定した仕様の成立性を熱流動から構造までのワンスルーの解析で確認する従来の手法から、熱流動を含めた各因子の構造健全性への影響度合いを考慮しつつその組み合わせを適切に評価できる熱流動・構造の統合評価法にアプローチを改める必要がある。こうしたアプローチを実現するには、繰り返し可能な効率的解析法と複数因子の組み合わせを評価するための要素技術の開発、およびその体系化が必要となる。本研究では、高速炉プラントに関して具体的な系統熱過渡問題を設定し、熱流動一構造統合解析コードと組み合わせ評価のための実験計画法を組み合わせた試解析を実施し、上記アプローチの適用性を調査した。その結果、過渡熱応力に対する各因子の影響感度を定量的に把握出来、応力を最大または最小とする組み合わせを見出せることを確認した。また検討結果に基づき、バーチャルエンジニアリング技術に基づく合理的設計アプローチの実現性を示すとともに、その確立に必要な課題を整理した。