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川崎 信史; 永江 勇二; 加藤 章一; 安藤 勝訓; 笠原 直人
第13回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.507 - 510, 2008/06
高速炉の原子炉容器に対する高温構造設計評価技術における強度評価法開発の計画と現状を紹介した。現在開発中の革新的高温増殖炉の原子炉容器の特徴を踏まえ、クリープ疲労強度評価法とラチェット変形許容値の研究開発を進めている。クリープ疲労強度としては、中間保持,時効,構造不連続部におけるひずみ集中を開発に必要な課題として選定し、試験及び解析による検討を進めている。ラチェット変形許容値は、ラチェット疲労及びラチェットクリープ疲労試験から、ラチェット変形がクリープ疲労あるいは疲労強度に及ぼす影響を把握し、許容値の策定を進めている。
阪本 善彦; 久保 重信*; 小竹 庄司; 神島 吉郎*
第13回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.505 - 506, 2008/06
本報告は、JSFRの設計における原子炉構造の信頼性向上方策についてまとめたものである。製作性の観点からは、原子炉容器のコンパクト化により、原子炉構造を工場内で製作することができる。これにより、高い加工精度や溶接品質により製作することが可能となる。また、リング鍛鋼品を原子炉容器胴に適用することで、寸法精度の確保や熱応力に対する信頼性確保が期待できる。保守性の観点からは、炉内構造物を簡素化することで、検査対象への検査機器のアクセス性向上を図っている。JSFRの設計ではナトリウムバウンダリ面積を大幅に減らすことによって配管の二重化が容易となり、溶接線も減らすことができる。したがって、JSFRの原子炉構造は、効率的な炉内構造物検査に適しており、プラントの信頼性を確保できる見通しがある。また、ナトリウム中の構造物を検査可能な先進的な検査技術についても開発を行っている。
吉川 龍志; 浜田 広次; 大島 宏之; 柳沢 秀樹*
第13回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.495 - 496, 2008/06
高速増殖炉の蒸気発生器における詳細な熱流動現象を評価することを目的として、数値解析コードを整備している。その一環として、サブクール沸騰及び二相流スリップ効果を取り込んだドリフトフラックスモデルを用いて、蒸気発生器水側の不安定挙動解析に適用可能な手法を開発した。また、密度波不安定流動に適用する解析アルゴリズムを検討した結果、複雑な行列計算の必要がない、大きい時間ステップが可能である数値方法を考案した。サブクール沸騰モデルについては、定常流動のボイド率分布の計算によりその機能を検証した。さらに、出入口圧力,熱流束を境界条件として与えて、入口流量を計算する流動不安定性解析により、非定常流動の解析機能を確認した。
大野 修司; 大木 裕*; 菅原 章博*; 大島 宏之
no journal, ,
実用化高速炉の原子炉上部プレナムにおける温度成層化現象を高精度で評価するための手法整備の一環として、多次元熱流動解析コードAQUAと商用CFDコードによる基礎的体系下の水試験の解析を実施した。解析値と試験値の比較から、高次差分法を使用し鉛直方向メッシュ密度を適正化することで、解析コードによらず成層界面の温度勾配,界面の上昇・揺動挙動を適切に予測できることを示した。乱流モデルに標準k-
, RNGk-及びRSMを適用した場合の比較では、いずれのモデルともに成層化の基本現象をおおむね再現した。
渡辺 博典; 光武 徹*; 柿崎 禎之*; 関根 勝則*; 高瀬 和之
no journal, ,
近年、超小型熱交換器,燃料電池,マイクロマシーン等の先端機器の実用化研究では細管(マイクロチャンネル)のボイド率計測技術を必要としている。このための実用的な計測技術を開発した。開発した計測技術は、細管内流体の静電容量(C)を計測することでボイド率に換算する方式である。水質によらず、全領域のボイド率を計測するもので、本研究で電極体系ごとに計測特性式を取得した。計測方法は、高周波電源を電極に印加し電極間の二相流の静電容量を計測し、計測特性式を用いてボイド率に換算する方法である。電極はリング電極体系及びワイヤ電極体系の2種を用いた。
伊藤 啓; 功刀 資彰*; 大島 宏之
no journal, ,
高速炉ガス巻込み現象を直接評価するため、高精度VOF法に基づく数値解析手法の開発を行っている。ガス巻込み現象を正確に評価するためには局所体積形状を正確に模擬する必要があるため、本数値解析手法は非構造格子系において開発されており、本件では、非構造格子系における各計算手順の定式化について述べる。また、気液界面における適切な定式化(非物理的挙動を導かない定式化)の導出を行った。解析手法の適用性検証として、ガス巻込み基礎実験体系を対象とした解析を行った結果、実験において発生したガス巻込み現象と同様の発生メカニズムを再現できることが明らかになった。
内堀 昭寛; 大島 宏之
no journal, ,
核燃料サイクルには燃料や廃棄物の融解・凝固あるいは溶解・析出プロセスが存在する。それらプロセスの技術的成立性評価には数値解析が有効であるが、融解・凝固現象に対する数値解析では相変化に伴う固液界面の移動を再現することが必要となる。移動境界問題の解析に用いられてきた拡張有限要素法(eXtended Finite Element Method: X-FEM)は、界面の移動を固定メッシュ上で精度よく再現できるという利点を有しており、他の移動境界問題解析手法に比べて優れた手法であるといえる。ただし、融解・凝固現象に対する適用については報告例も少なく、特に液相流動の現れる問題に対して検証解析を実施した例は見られない。本研究では、核燃料サイクルにおける各種プロセスの技術的成立性評価に適用することを目的にX-FEMを用いた融解・凝固現象の数値解析手法を開発し、熱移動のみが発生する1次元Stefan問題及び2次元矩形領域コーナー部凝固問題、また、自然対流の発生する2次元ガリウム融解問題を解析することで解析手法の妥当性を確認した。