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論文

計算科学シミュレーションコードSPLICEを用いた金属光造形加工プロセスのフロントローディング

村松 壽晴; 青柳 裕治*; 吉氏 崇浩*

日本機械学会2017年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 4 Pages, 2017/09

原子力機構では、レーザー加工に係わる複合物理過程を定量的に取扱うことが可能な、計算科学シミュレーションコードSPLICEを開発中である。このSPLICEコードを金属光造形加工プロセスに適用し、設計空間の可視化、レーザー照射条件の設定などのフロントローディングを通じて、当該プロセスに係わるオーバーヘッドを効果的に低減させることが可能であることを確認した。

論文

Water experiment on phased array acoustic leak detection system for sodium-heated steam generator

近澤 佳隆; 吉氏 崇浩*

Nuclear Engineering and Design, 289, p.1 - 7, 2015/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.79(Nuclear Science & Technology)

ナトリウム冷却炉の蒸気発生器の水リーク検出法としてフェイズドアレイ方式の音響計を提案した。本方式はリーク音源の方向を特定できる特徴を有する。リーク音源の方向分布の分析により、一様に分布する運転ノイズから局所的に存在するリーク音を分離することが可能になり、検出感度を大幅に向上できる可能性がある。前回は手法の構築及び数値解析による性能の確認が行われた。ただし、数値解析では蒸気発生器の伝熱管部の詳細構造はモデル化されなかった。本研究では模擬伝熱管を有する水試験において、フェイズドアレイ方式の音源方向特定の性能を確認した。

論文

Development of FR construction cost estimation method in FaCT project

加藤 篤志; 小竹 庄司; 吉氏 崇浩*

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (FR 2009) (CD-ROM), 11 Pages, 2012/00

FaCTプロジェクトでは、革新技術の導入により、JSFRの建設物量の削減を図っている。その経済性を評価するために、SCALLE(Sum of Cost Account Leading to future Logistics Economy)コードという評価手法を開発した。SCALLEコードでは、物量とそれに関連する単価を積み上げるボトムアップ手法を採用した。

報告書

乾式再処理施設の操業シミュレーション

米澤 重晃; 津坂 康和; 吉氏 崇浩*

JNC TN9400 2002-040, 49 Pages, 2002/07

JNC-TN9400-2002-040.pdf:3.39MB

乾式再処理施設の運転では、バッチ処理とそれに付随する遠隔マテリアルハンドリングに特徴があるため、プラントの処理能力を評価するためには、機械的動作のシミュレーションが必要であった。そこでバーチャルエンジニアリング技術を利用して、操業シミュレーション技術の開発を進めている。本報告は平成13年度の成果をまとめたものである。1)乾式再処理施設の操業シミュレーションシステムの構築:FBR実用化戦略調査研究(以下、FSと略す)フェーズIの乾式再処理の概略設計情報をもとに、研究の進捗に伴う設計変更に柔軟に対応することを念頭に置き、設備や機器の機械的動作のシミュレーションができる、操業シミュレーションシステムを構築した。2)酸化物電解再処理施設の操業シミュレーションによる評価:F-SフェーズIの設計情報にもとづき、酸化物電解法の燃料処理セルについて操業シミュレーションを実施した。現在の設定ではマテリアルハンドリング機器のスピードが遅く、このため要求される50tHM/年の処理能力を下回ることが明らかになった。マテリアルハンドリング機器の把持・解放スピードをパラメータとして、処理能力への影響を評価した結果、把持・解放時間を最も早い 0分に設定しても、プラントの処理能力は要求される 94%にとかならず、これだけでは十分な解決には至らないことを示した。

報告書

乾式リサイクルシステムプラント操業システム構築

掛樋 勲; 吉氏 崇浩*

JNC TN9400 2001-054, 144 Pages, 2001/03

JNC-TN9400-2001-054.pdf:25.03MB

本研究は、従来のPurex再処理法-ペレット加工法と異なるシステム概念の乾式リサイクルシステム(乾式再処理-射出成型(金属燃料)、振動充填(酸化物燃料)加工法)における操業性評価に係るものである。乾式リサイクルシステムは、工程機器で処理した燃料(使用済み燃料、リサイクル燃料中間製品、リサイクル燃料製品)を固体の形で次の工程へ、ロボット等のハンドリングシステムで、移送するバッチ処理システムである。この工程(工程機器)は、大型ホットセル内に配置されており、工程機器の保守・補修は遠隔で行う必要がある。本研究では、このシステムの特徴を踏まえた、乾式工程機器の保守・補修方法の構築・評価を行った。保守・補修方法については、機器の保守項目、点検方法、修理・交換方法、作業場所、必要な保守設備等の保守・補修計画を策定した。評価は、電解再処理槽(溶融塩電解槽)を例に、保守の方法と手順、必要な物流動線、必要な設備、遠隔操作性等の保守計画で策定した保守・補修性を、バーチャルエンジニアリング手法を用いたシミュレーションコード(現実化した動画を作る)で行った。シミュレーションの事例は、駆動部の故障、漏洩事故を想定した。本研究により、乾式システムの保守に関する他の機器への適用及びプラント設計への反映ができる成果を得た。技術課題については、保守の観点からの機器、プラント設計への要求、点検方法、保守設備の開発等を摘出し、必要性を示した。

口頭

ナトリウム加熱蒸気発生器のフェイズドアレイ音響リーク検出器の水試験

近澤 佳隆; 吉氏 崇浩*

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器の伝熱管破損にともなう水リーク検出はナトリウム-水反応の早期収束による伝熱管破損伝播防止の観点から重要である。音響計は検出時間が短い検出器として従来からも検討対象とされているが開発実績の調査の結果主要な課題は蒸気発生器運転ノイズとリーク音の分離であることが明らかになった。本研究ではフェイズドアレイ方式により検出器に対する音源の角度分布を分析することにより運転ノイズとリーク音の分離することを提案している。今回は水試験において伝熱管群を超えて到達するリーク音を模擬し音源の角度方向の分布を測定し本手法の基本原理を確認した。

口頭

レーザー光を用いた福島燃料デブリ取出し技術に関する研究開発,10; レーザー加工プロセスシミュレーションコードSPLICEによる溶断時過渡温度特性

村松 壽晴; 山田 知典; Nguyen, P. L.; 吉氏 崇浩*; 近藤 敦哉*; 古谷 章*

no journal, , 

燃料デブリ取出し作業の過程で遭遇すると考えられる様々な成分から成る金属材料に対するレーザー溶断条件の適切化を行えるようにするため、気-液-固相変化を含む伝熱流動現象を数値解析的に取扱うレーザー加工プロセスシミュレーションコードSPLICEの開発を進めている。本報告では、レーザー溶断時の金属材料表面における過渡温度挙動と溶断性能との関連性をSPLICEコードにより評価した結果について報告する。

口頭

計算科学シミュレーションコードSPLICEによるレーザーコーティング条件の導出

村松 壽晴; 吉氏 崇浩

no journal, , 

昨今のレーザー加工技術に関する展示会などからも分かるように、高エネルギー密度と局所加工性など、優れた熱源としてのレーザー光の特性を背景として、多くの産業分野において様々な材料加工がレーザーを用いて行われている状況にある。更には、福島第一原子力発電所の燃料デブリ取出しへのレーザー加工技術の適用性評価なども、基礎・基盤的な観点から進められている。他方、レーザー加工において、意図した性能や製品を実現するためには、ここで発生する溶融・凝固現象などを含む複合物理過程を把握した上で、レーザー照射条件などを適切に設定する必要がある。しかしながら、この条件適切化作業は、繰返しによる膨大なオーバーヘッドを伴うのが一般的であり、多品種少量生産などを指向する産業分野へのレーザー加工技術の導入を阻害する一因ともなっている。発表では、加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするために開発中の、計算科学シミュレーションコードSPLICEの概要と評価例、およびオーバーヘッドの大幅低減を目指し、SPLICEコードをレーザー照射条件導出のための手段として利用したフロントローディング実現に対する見通しを述べる。

口頭

計算科学シミュレーションコードSPLICEを用いた金属光造形加工プロセスのレーザー照射条件の導出

村松 壽晴; 青柳 裕治*; 吉氏 崇浩*

no journal, , 

本発表では、加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするために開発中の、計算科学シミュレーションコードSPLICEの概要と評価例、および金属光造形加工プロセスでのオーバーヘッドの大幅低減を目指し、SPLICEコードをレーザー照射条件導出のための手段として利用したフロントローディング実現に対する見通しを評価した。

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