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神永 雅紀; 羽賀 勝洋; 木下 秀孝; 寺田 敦彦*; 小池上 一*; 日野 竜太郎
Proceedings of 11th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-11) (CD-ROM), 7 Pages, 2003/04
大強度の中性子を生命・物質科学の分野の研究に使用するために1MWの核破砕中性子源の建設を進めている。核破砕中性子源は、水銀ターゲットに0.333mAの電流を持つ高エネルギー(3.0GeV)陽子ビームを25Hz(パルス幅1
s以下)で入射し中性子を発生させる。クロスフロータイプ(CFT)水銀ターゲットは、3GeV・1MW陽子ビーム入射条件下の核破砕反応によって生じる軸方向の発熱密度分布に対して最適な水銀流量配分となるようにSTAR-CDコードの解析結果に基づき設計した。本論文では、ブレード型流配板を用いたCFTターゲットの熱流動解析結果について述べる。解析では、入口温度50
C,入口水銀流速1.0m/sを仮定した。その結果、2.48m/sの最大流速は、出口プレナムの先端部近傍近くに観察され、水銀最高温度125.5Cは、体積発熱密度が相対的に大きなビーム窓付近で観察された。最高温度は、大気圧の下で水銀飽和温度356Cを大きく下回っており、水銀ターゲットの熱流力設計基準における最高水銀温度300Cを満足することを確認した。
塙 悟史; 石原 正博; 橘 幸男; 小池上 一*
Proceedings of 8th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-8) (CD-ROM), p.9 - 0, 2000/00
原子炉プラントにおける高温機器及び配管に対しては、機器の健全性確保の観点からも、発生する熱膨張を吸収する構造が重要である。高温工学試験研究炉(HTTR)は、1次冷却材温度が出口で最高950
、原子炉入口でも395と高温であるため、主冷却機器の支持構造物にはコンスタントハンガ及びオイルスナバ等による浮動支持方式が採用されている。HTTRの出力上昇に先立ち、この浮動支持方式による高温機器の熱変位特性を調べるため、非核熱による実機を用いた特性試験を実施した。同時に解析的評価を実施し、試験結果との比較検討を行った。本報告では、特性試験の結果及び解析結果、並びに浮動支持方式を採用した冷却機器の熱変位特性について述べる。
渡辺 勝利; 新藤 雅美; 中島 甫; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; et al.
JAERI-Research 97-009, 62 Pages, 1997/02
JAERI-Research-97-009.pdf:4.82MB
HTTR実機用ハステロイXR伝熱管材および実機用溶加材を用いて、伝熱管母材および溶接継手の引張特性およびクリープ特性を検討し、次のような結果を得た。引張特性に関しては、時効後の室温における強度変化は母材および溶接継手材ともに比較的少なかったが、著しい延性低下が両者ともに観測された。一方、クリープ特性に関しては、母材と溶接継手材について、900Cおよび950Cのいずれの場合にも、クリープ破断強度に関する差異は比較的少なかった。他方、板材と伝熱管材のクリープ特性について見ると、母材および溶接継手材ともに、管材は低応力・長時間側で板材よりもクリープ破断時間が若干低下する傾向が見られたが、管材のクリープ破断時間は、ハステロイXR母材のマスターカーブと同等以上であり、設計破断応力強さ[S
]よりも充分に長いことから、実用上は特に問題ないと判断される。
武藤 康; 羽田 一彦; 小池上 一*; 木佐森 演行*
JAERI-Tech 96-042, 41 Pages, 1996/10
高温ガス炉の2次冷却系に中間熱交換器を介して閉サイクルガスタービン発電システムを接続することにより、保守に関する問題の無い高効率発電システムを得ることができる。しかしながら、中間熱交換器の寸法が過大となる難点がある。そこでガスタービンのみの間接サイクル(IDC)と蒸気タービンと組み合せた間接サイクル(IDCC)に対して中間熱交換器の設計を試みた。先ず150MWの容量に対してパラメトリックに設計検討を行い、各設計パラメータと伝熱管本数の関係を求めた。この結果、原子炉出口温度950Cで複合サイクルの場合が最適であることが判明したので、これについて構造設計を含めた詳細な設計を行った。以上の検討の結果、中間熱交換器の下流にボイラを設置する複合サイクルに対しては十分設計可能であることが明らかにされた。
渡辺 勝利; 中島 甫; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*
JAERI-Research 95-001, 58 Pages, 1995/01
JAERI-Research-95-001.pdf:4.31MB
HTTR実機用ハステロイXRと同一ヒートの母材および実機用溶加材を用いて、母材および溶接部材の大気中クリープ特性を検討し、次のような結果を得た。クリープ破断強度については、ハステロイXRのマスターカーブと同等以上であり、設計破断応力強さ〔S〕を十分に上回っていた。さらに、これらの溶加材のクリープ破断強度およびクリープ破断延性は、従来のハステロイXR系溶加材のクリープデータと較べても、そのデータバンドの中に位置していることから、ハステロイXR高温溶接構造物溶加材として充分な適性を有していることが結論された。
國富 一彦; 竹田 武司; 篠崎 正幸; 大久保 実; 丸山 茂樹*; 小池上 一*
日本原子力学会誌, 37(4), p.316 - 326, 1995/00
被引用回数：1 パーセンタイル：17.53(Nuclear Science & Technology)高温工学試験研究炉(HTTR)の中間熱交換器(IHX)は、10MWの熱交換能力を有するヘリカルコイル型のヘリウム-ヘリウム熱交換器である。IHXは原子炉から輸送された950Cの1次ヘリウムガスと熱交換して、最高905Cの2次ヘリウムガスを得るため、ハステロイXR製の伝熱管等の内部構造物は、常時約930Cのクリープ域で使用する。これらは、原子炉の1次系バウンダリを形成しており、弾性解析に基づいた設計方法では必要な安全余裕を確保できない。そこで、初めて、本格的にクリープ解析を導入して構造設計を行った。本報は、クリープ解析に基づく構造設計の方法及び結果を示したものである。この結果、HTTR10万時間の寿命期間中の内部構造物のクリープひずみ及びクリープ疲労損傷は、運転初期の数サイクルで急速に増加するものの、その後は穏やかに増加し、制限値を超えないことを明らかにした。
渡辺 勝利; 中島 甫; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*
JAERI-Research 94-046, 50 Pages, 1994/12
JAERI-Research-94-046.pdf:2.23MB
HTTR実機用ハステロイXRと同一ヒートの母材および実機用溶加材を用いて、溶接部の化学分析、金属組織観察、硬さ試験、FISCO試験および曲げ試験を行い、総合特性評価の一環として溶接性を検討した。得られた結果はいづれの試験においても良好な特性を示した。特に最もcriticalなpassである曲げ試験においては溶加材中のB量およびC量の最適化を図ったことにより、溶接割れ感受性が充分に低いことが分った。これらのことにより、実機用溶加材の優れた性能および狭開先化の有効性を確認するとともに、実機適用上の工学的な問題はないことが結論された。
渡辺 勝利; 中島 甫; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 小池上 一*; 樋口 洵*
JAERI-M 94-081, 24 Pages, 1994/06
HTTR実機用ハステロイXRの総合特性評価の一環として、母材および溶接継手の時効に基づく引張特性変化を検討した。800、900および1000Cにおいて1000hの時効を施した後、室温および時効温度と同一の試験温度における大気中引張特性試験を行った。得られた結果は従来材と較べて、強度特性に関しては著しい差異は見られず、また延性に関しては、従来材のデータバンドの中に位置していた。これらのことから、実機用母材および溶加材は優れた引張特性を有していると言える。
國富 一彦; 篠崎 正幸; 大久保 実; 小池上 一*; 丸山 茂樹*
Proc. of ARS 94 Int. Topical Meeting on Advanced Reactors Safety,Vol. 1, 0, p.188 - 192, 1994/00
高温工学試験研究炉(HTTR)には、熱交換能力10MWで、950Cの1次系ヘリウムガスを2次系と熱交換する中間熱交換器が設置してある。中間熱交換器の内部構造物の温度は、通常運転時でも900Cを超えるため、内部構造物の構造評価は非弾性解析で行わなくてはならない。本発表では、(i)非弾性解析のための評価事象の選定方法、(ii)初期の数サイクルの解析結果から寿命末期のクリープ損傷を外挿する方法を中心に内部構造物の構造評価について述べる。また、内部構造物のうち高温ヘッダ部の評価結果を示す。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
Proc. of the 2nd JAERI Symp. on HTGR Technologies; Oct. 21
23,1992,Oarai,Japan (JAERI-M 92-215), p.560 - 574, 1993/01
ハステロイXR系合金の厚肉構造物用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。即ち、溶接性に関しては、溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を溶加材中のB量およびC量を最適化することにより低減できたことから本溶加材がHTTR厚肉構造物用として優れた適性を有していることが分った。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
耐熱金属材料第123委員会研究報告, 33(2), p.227 - 242, 1992/00
ハステロイXR系合金の高温構造物用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った7種の溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。すなわち、溶接性に関しては溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては、引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は、溶加材中のB量およびC量の最適化を図ることにより高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を低減できることが分った。また、クリープ破断時間に関して、実測値と重回帰分析により求めた予測値とが、比較的よく一致することから、提案した合金設計法の妥当性が明らかになった。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
JAERI-M 91-189, 67 Pages, 1991/11
ハステロイXR系合金の厚肉構造物用溶加材開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。即ち、溶接性に関しては溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は高温強度特性を損うことなく溶接部の割れ感受性を低域できたことから本溶加材が厚肉構造物用として優れた適性を有していることが分った。
武藤 康; 羽田 一彦; 小池上 一*; 大野 信忠*
日本原子力学会誌, 33(5), p.475 - 481, 1991/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)ニッケル基の固溶強化型耐熱合金ハステロイXRの薄肉円筒試験片を用い、950C大気中で、軸力+捩り荷重によるクリープ及びクリープ疲労試験を行なった。クリープ試験の結果として、Misesの流れ則が良く当てはまること、捩り荷重下では引張り荷重下に比べボイドが十分大きく成長するまで破壊が発生せず、破断時間が長くなること、圧縮荷重下ではボイドの数、面積ともに小さく、破壊時間が著しく長いことなどが分かった。クリープ疲労試験の結果として、軸方向引張圧縮負荷に一定の捩り荷重を加えると破損繰返し数は著しく減少し、この減少量は線形損傷則による推定値と良く一致することが分かった。
