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池末 俊一*; 岩崎 晃久*; 佐郷 ひろみ*; 横井 忍*; 山本 智彦
Proceedings of ASME 2024 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2024) (Internet), 9 Pages, 2024/07
During an earthquake, sloshing occurs in a cylindrical tank when a frequency component close to the natural frequency of sloshing is included in the seismic wave. When high amplitude sloshing occurs, the free liquid surface level fluctuates greatly in the tank, and the liquid surface collides with the roof of the tank. In tank design, it is important to evaluate the sloshing load acting on the roof. In this study, we extended this method to deal with seismic wave excitation. In seismic wave excitation, the tank is excited by irregular wave, and the phenomenon of sloshing becomes more complicated than sinusoidal excitation. To simplify this complicated phenomenon, we proposed a concept of equivalent growth wave number. This number represents the magnitude of the increase in the peak of liquid surface level, during seismic wave excitation. We proposed a method to quantitatively evaluate this number from seismic response analysis. In addition, we proposed a method to evaluate the vertical load on the roof during seismic wave excitation, by introducing this number into the predictive evaluation method.
山本 智彦; 渡壁 智祥; 宮崎 真之; 岡村 茂樹; 宮川 高行; 横井 忍*; 深沢 剛司*; 藤田 聡*
Mechanical Engineering Journal (Internet), 11(2), p.23-00393_1 - 23-00393_21, 2024/04
A sodium-cooled fast reactor (SFR) considers adopting 3-dimensional seismic isolation devices for withstanding seismic loads not only horizontal but also vertical direction. A seismic isolation device consists of a laminated rubber bearing and horizontal oil dampers for horizontal direction, coned disc springs and vertical oil dampers for vertical direction, respectively. In order to investigate the performance of each component and the feasibility of integrated system for SFR, the experiments such as load-displacement tests, vibrating tests, etc., to each component of seismic isolation devices and seismic response analysis are carried out. As those experimental results, the mechanical characteristics of each component and the devices are grasped, then it is demonstrated that components and devices have expected performances to reduce the seismic loading within the design range. As the analytical results of seismic response, it is indicated that this 3-dimesional seismic isolation device and system can reduce the seismic response on horizontal and vertical simultaneously. Based on the analytical studies and experimental results, the feasibility of newly developed 3-dimensional seismic isolation system is obtained and the prospect of practical application of 3D seismic isolation system for fast reactor is implied in this paper.
矢田 浩基; 高屋 茂; 諸星 恭一*; 横井 忍*; 宮川 高行*
Mechanical Engineering Journal (Internet), 10(4), p.23-00044_1 - 23-00044_13, 2023/08
原子力発電所の合理的な保全計画を策定するには、各プラントの特性を考慮する必要がある。ナトリウム冷却高速炉では、ナトリウムを扱う特殊性から検査上の制約が保全合理化の重要なポイントとなる。本研究では、リスク情報を活用して保全方針を策定する設計支援ツールである保全最適化スキームを提案した。保全最適化スキームは、システム化規格概念に基づくASME Boiler and Pressure Vessel Code, Code Case, N-875が基となっており、最適な保全方針を策定するための詳細な手順を提供するものである。さらに、保全最適化スキームを用いて次期高速炉の候補概念を対象に炉心支持構造物の保全方針設定に関する試評価を実施した。
深沢 剛司*; 平山 智之*; 横井 忍*; 廣田 昭彦*; 杣木 孝裕*; 湯川 正貴*; 宮川 高行; 内田 昌人*; 山本 智彦; 宮崎 真之; et al.
日本機械学会論文集(インターネット), 89(924), p.23-00023_1 - 23-00023_17, 2023/08
ナトリウム冷却高速炉の耐震性向上の観点で研究開発を進めている3次元免震装置開発に関して、そのシステムの概要を述べるとともに、1/2縮尺試験体を用いた静的載荷試験結果について、その知見を述べる。
池末 俊一*; 森田 英之*; 佐郷 ひろみ*; 横井 忍*; 山本 智彦
Proceedings of ASME 2023 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2023) (Internet), 10 Pages, 2023/07
When a cylindrical tank is excited by seismic waves, the motion of free liquid surface, called sloshing, may occur inside the tank. When the high-amplitude sloshing occurs, the free liquid surface collides with the roof of cylindrical tank, and the impulsive vertical load acts on the roof. In this study, the cause of this extremely large load was discussed by analyzing the CFD analysis result. As a result, it was showed that the previous weak roof collision deformed the liquid surface into a flat shape and the flat liquid surface collided with the roof. The phenomenon caused the extremely large load acting on the roof. From this result, it was clarified that the history of roof collision has a large influence on the vertical load acting on the roof.
山本 智彦; 渡壁 智祥; 宮崎 真之; 宮川 高行*; 横井 忍*; 岡村 茂樹*; 深沢 剛司*; 藤田 聡*
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 7 Pages, 2023/05
A sodium-cooled fast reactor (SFR) considers adopting 3-dimensional seismic isolation devices for withstanding seismic loads not only horizontal but also vertical direction. In order to investigate the performance of each component and the feasibility of integrated system for SFR, the experiments to each component of seismic isolation devices and seismic response analysis are carried out. As those experimental results, the mechanical characteristics of each component and the devices are grasped. As the analytical results of seismic response, it is indicated that this 3-dimesional seismic isolation device and system can reduce the seismic response on horizontal and vertical simultaneously. Based on the analytical studies and experimental results, the feasibility of newly developed 3-dimensional seismic isolation system is obtained and the prospect of practical application of 3D seismic isolation system for fast reactor is implied in this paper.
矢田 浩基; 高屋 茂; 諸星 恭一*; 横井 忍*
Proceedings of 29th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 29) (Internet), 9 Pages, 2022/08
原子力プラントの保全を合理化するためには、各プラントの特徴を考慮した検査要求を設定する必要がある。ナトリウム冷却型高速炉プラントにおいては、冷却材にナトリウムを用いることに起因する保全活動上の制約が存在し、保全合理化を検討する上で重要なポイントとなる。著者らはこれまでにシステム化規格(SBC)概念に基づく保全最適化スキームを提案している。同スキームの目的は、プラントの特徴を考慮した合理的な検査要求を設定するための手法を提供することである。本研究では、保全最適化スキームにおける検査要求の設定方法を具体化すると共に、日本で検討が進められている次期高速炉の炉心支持構造物を対象に試評価を実施した。
池末 俊一*; 森田 英之*; 石井 秀和*; 佐郷 ひろみ*; 横井 忍*; 山本 智彦
Proceedings of ASME 2022 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2022) (Internet), 10 Pages, 2022/07
When cylindrical tanks installed in the ground receive strong seismic waves, motion of the free liquid surface inside the tank called sloshing may occur. If the high-amplitude sloshing occurs and the waves collide with the tank roof, it may lead to accidents such as damage of the tank roof or outflow of internal liquid of the tank. Therefore the Predictive Evaluation Method is important. This paper describes that the evaluation method is reconstructed for improving these underestimation and overestimation. In this method, the impact pressure model is reconstructed by direct evaluation model of liquid spreading velocity focused on circumferential direction, which is derived from the simplified evaluation model of nonlinear sloshing liquid surface. The validity of this method was confirmed by comparing them with experiments. And future issues on the improvement of the method were clarified from the result.
池末 俊一*; 森田 英之*; 石井 秀和*; 佐郷 ひろみ*; 横井 忍*; 山本 智彦
Proceedings of ASME 2021 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2021) (Internet), 8 Pages, 2021/07
本論文では、円筒形タンクの非線形スロッシング条件に対して、屋根に作用する垂直荷重と側壁に作用する水平荷重を評価できる新しい方法を提案した。この方法は、過去の研究で提案された液面レベルと速度の簡略化された方程式と、既存のモデルから変更された新しい圧力モデルの組み合わせである。この方法は簡略化された方程式で構成されているため、CFD解析のような長い計算時間は必要ない。この方法の有効性は、CFDおよび試験と比較することによって確認した。そして、その結果から、この方法の改善に関する今後の課題が明らかとなった。
横井 忍*; 神島 吉郎*; 定廣 大輔*; 高屋 茂
JAEA-Data/Code 2016-002, 38 Pages, 2016/07
JAEA-Data-Code-2016-002.pdf:1.51MB
規格基準体系が有する余裕を合理的な水準に適正に設定することを目指したシステム化規格概念の実現に向けた検討が行われている。余裕の適正化のために必要となる定量的指標としては破損確率が有望視されているが、破損確率を算出するには、不確定性を有する変数について確率分布形、平均値(もしくは中央値)及び分散(もしくは標準偏差)等の不確定量を入力することが必要になる。これらの入力データのうち、材料強度に関する統計的特性についてはJAEA-Data/Code 2015-002「高速炉機器の信頼性評価に用いる材料強度の統計的特性、オーステナイト系ステンレス鋼」にて報告されている。本報では、高速炉機器の破損確率を求める際に必要な入力データであって、JAEA-Data/Code 2015-002の対象外である荷重等に係る入力データについて、その設定方法及び設定の考え方をまとめたものである。
高屋 茂; 渡辺 大剛*; 横井 忍*; 神島 吉郎*; 栗坂 健一; 浅山 泰
Journal of Pressure Vessel Technology, 137(5), p.051802_1 - 051802_7, 2015/10
被引用回数：2 パーセンタイル：10.59(Engineering, Mechanical)システム化規格概念に基づき、高速炉の原子炉容器の地震座屈の防止に必要な最小板厚について検討した。システム化規格の特徴のひとつは、裕度交換であるが、これを実現するために信頼性設計手法を採用するとともに、原子力プラントの安全性目標から原子炉容器の地震座屈に対する目標信頼度を導出した。地震ハザードも含め必要な入力データを整備し、評価を実施した。その結果、従来の決定論的な設計手法に比べて、最小必要板厚を薄くすることができることが明らかになった。また、各確率変数の評価結果への影響について検討し、地震荷重が支配的な要因であることを示した。
加藤 篤志; 久保 重信; 近澤 佳隆; 早船 浩樹; 横井 忍*; 中田 崇平*; 谷 明洋*; 島川 佳郎*
Proceedings of 2014 International Congress on the Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2014) (CD-ROM), p.616 - 623, 2014/04
設計拡張状態として除熱系喪失事象を対象に、JSFRの崩壊熱除熱設備の強化設計について報告する。設計要求は、第4世代ナトリウム冷却炉の安全設計クライテリアを参照した。構築した概念に対する有効性評価, 信頼性評価についても報告する。
高屋 茂; 渡辺 大剛*; 横井 忍*; 神島 吉郎*; 栗坂 健一; 浅山 泰
Proceedings of 2013 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2013) (DVD-ROM), 6 Pages, 2013/07
システム化規格概念に基づき、高速炉原子炉容器の地震による座屈に対する最少許容板厚に関して検討した。システム化規格の主なコンセプトの一つは裕度の最適化である。このコンセプトを実現するために、信頼性設計手法を用いた評価を行うとともに、原子力施設の安全目標から原子炉容器の地震による座屈に対する目標信頼度を導出し、信頼性設計手法に必要な確率分布等の入力データを整備した。また、地震荷重の大きさの不確定性を考慮するために、地震ハザードを考慮した。目標信頼度を満足する板厚を評価した結果、従来の決定論的手法に比べ、最少許容板厚を小さくできることを明らかにした。
神島 吉郎*; 横井 忍*
JNC TJ9410 2005-002, 113 Pages, 2004/11
JNC-TJ9410-2005-002.pdf:5.84MB
本研究では、上下免震要素の周期変更に伴う影響(要素設計の柔軟性、設計合理化の可能性)に関する調査を行うとともに、機器上下免震システムの成立性検討及び機器上下免震方式のプラント建屋配置検討を行った。
横井 忍*; 山本 智彦; 杣木 孝裕*; 室田 伸夫*; 遠藤 直毅*
no journal, ,
高速炉プラントに適用する免震装置として、水平免震装置及び3次元免震装置を開発している。本報では、水平免震装置を構成する厚肉積層ゴムと水平オイルダンパの開発状況について報告する。
湯川 正貴*; 諸菱 亮太*; 山本 智彦; 平山 智之*; 横井 忍*
no journal, ,
厚肉積層ゴムと皿ばねユニットを直列配置した3次元免震装置を対象とした1/2縮尺組合せ試験体を製作し、水平・上下2方向同時載荷による静的載荷試験を実施した。試験結果から、本3次元免震装置は所定の設計性能と滑らかな作動性を保持することを認め、装置概念を確立した。
森田 英之*; 山本 智彦; 宮崎 真之; 田中 正暁; 横井 忍*; 佐郷 ひろみ*; 池末 俊一*
no journal, ,
原子力発電施設の耐震性の向上を目的として、設計用基準地震動が見直されている。薄肉構造を志向している高速炉においては、機器の耐震性を確保するため免震の採用を計画している。その場合、水平方向の建屋の周期と円筒容器のスロッシング周期が近接しているためスロッシングによる天井衝突が懸念される。そこで、著者らは、高速炉への適用を目的に、2014年度より非線形スロッシング評価手法の開発を進めてきた。本論文では、天井無しの円筒容器を対象とした非線形スロッシング波高の評価方法及び天井荷重の簡易評価手法の研究成果について報告する。
佐郷 ひろみ*; 山本 智彦; 宮崎 真之; 田中 正暁; 横井 忍*; 山根 勇馬*; 西脇 良典*; 森田 英之*; 岩崎 晃久*; 池末 俊一*; et al.
no journal, ,
原子力発電施設の耐震性の向上を目的として、設計用基準地震動が見直されている。薄肉構造を志向している高速炉においては、機器の耐震性を確保するため免震の採用を計画している。その場合、水平方向の建屋の周期と円筒容器のスロッシング周期が近接しているためスロッシングによる天井衝突が懸念される。そこで、著者らは、高速炉への適用を目的に、2014年度より非線形スロッシング評価手法の開発を進めてきた。本論文では、評価手法構築の試験データ取得を目的に実施したスロッシング水試験結果、及びVOF法を用いて実施した再現解析の結果について報告する。
横井 忍*; 山本 智彦; 宮崎 真之; 田中 正暁; 山根 勇馬*; 西脇 良典*; 佐郷 ひろみ*; 森田 英之*; 岩崎 晃久*; 池末 俊一*
no journal, ,
原子力発電施設の耐震性の向上を目的として、設計用基準地震動が見直されている。薄肉構造を志向している高速炉においては、機器の耐震性を確保するため免震の採用を計画している。その場合、水平方向の建屋の周期と円筒容器のスロッシング周期が近接しているためスロッシングによる天井衝突が懸念される。そこで、著者らは、高速炉への適用を目的に、2014年度より非線形スロッシング評価手法の開発を進めてきた。本論文では、高速炉に適用する非線形スロッシング波高・荷重の評価手法の開発計画及び非線形スロッシング評価手法の概要について報告する。
深沢 剛司*; 平山 智之*; 横井 忍*; 廣田 昭彦*; 杣木 孝裕*; 湯川 正貴*; 宮川 高行*; 内田 昌人*; 山本 智彦; 宮崎 真之; et al.
no journal, ,
原子力発電施設の耐震性の向上を目的として、設計用基準地震動が見直されている。これによって、過去にも増して水平のみならず、上下方向の地震力の低減が機器の耐震性を確保するうえで重要となっている。著者らはこれまでに皿ばねユニットで構成される新たな3次元免震システムの開発を進めてきた。その設計成立性および耐性を検証するためには、本免震システムの荷重-変位関係の確認が必要となる。本論文では1/2縮尺試験体を対象に基準地震動およびこれを上回る荷重領域下で実施した静的試験で得られた結果を報告する。
