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大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 下田 郁夫*; 池永 雅良*; 佐々木 浩介*; 鈴木 道明*
日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1047 - 1048, 1995/00
現在、日本原子力研究所では、核融合実験炉に適用すべく三次元免震装置の研究開発を実施している。その開発の目標として、水平振動を従来の積層ゴムによる二次元免震装置に負担させ、空気バネを利用した、金属風船に垂直振動を負担させたコンビネーションタイプを提唱し開発に当たっている。今回は核融合装置における、免震装置の有用性についてと、垂直振動を負担させる空気バネ方式の概要とその方式の一案であるベローズタイプの縮小モデルの初期的実験の報告を行うものである。
渡士 克己; 川崎 弘嗣; 拝野 寛; 片岡 一; 月森 和之; 冨田 直樹; 礒崎 和則
PNC TN9410 92-131, 90 Pages, 1992/05
本報告書は,これまでに当事業団で展開されて終了した配管ベローズ継手の成立性研究に引き続いて,実験炉「常陽」を用いた配管ベローズ継手の実証試験について検討した結果をまとめたものである。本件はPROFIT推進会議第1分科会の所掌であり,分科会の下に配管ベローズ継手炉内実証試験検討ワーキング・グループが設置され,実験炉部・技術開発部・機器構造開発部からPROFIT推進会議事務局によって選任されたワーキング・グループ委員が当該事項を検討した。検討内容は,「常陽」主冷却配管系を用いた実証試験の意義・目的,方法,工程,期待される成果および必要経費である。検討結果は第1分科会,PROFIT推進会議,技術会議に報告され,審議された結果,2次主冷却配管系に12インチ口径内圧型縦置き配管ベローズ継手を設置して,開発部と実験炉部の業務として実証試験を実施することが決められた。
中本 香一郎; 林道 寛; 田辺 裕美; 山口 勝久; 圷 正義; 渡士 克己; 一宮 正和
PNC TN9080 92-009, 24 Pages, 1992/04
動燃では、「常陽」「もんじゅ」で培った技術基盤をもとに、FBR実用化技術の確立に向けて、経済性の向上と安全性の強化を図るべく実用化重要技術課題(10課題)を取り上げ、その解決のための研究開発の着手している。PROFIT計画は、10課題の中から『実用化のキーとなる革新技術の開発と実証炉の連携の下にプロジェクトとして推進することを意図して計画されたものである。所掌しる範囲は、「常陽」MK-3計画及び革新技術の開発・実証であり、前者は炉心の高中性子束化による照射性能の向上、稼働率向上、照射技術の高度化を、後者は機器・系統の合理化、運転保守技術の高度化、合理的安全論理構築に寄与の大きい革新要素技術、2次系削除システム開発・実証および「常陽」安全性試験を含む。本基本計画書(要約偏)には、PROFIT計画の目的、計画立案にあたっての基本的考え方、ニーズ面からの件等、シーズ面からの検討、ならびに上記のMK-3計画および革新技術開発・実証に関する意義、技術の現状、中間期的計画について要約し、あわせて10課題との関連、スケジュール、資金計画についてもふれた。付録としてPROFIT計画に係る研究開発WBSおよび推進体制(平成3年度)添付した。基本本計画書(要約偏)は、平成3年度に再開後のPROFIT計画推進会議での審議等をふまえて作成された基本方針と研究開発骨子をまとめたものであり、それ以前の審議結果についても適宜反映してある。なお、PROFIT計画推進会議(事務局会議を含む)とその下に設けた各分科会(MK-3計画、第1-3分科会)で構成する組織により各ラインで実施している研究開発を総合的見地から推進・調整している。
中本 香一郎; 林道 寛; 渡士 克己; 田辺 裕美; 一宮 正和; 山口 勝久; 浅賀 健男
PNC TN9080 92-006, 21 Pages, 1992/04
本資料は、PROFIT計画会議(平成3年度開催)ならびに「常陽」技術評価専門委員会(平成3年12月開催)で使用した革新技術開発・実証関連OHPを資料集としてまとめたものである。
月森 和之*
PNC TN9410 89-166, 265 Pages, 1989/12
FBR大型炉のコスト低減方策のひとつであるベローズ継手の適用に関するR&D試験が,昭和58年度から本格的に開始され,昭和62年度までにほぼ終了した。その後は,総合的なとりまとめ,評価,検討が進められている。本報告書は,既報"ベローズの解析のための簡易計算手法"に引続き,ベローズの設計基準案策定に反映することを狙って考案したいくつかの評価手法を解説したものである。以下に項目を列挙する。(1)ベローズの内圧によるコラム座屈(2)内圧によるベローズのクリープ座屈(3)ベローズの弾塑性簡易ひずみ割増し係数(4)ベローズ継手適用配管系で生じる弾性追従の簡易評価(5)ベローズのコンボリューション間で生じる弾性追従の簡易評価
配管用ベローズ継手設計基準WG*; システム設計W*
PNC TN9410 88-180, 180 Pages, 1988/12
配管用ベローズ継手システム設計W/Gは,ベローズ継手をFBRに適用するにあたっての総合評価(設計,製作,検査技術,材料,信頼性,安全思想等)を行い,FBR主冷却系配管へ適用可能な配管用ベローズ継手を開発するために設立された組織である。本W/Gでは昭和58年度にFBR配管ベローズ継手分科会の下に発足して以来,動力炉・核燃料開発事業団独自でベローズ継手全般に関する調査・検討を進めてきた。以下に,昭和58,59年度に同W/Gが実施した作業要概要を示す。 実証炉設計の現状調査、一次主冷却系の機器・配管配置の考え方 格納容器径45mにおける,機器・配管配置の検討 昭和58,59年度までの作業を通じて,配管ベローズ継手に関する調査・検討を行い,格納容器径45m配置案を提案した。今後は内容をさらに吟味し,物量削減を図って行く予定である。
月森 和之*; 岩田 耕司; 石渡 俊*; 井上 泰幸*
PNC TN9410 88-136, 69 Pages, 1988/08
ベローズ継手は機器、配管引廻しのコンパクト化に有効な手段であり、事業団において高速炉プラントへの適用成立性に関する研究開発を行ってきた。本来、ベローズはねじり負荷がかからぬように設計されるべきであり、通常、ハードウェアによってねじりを受けないよう保護されている。しかしながら実際にはピン部のガタ、ハードウェアの変形等ねじりの要因は存在するため、これを設計上明確に抑えることは設計、製作における信頼性向上の面からも有効と考えられる。このような観点に立ち、ベローズのねじり座屈について理論、数値解析の両面からパラメトリックな検討を行った。数値解析にはFINASに新しく開発された3接点軸対称シェル調和級数要素(NAXSHEL3)を用いて、弾性座屈固有値解析を行った。その結果、理論解析と数値解析は幅広い形状範囲で良く一致し、設計規定の中に具体的に反映する見通しを得た。
橋本 博*; 田村 政昭*; 中西 征二; 谷山 洋*
PNC TN9410 88-114, 239 Pages, 1988/08
〔目的〕FBR大型炉では、2次冷却系配管の短縮化は、単に配管の物量削減に留まらず、配管支持装置等の付属設備、電気設備、及び空調設備等の補助設備の削減、更に、建屋の縮少化が可能であることから、プラントコストの低減効果が大きい。この効果を明らかにするため、ベローズ継手方式と通常配管方式との両方式について配管系応力解析を行い、配管短縮化効果を検討評価した。〔方法〕検討条件としては、60年度に実施したFBR大型炉設計仕様をリファレンスとした。配管材質は、通常配管系の場合は、2・1/4Cr-1Mo鋼材とし、ベローズ継手配管系は、配管をSUS304、ベローズ継手をSUS316とした。 ベローズ継手型式は、配管系に生じる変位量をベローズ継手自身に生じる回転角変位によって吸収するジンバル型(多軸ヒンジ)を用いた。ベローズ継手を用いた配管系コストの合理化の観点からは、ベローズの設置個数を適度に削減する必要があるため、ベローズの設置個数とその位置についてのパラメータ・サーベイを実施した。〔結果〕配管系については、「高速原型炉第1種機器の高温構造設計方針」(BDS)に基づいて詳細応力解析評価を実施し、その健全性を確認した。また、ベローズ継手については、設計条件、及び配置条件に適合する継手仕様をベローズ・スクリーニングコードを用いて選定し、更に「第1種配管ベローズ継手の高温構造設計方針(暫定案)」基づいて評価して角規定を満たしていことを確認した。ベローズ継手を適用した配管系は、通常配管系に比べて非常に簡素化されたものとなり、プラント全体の物量低減にも寄与することが判った。(1)通常配管方式に対しベローズ継手を用いた場合の配管長は、約6割程度に収められる見通しを得た。これに伴い、配管支持構造やエルボについても削減することができた。(2)2次系建屋面積についても約7割程度
五十幡 直文*; 森下 正樹*; 今津 彰
PNC TN9410 88-080, 132 Pages, 1988/06
本研究は、ベローズ配管系の耐震解析法並びに耐震支持手法を確立するための一連の試験研究の一環として、地震力に対するベローズ単体の応答と発生応力の評価法の整備を目的として行った。ベローズを等価な一様断面の棒又ははりでモデル化し、軸方向及び軸直方向の地震応答を簡易に評価する手法を開発した。この簡易評価法を用いて、接続配管口径20Bのベローズについて山数をパラメータとしたスペクトル応答解析を行なうとともに、その検証のために有限要素法(汎用解析コードFINAS)による解析を実施し、適用性の評価を行なった。さらに、振動台を使用して行なわれたベローズ単体の地震波加振試験結果をリファレンスとした実験解析も実施した。簡易評価法による地震応答解析の結果は、耐震評価上重要な軸直の各モードでFINASによる詳細解析と良い一致を示し、その適用性について良好な結果が得られた。実験解析においては、簡易評価法による応力評価が実験値に対し安全側の値となる結果が得られた。本研究により、ベローズ単体の地震力に対する応答と発生応力を実用上十分な精度で簡易に評価できる解析手法が整備された。
岩崎 良一*; 菊地 和明*; 月森 和之*
PNC TN9410 87-073, 206 Pages, 1987/03
FBR大型炉の合理化方策のひとつとして配管用ベローズ継手の開発が昭和58年度より進められているが、ベローズの疲労及びクリープ疲労試験もこの中の重要なR&D項目のひとつとして位置付けられる。本報告書はその第1報として、室温及び高温(600
)雰囲気で行ったベローズの疲労試験の成果をとりまとめたものである。試験体としては呼び径42in、7山のSUS316液圧成型ベローズを用いている。主な成果を以下に掲げる。(1)疲労き裂は大旨ベローズ両端に近い谷外表面に発生し、大部分は粒内破壊である。(2)ベローズのバネ定数、ひずみ応答等の弾性域でのベローズの基本的な挙動は、EJMAスタンダードの評価式あるいはFEM解析によって妥当な評価が得られる。(3)ベローズの疲労寿命は、実測ひずみに基づき、材料ベースの疲労度評価によって十分予測できる。(4)ベローズに発生する最大の全ひずみ範囲は、弾性公称ひずみ範囲にベローズ1山の非弾性による割増係数(f1・f2)と各山の鋼性のばらつきによる割増係数(f3)を乗じることにより、妥当な評価が得られる。以上により、ベローズ発生ひずみ及び疲労寿命を適切に評価できる見通しを得た。
菊地 和明*; 月森 和之*; 岩田 耕司
PNC TN9410 87-053, 74 Pages, 1987/03
事業団では、FBR大型炉の合理化の一方策として配管用ベローズ継手のフィージビリティスタディを進めており、ベローズの疲労及びクリープ疲労試験はそのためのR&D試験のひとつである。本報告書はベローズコンボリューションの疲労、クリープ疲労試験と併行して、基本的なベローズ1山についての特性を検討する目的で実施したベローズ1山モデル(波板試験片)の室温疲労試験の結果を検討したものである。主な成果は、下記の通りである。(1)1山モデルの疲労試験データは材料試験ベースの疲労カーブと良く一致する。(2)1山モデルのひずみ挙動は理論及び数値解析によって把握できる。(3)薄肉はり理論とEJMAスタンダード及び数値解析から、試験に用いた1山モデルと42Bベローズ対応を評価したひずみ挙動について大きな差異はなかった。(4)ベローズ1山単位の塑性によるひずみ集中は、1山モデルの試験と解析を包含するKe´(q=2.0)で安全側に評価できる。
高津 英幸; 山本 正弘; 清水 正亜; 鈴木 和夫*; 園部 正*; 林 雄造*; 水野 源一郎*
JAERI-M 84-034, 54 Pages, 1984/03
JT-60真空容器のポートに用いられる3種類の溶接ベローズには、機械的、真空および熱的に非常に厳しい性能が要求されているため、これらに関して7項目にわたる形式試験を実施し、実機への適用性を検討した。形式試験の結果、主に下記3項目の結論が得られた。(1)ばね定数および応力測定試験では、実測値と計算値が良い一致を示し、評価式の妥当性が示された。(2)ヘリウム・リーク試験および放出ガス速度測定試験では、いずれも保証値を下回る良好な結果が得られ、十分な真空性能を有する事が示された。(3)熱サイクル、寿命および耐圧試験の結果はいずれも異常がなく、十分な熱的および機械的性能を有している事が示された。
高津 英幸; 山本 正弘; 清水 正亜; 君島 富夫*; 梶浦 宗次*; 大和田 公郎*
JAERI-M 83-077, 28 Pages, 1983/06
JT-60真空容器のポートに用いられる成形ベローズの強度評価を、捩り荷重に対する評価を中心にまとめた。成形ベローズには、軸方向強制変位、真空力、捩り変形等が作用する。前二者による発生応力はケロッグ社の提唱する評価式に従って評価を行った。後者に対する応力の評価は、捩り荷重の下での成形ベローズの挙動を実験的に調べた結果をもとに作成された剪断応力評価式に依った。捩り試験の結果によれば、成形ベローズは微小捩り角で座屈する事が明らかとなった。上記剪断応力評価式は、捩り角が座屈限界捩り角以下である場合に物理的に有効であるが、捩り角が座屈限界を上回る場合でもその近傍のであれば安全側の評価として設計的に有効である事が示された。本手法を実機用成形ベローズに適用した結果、いずれも設計荷重の範囲内での健全性が確認された。
高津 英幸; 山本 正弘; 清水 正亜; 鈴木 和夫*; 園部 正*; 林 雄造*; 水野 源一郎*
JAERI-M 82-205, 42 Pages, 1982/12
JT-60真空容器のポートに用いられる溶接ベローズの強度評価を、捩り負荷に対する評価を中心にまとめた。溶接ベローズには、真空容器と外部固定系との相対変位による強制変位、真空力及び捩り電磁力が作用する。前二者による発生応力はKellogg社の提唱する評価式に従った。後者に対する応力は、捩り負荷の下での溶接ベローズの挙動を実験的に調べた結果をもとに座屈しない場合の勢断応力評価式と座屈する場合の軸方向曲げ応力簡易評価式の二式を定め両者で評価を行った。疲労評価は、実機と同一材料で作られた溶接ベローズを用いて疲労試験を行い設計疲労曲線を定め、応力評価式にて算出された公称応力をあてはめる事で寿命予測を行った。本手法によりJT-60実機に用いられる三種の溶接ベローズの強度評価を行った結果、いずれも設計荷重の範囲内での健全性が確認された。
高津 英幸; 清水 正亜; 山本 正弘; 太田 充
JAERI-M 8017, 67 Pages, 1978/12
本報告書は、現在原研が進めているJT-60の真空容器の設計のうち、応力解析についてまとめたものである。解析は実機の設計へのフィードバックを考膚して厚内リング及びベローズの板厚をパラメトリックに変えて行った(厚肉リング40~70mm、ベローズ2.0~2.5mm)。また、補強・リブ及び鞍型電磁力用ダッシュ・ポットの除去の可能性、更にプラズマ消滅特定数が50msecより短い場合の検討も行った。解析結果によれば、検討した構造パラメータ範囲内では、補強リブがない構造でも最大応力強さは許容応力強さを下回り、二次応力に比較的余裕がある事を考慮するとベローズの板厚は厚い方が安全率を高くとれ、厚肉リングの板厚はそれ程影響を与えない事、更に、鞍型電磁力用ダッシュ・ポットは取り除いても強度的に影響ない事がわかった。また、プラズマ消滅時定数が1msec以下になると最大応力強さは許容応力強さを上回る事がわかった。
山本 正弘; 清水 正亜; 中村 博雄; 高津 英幸; 西郷 奉素*; 太田 充; 吉川 允二; 伊藤 吉保*; 佐藤 弘*; 唐津 義憲*; et al.
日本原子力学会誌, 20(4), p.258 - 272, 1978/04
被引用回数：6原研で建設が開始された臨界プラズマ試験装置(JT-60)の真空容器は主半径約3m、小断面長径3m、短径2.3mの卵形状であり、厚肉リングとベローズが交互に配された複合体である。プラズマを閉じ込めるための真空容器は到達真空圧力1
10
torrを目的とする世界にも例のない大型の容器である。真空容器は最高運転温度400
Cの下で、大気圧、電磁力、熱膨張などによる応力及びプラズマからの高熱負荷などを繰返し受ける。また真空容器はプラズマ電流立ち上げ条件から1.3m
以上の電気抵抗を有する必要がある。これらのきびしい条件から強度解析、使用材料の検討、超高真空対策のための表面処理法、容器及び各構成機器の製作技術などの開発が必要となった。これらの諸問題解決のため、各種調査、各種モデル製作及びこの製作モデルを使用して実施した試験等の結果、それぞれについて良好な結果が得られ、実機製作の見通しが着いた。
森下 宗*; 高津 英幸; 高嶋 哲夫; 山本 正弘; 太田 充; 吉井 明彦*; 鈴木 充*
JAERI-M 6822, 48 Pages, 1976/12
臨界プラズマ試験装置(JT-60)の真空容器は厚肉リングとベローズの接続構造であり、また非円形断面であるため、応力解析手法の確立が必要であった。本報告書は、その解析手法の確立を行なったものであり、以下のように要約される。1)ベローズを異方性板とみなし、応力とひずみの関係を定式化した。2)上記式から得られた応力をミクロ的なベローズの応力に変換する手法を確立した。3)各種設計パラメ-タと発生最大応力の関係を定式化した。 以上の解析手法を、数値実験と小型モデル試験にて検証し、実用可能であると判断した上で、JT-60の真空容器のベロ-ズと厚肉リングの継手部の応力解析を行ない応力緩和のための設計指針を与えた。
田中 勲; 武山 友憲
JAERI-M 5773, 56 Pages, 1974/07
照射中に原子炉構造材の低サイクル疲労破壊試験を行うことを目的としたキャプセルの第一ステップとして、炉用試験用キャプセルおよび付属装置を試作し炉外試験を行った。試験方式は定荷重制御による片振引張方式とした。試料への荷重印加はペローズによるものとし、試料の伸びは差動トランスの出力を直接測定するオープンループ方式と、差動トランスのコアとコイルをサーボモータによりヌルバランスさせ、これえを直結するポテンショメータ出力を測定するクローズループ方式の2種類とした。試験した結果最大300kgの荷重を得ることができた。測定精度はオープンループ方式で1.8%、クローズループ方式で2.0%であった。0.2c/minの300kg-60kg定荷重繰り返し試験を実施しよい結果が得られた。これらの試験結果により、照射中に低サイクル疲労破壊試験を行える見通しがついた。
ベローズ研究委員会
高圧力, 7(1), p.1518 - 1525, 1969/00
わが国最初の大型原子力発電所の建設は、昭和34年に日本原子力発電(株)によって第一歩を踏み出した。同社は当時の原子力発電が英国によって実用段階まで開発されていることを考え、英国のコールダー・ホール改良型発電炉の導入を決定した。この炉は、天然ウランを燃料として使用し、黒鉛により中性子の減速を行ない、炭酸ガスを冷却材とする熱中性子炉に属するものである。その発電出力は166MWで当時の計画としては大型の発電炉であった。
宮園 昭八郎; 坂本 文男
日本機械学会講演論文集, 203, p.185 - 188, 1969/00
一般にベローズが伸縮継手として使用される場合には、機械的荷重として軸対象の引張または圧縮荷重が作用するのみでなく、曲げ、せん断またはねじり等の加重を受ける場合も多い。また使用中には、これらの荷重が単独に作用することは少なく、むしろいくつかの荷重が同時に作用し、重畳した状態で挙動しているのが普通である。しかし、ベローズが引張または圧縮荷重以外の荷重を受けるときの応力解析を行うには困難が多いためにその解析例は少なく、宮入ら
の曲げ荷重を受けるU型ベローズの研究以外には詳細な検討がなされたものはないようである。
