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論文

High temperature oxidation of FBR structural materials in carbon dioxide and in air

古川 智弘; 加藤 章一; 稲垣 嘉之; 有冨 正憲*

Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/10

高速炉への超臨界CO$$_{2}$$ガスタービンサイクルへの適用に向けた課題の一つに、高温超臨界CO$$_{2}$$中での構造材料の腐食が挙げられる。本研究では、0.2MPa及び1MPaに加圧したCO$$_{2}$$中及び大気中において構造材料の高温酸化試験を実施し、その酸化挙動を調べた。これまでに報告している10MPa及び20MPaの超臨界CO$$_{2}$$中での高温酸化挙動を含めて評価した結果、すべての供圧材においてCO$$_{2}$$圧力の影響はほとんど見られなかった。また、大気中における高温酸化は、CO$$_{2}$$中での結果に比べて非常に小さかった。

論文

Compatibility of FBR structural materials with supercritical carbon dioxide

古川 智弘; 稲垣 嘉之; 有冨 正憲*

Progress in Nuclear Energy, 53(7), p.1050 - 1055, 2011/09

 被引用回数:40 パーセンタイル:95.29(Nuclear Science & Technology)

高速炉構造材料候補材である12Cr鋼と316FR鋼について、20MPa, 400$$sim$$600$$^{circ}$$Cの高温超臨界CO$$_{2}$$中にて8000時間までの耐食性評価試験を実施した。その結果、両鋼腐食挙動は大きく異なっており、12Cr鋼では時間の経過とともに重量増加挙動を呈する放物線型腐食挙動を呈したのに対し、316FR鋼では重量増加挙動はごくわずか(温度・時間依存性なし)であり良好な耐食性を呈した。なお、12Cr鋼ではブレイクアウェイ酸化は観察されなかった。これらの金属組織観察結果を踏まえ、プラント予備設計に必要なこれら候補材の超臨界CO$$_{2}$$中での腐食評価式を作成した。

論文

Corrosion behavior of FBR structural materials in high temperature supercritical carbon dioxide

古川 智弘; 稲垣 嘉之; 有冨 正憲*

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 4(1), p.252 - 261, 2010/04

高クロムマルテンサイト鋼(12Cr鋼)及び高速炉構造用316鋼(316FR)を対象に20MPa, 400-600$$^{circ}$$Cの超臨界CO$$_{2}$$中にて腐食試験を実施した。両鋼の2000h浸漬材において、高温酸化が観察された。12Cr鋼の場合、各温度において放物線型の重量増加挙動が観察され、アレニウス型の酸化速度評価式でこれを定式化することができた。鋼表面には2層構造の酸化スケールに覆われていた。316FRの重量増加は12Cr鋼に比べて極わずかであり、12Cr鋼でみられた温度・時間依存性は観察されなかった。鋼表面には、ノジュール状の酸化物が観察された。また、ブレイクアウェイ酸化や延性の低下を招く浸炭が両鋼には観察された。

論文

Corrosion behavior of FBR structural materials in high temperature supercritical CO$$_{2}$$

古川 智弘; 稲垣 嘉之; 有冨 正憲*

Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM), 6 Pages, 2009/06

高速増殖炉への超臨界CO$$_{2}$$ガスタービンシステムの適用に向けた開発課題の一つに高温超臨界CO$$_{2}$$中における高速炉構造材料の耐食性が挙げられる。本報では、20MPa, 400$$sim$$600$$^{circ}$$Cの超臨界CO$$_{2}$$中における高速炉構造材料候補材(12Cr鋼及び316FR)の約2000時間までの腐食挙動について得られた知見を報告する。

報告書

受動的安全性を具備した低減速軽水炉に関する技術開発(受託研究)

岩村 公道; 大久保 努; 秋江 拓志; 久語 輝彦; 与能本 泰介; 呉田 昌俊; 石川 信行; 長家 康展; 新谷 文将; 岡嶋 成晃; et al.

JAERI-Research 2004-008, 383 Pages, 2004/06

JAERI-Research-2004-008.pdf:21.49MB

本報告書は、日本原子力研究所,日本原子力発電,日立製作所,東京工業大学が財団法人エネルギー総合工学研究所からの委託を受けて平成12$$sim$$14年度に実施した革新的実用原子力技術開発提案公募事業「受動的安全性を具備した低減速軽水炉に関する技術開発」の成果をまとめたものである。本提案公募事業では、エネルギーの長期安定供給を確保するとともに、コスト競争力の強化,プルトニウムの有効利用,使用済燃料蓄積量の低減など、原子力発電及び核燃料サイクルが直面する課題の解決、及び安全性・経済性にかかわる技術の一層の向上を図るため、既に実用化している軽水炉技術を最大限に活用し、中性子の減速を抑制して転換比を上げることにより燃料の増殖,高燃焼度・長期サイクル運転,プルトニウムリサイクルが可能となる低減速軽水炉の開発を実施した。 炉心設計,プラントシステム設計とともに、熱流動成立性,炉物理的成立性,燃料の安全性,燃料サイクルの検討を実施し、実用化へ向けた成立性の見通しを得た。

論文

小型低減速軽水炉の設計

大久保 努; 岩村 公道; 竹田 練三*; 守屋 公三明*; 山内 豊明*; 有冨 正憲*

日本機械学会2003年度年次大会講演論文集, Vol.3, p.245 - 246, 2003/08

これまで培われてきた軽水炉技術をベースとしつつ、プルトニウムの多重リサイクルが可能な低減速軽水炉を対象とした300MWe級の小型炉の設計検討を実施した。炉心に関しては、1.0を超える転換比と負のボイド反応度係数を達成するとともに、燃焼度65GWd/tでサイクル長25ヶ月の自然循環冷却可能な炉心の設計を達成した。システムに関しては、小型炉におけるスケール・デメリットの克服のために、受動的安全機器等の導入も実施して、システムの単純化・簡素化を図り、本炉の初号機ベースでは、単位出力当たりの建設単価において、ABWRと比較してスケール・デメリットを1.35倍程度まで抑制できる見通しを得た。さらに、小型炉において期待できる量産効果や複数基発注効果等を考慮すると、ABWRと同程度以下の建設単価を達成できる見込みである。

論文

受動的安全設備を有する次世代軽水炉熱流動解析の現状と課題

有冨 正憲*; 大貫 晃; 新井 健司*; 菊田 充孝*; 与能本 泰介; 新谷 文将; 秋本 肇

日本原子力学会誌, 41(7), p.738 - 757, 1999/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

国内外で進められてきた受動的安全設備を有する次世代軽水炉熱流動解析について、その現状と課題を解説する。これまでに提案された代表的な炉型を対象として、システム性能並びに個々の受動的安全系に関する熱流動解析の現状と課題をまとめた。本解説でまとめた内容は種々の大型試験結果を含んだ軽水炉熱流動解析の最前線である。また、今後の原子炉熱流動解析コードの高度化を図るうえでの一つの指針となることを期待する。

口頭

超臨界CO$$_{2}$$中における高速炉構造材料候補材の腐食挙動

古川 智弘; 稲垣 嘉之; 有冨 正憲*

no journal, , 

高速増殖炉の構造材料として適用が検討されている12Cr鋼及び316FR鋼を対象に、20MPa, 400$$^{circ}$$C$$sim$$600$$^{circ}$$Cの高温超臨界CO$$_{2}$$環境下において腐食試験を実施し、それらの腐食挙動を調べた。

口頭

超臨界CO$$_{2}$$中における高速炉構造材料候補材の腐食挙動,2

古川 智弘; 稲垣 嘉之; 有冨 正憲*

no journal, , 

高速増殖炉の構造材料として適用が検討されている12Cr鋼及び316FR鋼を対象に、20MPa, 400$$^{circ}$$C$$sim$$600$$^{circ}$$Cの高温超臨界CO$$_{2}$$環境下において長時間の腐食試験を実施し、それらの腐食挙動を評価した。

口頭

超臨界CO$$_{2}$$中における高速炉構造材料候補材の腐食挙動,3; CO$$_{2}$$圧力及びCO$$_{2}$$中不純物の影響

古川 智弘; 稲垣 嘉之; 有冨 正憲*

no journal, , 

高速増殖炉の構造材料として適用が検討されている高クロム鋼について、高温超臨界CO$$_{2}$$中における腐食挙動に及ぼすCO$$_{2}$$圧力及びCO$$_{2}$$中の不純物(酸素濃度及び露点)の影響について評価した。

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