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高田 英治*; 藤本 望; 松田 淳子*; 中川 繁昭
JAERI-Tech 2003-040, 23 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-040.pdf:1.28MB
HTTRは1次冷却材の温度が最高約950
に達するため、制御棒の金属材料には特殊合金としてAlloy800Hが使用されている。この制御棒の使用に関しては、Alloy800Hの強度データにより、制限温度を900以下と定め、これを超えるような環境で使用された場合には必要に応じて制御棒を交換することになっている。制御棒温度が900を超える可能性のある事象として高温試験運転からの商用電源喪失に伴う原子炉スクラムが挙げられる。本書では、出力上昇試験で得られた商用電源喪失試験時の実測データを用いて制御棒温度解析を実施した結果を示す。解析の結果、繰り返し使用を考慮した事象の中で制御棒温度が最も高くなる商用電源喪失が発生したとしても、制御棒温度は制限値を上回ることはなく、健全性が確保されることを確認した。
加治 芳行; 菊地 賢司; Penkalla, H. J.*
Proceedings of the 7th International Conference on Creep and Fatigue at Elevated Temperatures (CREEP7), p.179 - 183, 2001/06
700、800及び850でのアロイ800Hのクリープ構成式を開発した。この構成式では、非弾性ひずみ速度をNorton-Bailey型の流れ則の形で表し、種々の負荷条件での変形中の硬化は、背応力と抗応力に分けられる内部応力によって引き起こされるとしている。背応力はクリープ抵抗の保存力を表し、一方抗応力は粒界滑り、拡散及び転位と析出物の相互作用のような内部構造での全ての消失部を含んでいる。パラメータは、各温度での定荷重条件下でのクリープ変形特性から決定した。各温度でのクリープ試験において、この構成式による変形解析結果と実験結果はよく一致した。
橘 幸男; E.Krempl*
J. Eng. Mater. Technol., 120(3), p.193 - 196, 1998/07
被引用回数：16 パーセンタイル：62.37(Engineering, Mechanical)前々報(1995年掲載)では、過応力(overstress)に基づく粘塑性理論(VBO)を950
C程度の高温下でのAlloy 800Hの変形挙動をモデル化できるように拡張した。前報(1997掲載)では、前々報で拡張したモデルを用いて、極端な条件、例えば、非常に長時間のクリープ、応力緩和挙動等の解析を行い、妥当な結果が得られることを示した。本報告では、従来、VBOの3次元モデルでは、19の材料定数を決定する必要があったのに対し、11の材料定数に簡略化したモデルを適用した場合においても、Alloy 800Hの950C程度の高温下でのさまざまな変形挙動を前々報、全報と同程度の精度で表現できることを示した。
橘 勝美; 西 宏; 衛藤 基邦; 武藤 康
JAERI-Tech 98-010, 107 Pages, 1998/03
鉄基耐熱合金Alloy 800Hについて、700~950Cの温度で、大気中応力一定の条件下でクリープ試験を行い、クリープ曲線、最小クリープひずみ速度、3次クリープ開始時間、クリープ破断時間のデータを取得した。クリープ曲線は応力50MPaを境として、より高応力では典型的な1次+2次+3次クリープ特性を示すが、より低応力では時間とともに軟化する特異な形状を示すことが分かった。高応力側ではGarofaloの式を用いて、ほぼ定式化できた。低応力側では、クリープ曲線そのもののばらつきが大きいことから定式化が難しいが、指数関数を用いて一定の定式化を行うことができることが分かった。
橘 幸男; 塩沢 周策; 深倉 寿一*; 松本 富士男*; 荒木 隆夫*
Nucl. Eng. Des., 172(1-2), p.93 - 102, 1997/00
被引用回数：8 パーセンタイル：56.36(Nuclear Science & Technology)高温工学試験研究炉(HTTR)の制御棒の被覆管はスクラム時に、最高約900Cの高温となるため、HTTR制御棒に関する新たな高温構造設計指針及びその材料であるアロイ800Hに関する材料強度基準が必要とされた。そこで、米国機械学会(ASME)の高温構造設計指針であるCode Case N-47に基づき、高温構造設計指針を策定し、900C(一部1000C)までの材料強度基準を定めた。また、実機制御棒を対象とした温度解析及び応力解析を実施し、策定した指針に基づき強度評価を行った結果、制御棒の目標寿命である5年(スクラム回数50回に相当)を構造設計上の観点から満足することを示した。
橘 幸男; E.Krempl*
Trans. ASME, Ser. H, 117, p.456 - 461, 1995/10
超過応力に基づく粘塑性理論(VBO)は降伏曲面及び除荷、負荷の条件を必要としない内部状態変数理論であり2つのテンソル内部状態変数、すなわち、平衡応力と移動応力を持つ。本論文では、高相対温度下での材料挙動を記述できる、VBOに基づくモデルを提案している。高相対温度下の材料挙動にVBOを適用する際には、拡散の影響を考慮するために、内部状態変数の発展式に回復項を導入する必要がある。本モデルでは平衡応力の発展式に回復項を加えており、さらに等方応力と呼ばれるスカラ内部状態変数の軟化を表現することで、遷移クリープ、定常クリープのみでなく、加速クリープをも再現できるようにしている。また、アロイ800Hのクリープ試験及び引張試験データに提案したモデルを適用し、これらのデータを精度よくシミュレートできることを示している。
羽田 一彦; 西口 磯春; 武藤 康; 辻 宏和
Nucl. Eng. Des., 132, p.1 - 11, 1991/00
被引用回数：24 パーセンタイル：90.25(Nuclear Science & Technology)高温工学試験研究炉(HTTR)においては、第1種機器はヘリウム雰囲気下で通常運転時の最高温度が900Cを超えることがあり、また、制御棒は原子炉スクラム時に約900Cまで加熱される。超高温で使用する第1種機器用材料としてはニッケル基耐熱超合金のハステロイXRを開発し、また、制御棒用材料としては耐照射性を考慮し鉄基耐熱超合金のアロイ800Hを選定した。上記超合金のHTTRにおける使用条件は、LMFBRに適用する高温構造設計方針の適用範囲を超えているため、新たに高温構造設計方針を開発することが是非とも必要である。また、超高温ではクリープが非常に顕著に生ずるため、構造解析法としてクリープ解析法が必要になる。本論文は、上記超合金の選定・開発並びに高温構造設計方針及びクリープ解析法の開発成果を述べたものである。
西口 磯春; 橘 幸男; 元木 保男; 塩沢 周策
JAERI-M 90-152, 31 Pages, 1990/09
HTTRにおいては、その冷却材温度が最高約950Cとなり、軽水炉等と比較して高温で使用されるため、特に制御棒被覆管等の金属材料部は、その特殊性を考慮した設計を行う必要がある。このため、HTTRにおいては、制御棒を対象とする設計方針案を策定し、それに従って設計を進めている。具体的には制御棒被覆管、制御棒連結棒の制御棒金属材料部を対象とし、その構造健全性の評価法を定めている。本資料は、その基本的考え方についてまとめたものである。
