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論文

Design evaluation method of steel-plate reinforced concrete structure containment vessel for sodium-cooled fast reactor

山本 智彦; 加藤 篤志; 近澤 佳隆; 根岸 和生

Journal of Disaster Research, 7(5), p.645 - 655, 2012/10

ナトリウム冷却高速炉JSFRでは、格納容器に新しい概念である鋼板コンクリート構造の採用を計画している。鋼板コンクリート格納容器(SCCV)は従来のRC工法に比べ、現地での配筋作業を削減できるため建設工期を短縮することが可能である。万が一冷却材が格納容器内に漏えいする事故が生じた場合、雰囲気圧力は軽水炉より低圧であるが雰囲気温度が高温になる。そこで、事故時に格納容器の機能が維持され、JSFRにSCCVが適用できるか検討するために高温下での特性を把握する必要がある。本論文では、SCCVにおける設計評価手法の構築について、設計・実験・解析の観点から述べたものである。

報告書

汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成22年度活動報告(共同研究)

今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.

JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月$$sim$$平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。

論文

Conceptual design study of JSFR, 2; Reactor system

衛藤 将生*; 神島 吉郎*; 岡村 茂樹*; 渡辺 収*; 大山 一弘*; 根岸 和生; 小竹 庄司*; 阪本 善彦; 上出 英樹

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (FR 2009) (CD-ROM), 10 Pages, 2012/00

JSFRの設計においては、建設費の低減を目指して、原子炉容器径を小さく、炉内構造物を簡素にしている。原子炉容器径の低減は、先進的な燃料交換システムと運転中高温になる原子炉容器の概念を採用することで達成している。しかし、原子炉容器径の低減により、上部プレナム内の流速が増加し、流動場が厳しくなる。このため、カバーガスの巻き込みとホットレグ吸込口における液中渦によるキャビテーションの発生を抑制するため、上部プレナム流動場の最適化を実施した。加えて、設計地震荷重が増大し、かつ原子炉容器壁が上部プレナムの熱過渡に直接曝されることから、地震荷重と熱荷重に対する構造健全性を評価した。本論文は、これら原子炉構造の設計研究の特徴と結果について記載するものである。

論文

Seismic isolation design for JSFR

岡村 茂樹*; 衛藤 将生*; 神島 吉郎*; 根岸 和生; 阪本 善彦; 北村 誠司; 小竹 庄司*

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (FR 2009) (CD-ROM), 10 Pages, 2012/00

本論文は、地震条件,免震システム及び主要機器の耐震性評価を含む、JSFRの免震設計について記載したものである。JSFRでは地震力を緩和するために免震システムを採用しているが、設計地震荷重は、2007年の新潟県中越沖地震以降、より厳しくなっており、既往の免震システムより主要機器に負荷される地震荷重を緩和する必要がある。このため、主要機器の固有振動数を考慮しつつ、既往の免震システムの性能を最適化することによって、より優れた免震性能を持つ免震システムを検討した。このナトリウム冷却炉向けに性能を最適化した新型免震システムには、既往のものより厚肉の積層ゴムとオイルダンパを採用した。また、この新型免震システムを適用した条件で原子炉構造の耐震性評価を行い、新型免震システムの性能を確認した。

論文

Experimental and feasibility study on steel-plate-reinforced-concrete containment vessel for Japan sodium-cooled fast reactor

加藤 篤志; 根岸 和生; 山本 智彦; 秋山 洋*; 原 裕之*; 岩崎 幹典*

Transactions of 21st International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-21) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/11

JSFRでは工期短縮と品質の向上を目的に、鋼板コンクリート構造(SC構造)を格納容器(CV)に採用することとしている(SCCV)。SCCVは軽水炉の廃棄物貯蔵施設等に使用された実績はあるものの、格納容器としての採用は未だない。格納容器としての採用のためには、高温下におけるSC構造の挙動特性を明確にする必要があるため、FaCTプロジェクトでは、その設計研究及び実験的検証を実施している。本稿は、その成果を紹介するものである。

論文

Conceptual design study for the demonstration reactor of JSFR, 4; Structural design of reactor vessel

川崎 信史; 岡村 茂樹*; 澤 直樹*; 阪本 善彦; 根岸 和生

Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 7 Pages, 2011/05

JSFRはコンパクト化されたホットベッセル概念を原子炉システムに対し採用している。ホットベッセル概念の構造設計において重要となるのは、耐震設計と耐熱設計を両立させることである。本研究では、新潟県中越沖地震を考慮したうえで、国内共通地震条件を設定し、耐震設計を行った。座屈評価裕度の観点から、750MWeと500Mwe両原子炉プラントの原子炉容器肉厚が50mmと設定された。結果として座屈評価裕度は、2.4以上を確保できている。座屈評価裕度の観点からは、750MWeと500Mweという電気出力の差は無視しうる。肉厚50mmの条件で、耐熱設計を実施した。2.2日,3.2日,4.3日起動の3条件が起動条件として選定され、熱ラチェット評価とクリープ疲労評価が実施された。これらの評価を満足させるためには、3.2日以上の起動日数が必要なことがわかった。発生熱応力の大きさはほぼ等しいため、750MWeと500Mweという電気出力の差は、耐熱設計の観点からも無視しうる。

論文

Experimental investigations of steel plate reinforced concrete bearing wall for fast reactor containment vessel

加藤 篤志; 根岸 和生; 秋山 洋*; 原 裕之*

Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 10 Pages, 2011/05

JSFRでは、建設工期短縮に効果的なSC構造を格納容器に採用することを検討している。SC構造が、一般建築物には実績があるが、高温下での挙動はわかっていない。このため、700度を上限に、高温下でのSC構造の性質を把握するための実験的検討を実施した。

論文

Na冷却高速炉における格納容器設計

加藤 篤志; 根岸 和生; 秋山 洋*; 久保 重信*

第15回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.231 - 232, 2010/06

Na冷却炉の格納容器(CV)として、2枚の鋼板間のコンクリートをスタッド等で結合させた鋼板コンクリート構造(SC構造)を採用し、工期の短縮と、鋼製部分の工場製作による品質の向上を図っている。実証試験及び設計にあたって、実機で想定されるCVの温度及び圧力条件を解析により評価した。解析では、設計基準シナリオにおける温度,圧力条件を評価するとともに、格納容器が閉じ込めの最終障壁であることを考慮し、その裕度を確認するための条件として、格納容器内での仮想的なNa燃焼を想定して温度・圧力条件を設定した。

論文

Conceptual design for Japan Sodium-cooled Fast Reactor, 4; Developmental study of steel plate reinforced concrete containment vessel for JSFR

根岸 和生; 細谷 拓三郎; 佐藤 健一郎*; 杣木 孝裕*; 松尾 一平*; 清水 克祐*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9418_1 - 9418_7, 2009/05

ナトリウム冷却高速増殖炉の経済性向上を目的として、鋼板コンクリート構造格納容器(SCCV)の開発研究を行っている。本研究では、SC造による建屋構造や建設方法とともに、高速炉へ適用するための設計条件について検討を行った。また過酷事象時におけるSCCVの成立性を見通すために、高温下で曲げ試験を行う等の部材特性把握試験を実施した。この報告では、試験計画とともに試験の結果の一部を示す。

口頭

高速増殖実証炉に向けた概念検討と関連技術開発,5; 高速炉用鋼板コンクリート製格納容器技術開発

加藤 篤志; 根岸 和生; 佐藤 健一郎*; 秋山 洋*; 原 裕之*; 岩崎 幹典*; 阿部 岩司*; 時吉 巧功*; 岡藤 孝史*; 梅木 克彦*; et al.

no journal, , 

FaCTでは、JSFRに採用する予定の鋼板コンクリート製格納容器(SCCV)の成立性確認にかかわる技術開発を進めている。開発では、実機JSFRの格納容器で想定される温度,圧力条件がSC構造に与える影響を試験及び解析により把握し、SCCVの支持機能及びバウンダリ機能の健全性を検証している。

口頭

JSFR実用炉の概念設計,4; 原子炉構造

衛藤 将生*; 神島 吉郎*; 岡村 茂樹*; 根岸 和生*; 阪本 善彦; 川崎 信史

no journal, , 

JSFRの原子炉構造では、設備合理化等を狙って、切込みUIS+単回転プラグ式燃料交換方式及びホットベッセル方式を取り入れコンパクト化した原子炉構造を検討している。本構造概念に関して流動適正化検討,耐震性検討,耐熱性検討等により成立性見通しを確認し、技術の採否評価結果について報告する。

口頭

JSFR実用炉の概念設計,9; SC造格納容器

原 裕之*; 根岸 和生*; 加藤 篤志; 秋山 洋*; 岩崎 幹典*

no journal, , 

FaCTプロジェクトで概念設計を実施している高速炉JSFRでは、品質の向上と建設工期の短縮を図るためSC造格納容器(SCCV)の採用を計画しており、実用化に向け高温下でのSC構造の構造健全性評価手法の開発や建設工法の検討が行われている。本シリーズでは研究成果に基づき、これまでの採否評価結果を報告する。

口頭

JSFR実用炉の概念設計,10; 高速炉用免震システム

岡村 茂樹*; 神島 吉郎*; 根岸 和生*; 北村 誠司

no journal, , 

JSFR(Japan Sodium-cooled Fast Reactor)では、地震時の荷重を低減させるため、高速炉の条件に適した高速炉用水平免震システムの採用を検討している。本報では、本システムの狙いと原子炉構造固有周期帯における耐震性向上効果を検討し、技術の採否評価結果について報告する。

口頭

高速増殖実証炉に向けた格納容器設計技術開発,1; SCCV開発における研究開発の概要

加藤 篤志; 根岸 和生; 秋山 洋*; 岩崎 幹典*; 岡藤 孝史*; 阿部 岩司*; 杣木 孝裕*; 梅木 克彦*; 福島 泰明*; 澤本 佳和*

no journal, , 

JSFRでは、鋼製コンクリート構造格納容器(SCCV)を採用し、品質の向上と建設工期の短縮を図っている。その実用化のため、強度試験や解析等の研究開発を実施しており、その研究開発の概要を紹介する。

口頭

高速増殖実証炉に向けた格納容器設計技術開発,2; SCCVにおける基本構造特性の実験的検討

加藤 篤志; 根岸 和生; 岩崎 幹典*; 秋山 洋*; 古江 守*; 岡安 隆史*

no journal, , 

FaCTプロジェクトで研究開発を実施している高速炉JSFRでは、鋼板コンクリート構造格納容器(SCCV)を採用し、品質の向上と建設工期の短縮を図っている。その実用化のため、各種実験や解析等の研究開発を実施しており、本発表では、高温下におけるSCCVの構造特性を検討した実験結果について紹介する。

口頭

高速増殖実証炉に向けた格納容器設計技術開発,3; バウンダリ健全性評価

加藤 篤志; 根岸 和生; 秋山 洋*; 岩崎 幹典*; 阿部 岩司*; 岡藤 孝史*

no journal, , 

FaCTプロジェクトで研究開発を実施している高速炉JSFRでは、鋼板コンクリート構造格納容器(SCCV)を採用し、品質の向上と建設工期の短縮を図っている。その実用化のため、鋼製部材の強度試験や解析等の研究開発を実施しており、本シリーズは、その成果を発表するものであり、本報告ではSCCVのバウンダリ健全性評価のための鋼板部の熱解析モデルについて紹介する。

口頭

高速増殖実証炉に向けた格納容器設計技術開発,4; SCCVに用いるスタッドの引張り特性に関する実験的研究

加藤 篤志; 根岸 和生; 秋山 洋*; 岩崎 幹典*; 高見 信嗣*; 梅木 克彦*

no journal, , 

FaCTプロジェクトで研究開発を実施している高速炉JSFRでは、鋼板コンクリート構造格納容器(SCCV)を採用し、品質の向上と建設工期の短縮を図っている。その実用化のため、鋼製部材の強度試験や解析等の研究を実施しており、本シリーズは、その成果の発表であり、本発表は鋼板に取付くスタッドの引抜き試験の結果を紹介する。

口頭

高速増殖実証炉に向けた格納容器設計技術開発,5; SCCVに用いるスタッドのせん断特性に関する実験的検討

加藤 篤志; 根岸 和生; 秋山 洋*; 岩崎 幹典*; 宮本 圭一*; 城台 顕*

no journal, , 

FaCTプロジェクトで研究開発を実施している高速炉JSFRでは、鋼板コンクリート構造格納容器(SCCV)を採用し、品質の向上と建設工期の短縮を図っている。その実用化のため、鋼製部材の強度試験や解析等の研究開発を実施しており、本シリーズは、その成果を発表するもので、本発表では鋼板に取付くスタッドのせん断試験の結果及びせん断特性の評価結果を紹介する。

口頭

高速増殖実証炉に向けたプラント概念検討,2; 原子炉構造設計

根岸 和生; 川崎 信史; 阪本 善彦; 小竹 庄司; 岡村 茂樹*; 神島 吉郎*

no journal, , 

高速増殖実証炉(JSFR)の原子炉構造設計及び建屋・配置設計の検討状況について報告する。

口頭

高速増殖炉へのSC格納容器の適用性検討,1; 大型ユニット工法を採用したSCCVの開発

山本 智彦; 根岸 和生*; 原 裕之*

no journal, , 

FaCTプロジェクトで研究開発を実施している高速炉JSFRでは、鋼製コンクリート構造格納容器(SCCV)を採用し、品質や経済性の向上を図っている。その実用化のため、SCCV構造や現地建設工期を検討するとともに、部材の強度試験や解析等の研究開発を実施している。本シリーズはその成果を発表するもので、本発表では大型ユニット工法を用いた建設工法の検討結果を紹介する。

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