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竹上 弘彰; 寺田 敦彦; 小貫 薫; 稲垣 嘉之
日本機械学会2010年度年次大会講演論文集, Vol.3, p.165 - 166, 2010/09
原子力機構では、ISプロセス水素製造法の実用化に向け、耐硫酸性に優れた炭化ケイ素(SiC)を用いた機器の開発を行っている。SiCには確立された強度評価手法が存在せず構造設計が困難であるため、著者らはSiC構造体の最低強度を非破壊で推定する手法を提案したが、この手法に関して、従来の破壊確率による評価との関係性が検証されていない。そこで、本研究では、SiC材料の曲げ強度及び単純形状構造体の破壊試験結果から強度特性を評価するとともに、破壊確率との比較により、提案した強度推定法の有効性を検証した。有効体積が大きく異なる構造体の強度評価においては、個別のワイブル係数評価を必要としない最低強度推定法が有効であることを示した。
Yan, X.; 佐藤 博之; 橘 幸男
no journal, ,
高温ガス炉は950度と高温熱供給が可能であることから、高効率発電のみならず、化石燃料の燃焼に依存してきた各種産業用熱源として期待されている。本報告では、原子力機構設計のコジェネレーション高温ガス炉システムGTHTR300Cにおいて、1次冷却設備圧力制御,タービンバイパス流量制御,タービン入口温度制御及び原子炉出口温度制御を組合せた電力負荷変動に追従可能な制御方式を提案した。動特性解析により、毎分5%の電力負荷変動に対して追従可能であることを明らかにし、本提案の有効性を確認した。
田中 正暁; 藤崎 竜也*; 大島 宏之; 文字 秀明*
no journal, ,
原子力機構では、炉内非定常熱流動現象を評価するためにラージエディシミュレーション法と、複雑な体系に適用可能な境界適合座標系を採用した数値解析コードを開発している。本報告では、ナトリウム冷却大型高速炉で採用されるショートエルボ配管での非定常流動現象に着目し、数値解析コードの検証の一環及びエルボ管内非定常流動現象の解明を目的として、既往試験の中から高Re数条件下での試験解析を行い、エルボ管内流れへの適用性について確認するとともに、エルボ下流で形成される大規模渦構造について調べた結果を報告する。
藤田 薫; 山野 秀将; 久保 重信*; 島川 佳郎*; 碇本 岩男*
no journal, ,
大型ナトリウム冷却高速炉の安全性向上のため、現在開発中のJSFRでは受動的炉停止系(SASS)を導入する予定である。SASSは冷却材に大きな温度上昇が生じた場合に、制御棒を保持する力が弱まり制御棒が重力によって独りでに落下するという仕組みである。本研究では制御棒を電磁石によって保持させ、その磁路に高温下で強磁性を失う合金を組み込むことで、温度上昇に感応させる構造としている。本報告では、最新のJSFR設計に適合させたSASSの開発状況、及び異常な過渡事象時の安全性向上への有効性の解析を実施した結果を報告する。
山野 秀将; 久保 重信*; 島川 佳郎*
no journal, ,
FBRサイクル実用化研究開発第1期において、安全性に関する開発目標を達成しうる大型ナトリウム冷却高速炉の安全設計要求を構築するとともに、代表的な設計基準事象に対して安全解析を実施し、プラント成立性の見通しを得た。
江連 俊樹; 木村 暢之; 飛田 昭; 上出 英樹
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉(JSFR)の実機設計では、ホットレグ配管入口部での液中渦によるキャビテーションの発生条件評価が重要課題となっている。液中渦については、ターボ機械分野において、ポンプ吸い込み水槽を対象とした研究が多くあるが、実機と同じ作動流体(水)での模型試験評価を想定しており、作動流体の物性の影響については、あまり考慮されていないのが現状である。そこで、ナトリウムと水の粘性係数の違いが与える影響を把握することを目的として、水を作動流体とする基礎的な円筒体系に試験を行った。水温を10
Cから80Cに変化させることにより、動粘性を変化させた試験を実施した。その結果、液中渦の発生は、キャビテーション係数だけでなく、無次元化循環に依存して変化することがわかった。
大島 宏之; 今井 康友*
no journal, ,
経済性向上のため高性能化(高燃焼度化,高線出力化)を目指すナトリウム冷却高速炉燃料の設計や安全評価に資するため、複数の解析コードで構成される燃料集合体変形・熱流動解析システムの開発を進めている。本研究では、この解析システムの構成コードの1つである局所詳細熱流動解析コードについて、圧力損失など流動解析精度を改善するため、高Re数型/低Re数型モデルを組合せた乱流モデルを開発するとともに、基本検証や実機スケール燃料集合体試験解析により、その高い予測精度と計算効率を確認した。
吉川 龍志; 大島 宏之
no journal, ,
高速炉実用化研究において、直管型2重伝熱管蒸気発生器の設計検討が進められている。本研究では、蒸気発生器の伝熱管内水側二相流の不安定流動挙動評価のため、ドリフトフラックスモデルを使用し、半陰解法を採用する1次元フローネットワーク解析コードを開発した。開発した解析コードの妥当性を確認するため、2本管パラレルチャンネルにおける不安定流動試験解析を実施し、流量振動及び流動安定境界など、流動不安定性評価への適用性を確認した。また、感度解析により、振動周期及び安定境界への各種パラメータの影響度を定量的に分析した。