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栗原 良一; 植田 脩三; 多田 栄介
Fusion Technology, 30(3), p.1465 - 1469, 1996/12
核融合実験炉の真空容器は、トリチウム等の放射性物質を内蔵するため、安全上重要な機器の一つである。真空容器はトロイダル一周抵抗を高くするため、ステンレス鋼製の二重壁構造としている。二重壁内部には冷却材として水が循環しており、寿命期間中には応力腐食割れ等によって亀裂の発生が考えられる。また、冷却材侵入事象が起きると、発生した水蒸気による内圧荷重およびプラズマディスラプションによるVDE荷重が膜応力として真空容器に作用する。亀裂を有する二重壁をモデル化し、有限要素法解析コードADUNAを用いて破壊力学的検討を行った結果、3dpaまで照射され脆化した真空容器内壁に板厚の1/4深さの亀裂を想定しても、未照射材の降伏強さ程度の膜応力が作用した場合、亀裂先端のJ積分値は材料の破壊靱性値J
に比べて十分小さいことが判った。
磯崎 敏邦; 柴田 勝之; 川上 誠*; 大石 智子*
JAERI-Research 96-039, 133 Pages, 1996/07
JAERI-Research-96-039.pdf:3.85MB
PTSは加圧水型原子炉容器に生じる最も厳しい事象とされている。とくに、中性子照射脆化が進行した原子炉容器にあっては、PTSに対して十分健全性が保持されなければならない。この研究は、き裂進展に伴うき裂進展抵抗の増加を考慮しき裂進展解析を行うことによって、より現実的な安全裕度を評価することを最終目標とする。本報は、この目標を達成するための第一歩として、MPAが実施したPTS実験について解析した。解析の目的は、ADINA Version6.1コードの非定常熱解析とき裂進展解析能力を明らかにすることである。内容は(1)壁内非定常温度分布解析 (2)周方向初期欠陥からの延性き裂進展量解析である。
池田 裕二郎; A.Kumar*; 小迫 和明*; 今野 力; 大山 幸夫; 前川 藤夫; M.Z.Youssef*; M.A.Abdou*; 前川 洋
Fusion Engineering and Design, 28, p.769 - 775, 1995/00
核発熱は核融合炉設計における基本的な核的パラメータである。カロリメーターを用いて開発した直接測定法により、14MeV中性子が支配的な場での主要構造材を対象とした測定データが、関連する核データの妥当性検証に有効であることを日米共同実験で示した。本件研究では、14MeV中性子のみならず、低エネルギー中性子及び2次
線が支配的な遮蔽構造材SS304鋼中の核発熱率分布測定とその解析を示す。測定プローブとして、50
5050mmのSS304ブロックを用い、中性子照射に伴う温度上昇からSS304体系中の表面から深さ200mmまでの核発熱率を求めた。実験体系中の急な中性子束勾配に伴う熱流速の時間依存性を考慮し、ADINAT核熱結合計算コードを用いた計算値と測定値を比較した結果、
20%以内で良く一致し、JENDL-3に基づくKERMA係数の妥当性が実験的に示された。
菅谷 信一*; 川崎 弘光*; 山田 光文*; 関 泰
Fusion Engineering and Design, 27, p.269 - 274, 1995/00
核融合炉の設計において、トリチウムを固体トリチウム増殖材から回収するためには温度制御が必要で、そのためにはブランケット内での温度分布を精度良く求める必要がある。またプラズマ対向機器などで冷却能力が喪失した場合にも温度変化を精度良く求める必要がある。このような温度分布の時間変化を精度良く求めることを目的として2次元の核熱結合計算コードシステムを開発した。このシステムは2次元放射線輸送計算コードDOT-3.5を、核発熱計算コードAPPLE-3を介して、有限要素に基づく非線型温度解析コードADINATに結びつけたものである。この計算システムを使用して、FNSにおいて測定した黒鉛および炭酸リチウム試料中の核発熱による温度変化を計算した。計算と実験の良い一致により、計算システムの妥当性を示した。
磯崎 敏邦; 柴田 勝之
LBB95: Specialist Meeting on Leak Before Break in Reactor Piping and Vessels, 0, 10 Pages, 1995/00
LBB(破断前漏洩)とは、き裂が貫通した配管からの冷却水漏洩を検知し、その後原子炉停止等の手段を講じることにより、配管の破断を未然に防止する技術的手法を言う。したがって、LBBの成立にはき裂寸法と漏洩量が重要なパラメータとなる。漏洩量について実験と解析が世界的に実施されているが両者が一致しない。漏洩量は臨界流量とき裂開口面積の積で表わされる。原研で実施した漏洩試験の結果に基づき、周方向き裂からの漏洩による試験配管表面温度がき裂開口面積に与える影響について述べた。試験配管と金属保温材間の環状空間に漏れた冷却水が停滞し配管底部が濡れて100
Cに保持される。すると配管底部は熱収縮しその結果き裂は配管の開口する。その結果、漏洩量が増えLBB成立には有利であることを示した。さらに有限要素法によるADINAコードを用い、実験で得られた配管表面温度を入力させてき裂下向面積を解析し実験結果を裏付けた。
栗原 良一; 植田 脩三
圧力技術, 24(5), p.254 - 263, 1986/00
高温ガス炉の設計に資することを目的とし、円筒試験体の外表面に人工欠陥を加工して、内圧クリープによる変形及び破壊挙動を調べた。本報では、ハステロイX製の円筒試験体を使用し、900Cの温度下で内圧を負荷した実験結果について考察を行った。また、汎用有限要素法プログラムADINAを用いて、切欠き付円筒試験体モデルのき裂が進まないと考えられるクリープ初期の変形について数値解析を行った。試験の結果、クリープ破断時間は切欠きの長さとともに減少することがわかった。また、電気抵抗法によるき裂進展測定法が900Cの温度下でも有効であることがわかった。さらに、ADINAを用いて数値解析を行った結果、クリープ初期の変形及び切欠き周辺の応力分布を求めることができた。
栗原 良一; 宮園 昭八郎
圧力技術, 23(5), p.255 - 267, 1985/00
日本原子力研究所では原子炉1時冷却系配管の瞬時破断を想定して一連の配管破断試験が実施されている。BWRおよびPWR・LOCA条件でジェット放出試験ならびにパイプホイップ試験が行われている。本報は4,6および8口径の配管試験体を用いて、PWR・LOCA条件下で実施したパイプホイップ試験の結果をまとめたものである。2種類の試験体系が実施され、一つはU字型レストレントを1本ないし2本用いて3000mm長の片持はり型配管試験体のパイプホイップ試験であり、他の一つはPWRの1次冷却系ループのうちポンプと蒸気発生器を連結するクロスオーバレグ配管の1/6モデル試験体を用いたパイプホイップ試験である。有限要素法コードADINAを用いてパイプホイップ試験の動的構造解析を行い、解析で得られたレストレント反力の時間変化を試験結果した結果、レストレント反力の過渡的な応答を改善することができた。
宮崎 則幸*; 植田 脩三; 磯崎 敏邦; 栗原 良一; 矢野 歳和; 加藤 六郎; 宮園 昭八郎
Int.J.Press.Vessels Piping, 15, p.125 - 150, 1984/00
被引用回数：9 パーセンタイル：89.78(Engineering, Multidisciplinary)本論分は7th International Confrence on Structural Mechanics in Reactor Technology(1983年8月、シカゴ、USA)において発表する内容を論文の形にまとめたものである。パイプホイップ現象に及ぼすオーバハングの効果を明らかにするために、配管試験体とレストレントとのギャップを一定とし、オーバハング長さを250mm、400mm、650mmと変えて、PWR LOCA条件でパイプホイップ試験を行った。この試験で用いた配管試験体の口径は4インチ、レストレントはU型である。試験から得られた主要な結論は以下の通りである。(1)オーバハングが短いほど、レストレントは配管のホイップ運動を有効に拘束する。(2)オーバハングが短いほどレストレント支持構造物に作用する荷重は大きくなる。(3)Gerberの塑性崩壊条件を用いて、ホイップ運動をしている配管の塑性崩壊オーバハング長さを予測できる。更に有限要素法解析プログラムADINAを用いて、パイプホイップ試験の解析を行い、試験結果と解析結果とを比較した。
宮崎 則幸; 斎藤 和男*
JAERI-M 8487, 34 Pages, 1979/10
1978年10月~11月にかけて行われた配管破断試験の予備試験ではレストレントを取り付けた2B、sch-80の曲管状試験体を用いて試験圧力40Kg/cm
a、飽和水条件のパイプホイップ試験を実施した。この予備試験に先立ってADINAプログラムを用いて予備解析を行った。予備試験においてはクリアランスは固定であるが、オーバハング長さは任意に選ぶことが可能であったので、オーバハング長さをパラメータにとった計算を行った。さらに解析モデルでベンドを入れた場合の計算を行いその結果を比較することにより、ベンドの質量の効果が結果にどのような影響を及ぼすかも調べた。この解析結果より、配管とレストレントとの相互作用を見るという目的意識をもって予備試験を実施するならば、予備試験計画段階および機器設計段階で予定していたオーバハング長さ=500mmという値は大きすぎることが判明した。
