Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
岡島 智史; 磯部 展宏*; 川崎 信史; 祐川 正之*
日本機械学会2009年度年次大会講演論文集, Vol.1, p.125 - 126, 2009/09
高速炉の炉心上部においては、燃料集合体から温度差のあるナトリウム流が合流する。炉心上部構造はこの合流によって生じる不規則な温度変化を受けることで、高サイクル疲労によるき裂が生じる、いわゆるサーマルストライピング現象が想定される。熱荷重の設定に関するガイドラインでは本現象の防止のため、
回強度を疲労限として、これに対応する判定温度差
を求め、これに基づく評価法を与えている。本研究では、上記手法を現在開発検討中の高速実用炉(JSFR)の設計に適用するため、高速実用炉に使用されうる316FR鋼及びインコネル718について、高サイクル疲労データを調査し、疲労曲線の適切な高サイクル方向への外挿方法を検討したうえで、判定温度差
T
を求めた。結果として、316FR鋼の判定温度差はSUS304とほぼ等しく、オーステナイト系ステンレス鋼で共通の判定温度差が利用できると考えられる。その一方でインコネル718は耐力が大きいため、発生しうる最大限の平均応力の効果を考えると、判定温度差が約1/3となる。現実的な設計を考えると、現実的な平均応力評価を含む評価手順が求められると考えられる。
中塚 亨; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本機械学会2009年度年次大会講演論文集, Vol.3, p.141 - 142, 2009/09
超臨界圧軽水炉の熱設計を行ううえでは、冷却材である超臨界圧水の伝熱劣化現象を正確に把握できる熱設計ツールの整備が必要であるが、伝熱劣化現象のメカニズムは未だに十分には解明されていない。本研究では、超臨界圧軽水炉の炉心熱設計精度向上に資することを目的として、伝熱劣化現象を予測できる乱流熱伝達率予測手法開発を目指し、乱流モデルについて予備的に検討した。その結果、LESによる解析が伝熱劣化現象を高い精度で予測できる可能性が最も高いと判断できる結果を得た。
久保 真治; 小貫 薫; 内藤 誠章*; 橘 幸男
日本機械学会2009年度年次大会講演論文集, Vol.3, p.151 - 152, 2009/09
水分解を目的としたクローズドサイクル熱化学法に比して、オープンサイクル熱化学法のメリットは、高温吸熱不要,高温機器が不要,熱効率が水電解法よりも高い必要がない、不要な物質を有用な物質に変換できることである。今回、製鉄の省エネルギー技術として、廃棄物である硫黄を原料とし排熱で駆動する二酸化硫黄利用オープンサイクル、具体的にはヨウ素を用いたオープンサイクルIS法を取り上げた。従来、熱負荷が大きかった、ヨウ化水素分解による水素製造工程を、活性炭によるヨウ素吸着法によりワンパス分解率を高めて、所要熱量低減化を計った。ヨウ化水素分解率を50%へ高めるために要する活性炭入り反応器を駆動する熱量を、194kJ/mol-H
と評価した。これにより、プロセス所要入熱量を6380kJ(活性炭なし)から1480kJ/mol-H(活性炭有り)へ減少させることができた。
木村 暢之; 小林 順; 上出 英樹
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の炉心出口近傍では、燃料集合体出口からの高温流体と制御棒チャンネルからの低温流体が混合することにより温度変動が発生する。その温度変動は正弦波形ではなく、非周期のスパイク状波形である。そこで、このような温度変動に対する高サイクル熱疲労評価手法を検討した。その結果、温度変動のピーク-ピーク幅と構造材の周波数応答関数を用いることで構造材の疲労損傷を評価できることを明らかにした。
川崎 信史; 加藤 章一; 山内 雅文*; 永江 勇二; 菊地 浩一*; 笠原 直人
no journal, ,
中間保持クリープ評価法を提案するとともに、単軸中間保持クリープ疲労試験を実施し、その妥当性を検討した。保持位置をパラメータとした同一保持時間条件のクリープ疲労結果は、保持位置が低くなるほど破損サイクル数が長くなっており、保持位置の応力をベースとしたクリープ損傷評価を実施することにより、クリープ疲労破損サイクルは適切に評価可能である。本試験では、環境の影響は、疲労寿命にのみ観察され、保持に与える影響はなかった。低応力保持条件の中間保持クリープ疲労寿命予測には、クライテリアの不確定性から若干の予測精度の低下が見受けられる。この予測精度の低下は、低応力状態においても仮想的な定常応力の存在を想定することにより、設計上考慮することが可能である。
直江 崇; 二川 正敏; 川合 將義*
no journal, ,
液体金属を核破砕標的に用いた核破砕中性子源の開発が世界的に行われている。陽子線の入射によって発生する圧力波が伝播する過程で、負圧によってキャビテーションが発生する。このキャビテーション気泡が崩壊する際に、マイクロジェットが壁面に衝突することでピッティング損傷が形成される。音響インピーダンスの異なる薄膜を積層することで材料表面を多層化し、マイクロジェットの衝突によって生じる応力波の低減効果により損傷を抑制することを試みた。本報告では、マイクロジェットを模擬した水銀球が固体壁に衝突するモデルを用いて、ピット形成及び応力波の伝播挙動と表面層の関係について数値解析的に調べ、最適な表面層の厚さについて検討した。
伊藤 啓; 功刀 資彰*; 大島 宏之; 河村 拓己*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉におけるガス巻込み現象を評価するため、本研究では2つの手法を提案する。1つは数値解析に基づくガス巻込み評価手法であり、もう1つは気液界面流れに対する高精度数値解析である。前者は、比較的粗い格子における数値解析結果に対して理論的な渦モデルを適用し、液面くぼみ深さ等のガス巻込み評価パラメータを抽出する。本手法は、高速炉の実規模スケール試験を対象とした検証を行い、ガス巻込み発生を正しく予測できることを確認した。一方、高精度数値解析手法の開発においては、さまざまな高精度アルゴリズムを開発した。特に、界面追跡の解析精度向上のため、物理的に適切な定式化を行った。検証解析の結果、基礎実験におけるガス巻込み現象を再現できることを確認した。
大島 宏之; 上羽 智之; 橋本 昭彦*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の実用化に向けて経済性向上の1つの方策として燃料の高燃焼度化が指向されているが、これを実現するためには照射によるスエリングや熱の影響による燃料被覆管の変形及び変形下における詳細な温度分布を予測し、過度な保守性を排除した合理的な安全裕度の確認がなされなければならない。このため本研究では、燃料集合体全体/局所詳細熱流動解析手法と燃料変形解析手法からなる解析評価システムを構築している。本件では、システムを構成する燃料集合体全体解析手法と燃料変形解析手法をカップリングした熱流動-変形連成アルゴリズムを構築するとともに、照射燃料集合体への適用解析を実施し、その妥当性を確認した。
井田 真人
no journal, ,
J-PARC中性子源の開発において水銀中キャビテーションが深刻な問題となっているが、水銀の不透明さからくる実験観察の制限により、その対処法の研究開発は困難を極めている。不透明な水銀中から情報を抽出する一手段に、キャビテーション気泡が放つ雑音「キャビテーションノイズ」の測定がある。本講演では、テッポウエビの生態をヒントに、キャビテーションノイズの新しい発生メカニズムを提案する。近年の報告により、テッポウエビが放つ雑音がキャビテーション気泡の崩壊によるものであることが明らかにされた。この雑音は正と負の圧力パルスからなるが、単一の気泡のみを考慮した理論モデルでは負のパルスが説明できないことがわかっている。複数気泡モデルを用いた解析により、圧力パルスによる気泡間相互作用が負のパルスの発生源であること、そして、発生するノイズの性質が気泡内ガスの状態に強く依存することを明らかにした。本成果はノイズ測定によるキャビテーションのモニタリング技術などへの応用可能性を持つものである。
