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論文

Development of the buckling evaluation method for large scale vessel by the testing of Gr.91 vessel subjected to horizontal and cyclic vertical loading

岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 安藤 勝訓; 宮崎 真之

Proceedings of ASME 2021 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2021) (Internet), 9 Pages, 2021/07

高速炉の容器を大型化することに伴う直径と板厚の比の増加や免震設計への適用に対応するため、軸圧縮,曲げ、およびせん断荷重下で弾塑性座屈を評価できる座屈評価方法を開発している。本研究では、検討中の評価手法の適用性を検証するために、新しい材料(改良9Cr-1Mo鋼)の円筒試験体に対して水平荷重に加えて繰返し鉛直荷重を負荷する条件等を付した座屈試験と有限要素法解析を実施した。その結果、提案式による評価は、試験の座屈荷重に対して保守的であることが確認できた。また、有限要素法解析により座屈荷重に対する溶接残留応力の影響はほとんどないことを検証した。

論文

Development of the buckling evaluation method for large scale vessel by the testing of Gr.91 vessel subjected to vertical and horizontal loading

岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 安藤 勝訓; 宮崎 真之

Proceedings of ASME 2020 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2020) (Internet), 9 Pages, 2020/08

高速炉の容器を大型化することに伴う直径と板厚の比の増加や免震設計への適用に対応するため、軸圧縮,曲げおよびせん断荷重下で弾塑性座屈を評価できる座屈評価方法を開発している。本研究では、検討中の評価手法の適用性を検証するために、新しい材料(改良9Cr-1Mo鋼)に対して一連の座屈試験と有限要素法解析を実施した。その結果、提案式による評価は、試験の座屈荷重に対して保守的であることが確認できた。また、弾塑性座屈解析で評価された座屈挙動に関して、応力-ひずみ関係と試験容器の初期不整を考慮することにより、各試験結果を適切にシミュレーションできることを示した。

論文

改良9Cr-1Mo鋼製円筒容器の耐震座屈評価法に関する研究

岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 久保 幸士*; 佐藤 健一郎*; 若井 隆純; 下村 健太

日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス講演論文集(インターネット), p.591 - 595, 2017/10

次世代高速炉の容器は、容器径が増大し、相対的に薄肉化することに加え、近年の想定地震荷重の増大に対応するため水平免震化されることにより、長周期の水平地震荷重が負荷された状態で、相対的に大きな鉛直荷重を繰り返し受けることになる。加えて、容器材料として、従来のオーステナイト系ステンレス鋼のほか、高降伏応力かつ加工硬化係数の小さい改良9Cr-1Mo鋼の適用も見込まれる。高速炉高温構造設計規格で規定されている座屈評価法は、厚肉容器の塑性座屈を主対象としており、繰返し荷重の影響も考慮されていない。そこで、既往研究の知見も踏まえ、薄肉円筒容器構造の軸圧縮、曲げ、せん断の弾性座屈とそれらの相互作用、および鉛直荷重の繰返し負荷による座屈荷重低下を考慮でき、かつ改良9Cr-1Mo鋼製容器にも適用可能な新たな座屈評価式を提案し、改良9Cr-1Mo鋼製円筒容器に対する座屈試験と数値解析を実施し、当該座屈評価法の適用性と解析精度を検討した。

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

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,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

高速増殖原型炉もんじゅの新指針に照らした耐震安全性評価,2; 原子炉格納容器の耐震安全性評価

原田 達之*; 岡藤 孝史*; 森下 正樹; 月森 和之

no journal, , 

「もんじゅ」の原子炉格納容器は強め輪を有した直径約50mの円筒形鋼製容器である。基準地震動が大きくなったことから、3次元シェル要素を用いたFEM解析による静的弾塑性座屈解析を実施し、地震荷重に対する裕度の確認を行った。その結果、評価基準に対して十分な耐震裕度があることを確認するとともに、従来設計手法の保守性を確認した。

口頭

高速増殖炉へのSC格納容器の適用性検討,2; バウンダリ健全性評価法,2

根岸 和生; 秋山 洋*; 岡藤 孝史*; 阿部 岩司*

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SCCVのバウンダリ機能確認のための解析を紹介する。

口頭

水平及び鉛直荷重を受ける改良9Cr-1Mo鋼製円筒容器の座屈評価法に関する研究,2; 繰返し負荷した鉛直荷重や、軸圧縮, 曲げ, せん断座屈の相互作用が座屈荷重に及ぼす影響について

岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 安藤 勝訓; 宮崎 真之

no journal, , 

高速炉の容器を大型化することに伴う直径と板厚の比の増加や免震設計への適用に対応するため、軸圧縮, 曲げおよびせん断荷重下で弾塑性座屈を評価できる座屈評価方法を開発している。本研究では、検討中の評価手法の適用性を検証するために、新しい材料(改良9Cr-1Mo鋼)に対して一連の座屈試験と有限要素法解析を実施した。その結果、提案式による評価は、試験の座屈荷重に対して保守的であることが確認できた。また、弾塑性座屈解析で評価された座屈挙動に関して、応力-ひずみ関係と試験容器の初期不整を考慮することにより、各試験結果を適切にシミュレーションできることを示した。

口頭

水平及び鉛直荷重を受ける改良9Cr-1Mo鋼製円筒容器の座屈評価法に関する研究,1; 材料特性や初期不整形状のばらつきが座屈荷重に与える影響について

三浦 一浩*; 岡藤 孝史*; 佐郷 ひろみ*; 下村 健太; 岡島 智史; 佐藤 健一郎*

no journal, , 

大口径化による薄肉化、新しい材料の採用、基準地震動の増加による免震装置の採用に対応するため、高速炉の円筒容器には軸方向の圧縮荷重, 曲げ荷重及びせん断荷重下で弾塑性座屈を評価できる座屈評価法が必要となる。上記に対応する座屈評価法は、日本機械学会の高速炉規格において検討されている。この研究では、提案式の適用性を検討するため、座屈強度の変動因子として材料特性と初期不整を用いてモンテカルロシミュレーションを実施し、これらの因子の変動が座屈荷重に与える影響を評価した。その座屈荷重をJSME S NC2-2013の縦弾性係数及び設計降伏応力を用いた提案式による座屈荷重により正規化した場合、95%信頼下限値は、鉛直単体荷重、水平+鉛直荷重ともに、提案式の閾値を上回った。この結果は、提案式に設計降伏点を用いて算出した座屈評価値は、材料特性その他のばらつきを含む実際の座屈荷重の95%信頼下限値よりも安全側(小さめの)値となることを示している。

口頭

水平及び鉛直荷重を受ける円筒容器の座屈強度に及ぼす初期不整形状の影響に関する研究

岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 安藤 勝訓; 宮崎 真之

no journal, , 

高速炉の容器を大型化することに伴う直径と板厚の比の増加や免震設計への適用に対応するため、軸圧縮,曲げおよびせん断荷重下で弾塑性座屈を評価できる座屈評価方法を開発している。本研究では、弾塑性解析により容器全体にわたる長波長の初期不整形状の座屈強度への影響を評価し、新たに提案する座屈評価式の適用性評価及び初期不整量を評価する際のゲージ長の検討を実施した。また、溶接による局所変形・残留応力についても、同様に解析により座屈強度への影響を評価した。

口頭

設計支援ツールの開発(膨張タンクの自動・最適化設計)

横井 忍*; 岡藤 孝史*; 小野田 雄一; 田中 正暁

no journal, , 

高速炉概念検討の効率化に資するため、設計プロセスの自動化・最適化を目的として「設計支援ツール」の開発を進めている。この「設計支援ツール」では、設計手順をモジュール化し、設計条件の入力から図面作成までの一連の操作を自動で行うこと、および遺伝アルゴリズム等を用いて複数の評価指標に対して設計を最適化することを目指している。本報告では、冷却材の温度変化によるナトリウムの膨張・収縮を吸収するため崩壊熱除去系に設置される膨張タンクを対象としてこの「設計支援ツール」を適用し、設計プロセスの自動化・最適化について確認した結果を報告する。

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