STACYにおけるPu臨界実験のためのビニルバッグの改良及びモックアップ試験(受託研究)

小野寺 清二; 菅原 進; 小林 丙午; 芳賀 浩一; 福島 奨*; 七字 勇*; 大野 秋男

JAERI-Tech 2002-070, 77 Pages, 2002/09

JAERI-Tech-2002-070.pdf:8.74MB

NUCEF(燃料サイクル安全工学研究施設)のSTACY(定常臨界実験装置)では、プルトニウムを用いた臨界実験に先立ち、運転時及び点検作業時の安全性を確保するための設備の整備を進めているところである。その整備計画の一環として、炉心タンクに接続されている安全棒駆動装置,給排液・ベント系ノズル等の連結部に用いられているビニルバッグについて、溶着シームの無い密封性に優れたシームレスビニルバッグを試作し、その閉じ込め性能,脱装着操作性等にかかわるモックアップ試験を実施した。その結果、閉じ込め機能を強化した密封性に優れた改良型ビニルバッグの実用化に見通しが得られた。本報告書は、平成13年度に実施したビニルバッグの改良及びモックアップ試験の結果についてまとめたものである。

Ti-5%Ta製及びZr製酸回収蒸発缶の耐久性評価; 酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備による長期耐久性実証試験の総括

竹内 正行; 藤咲 和彦*; 根本 健志*; 小泉 務; 小山 智造

JNC TN8410 2001-013, 255 Pages, 2001/05

JNC-TN8410-2001-013.pdf:24.24MB

本耐久試験は東海再処理工場の当時のステンレス鋼製酸回収蒸発缶を非鉄材料のTi-5TaまたはZrに材質変更する計画の一環として進められた。この結果、Ti-5Ta製およびZr製酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備(処理能力:東海再処理工場の酸回収蒸発缶の1/27)の設計・製作、さらに本装置による運転試験を通して、Ti-5Ta製およびZr各材料がステンレス鋼に代わる新材料として、酸回収蒸発缶の製作性や機器性能の面で問題のないことが実証された。また、それまでのステンレス鋼製酸回収蒸発缶の大きな課題であった長期耐食性についても、コールド環境での評価であるものの、製作したTi-5Ta製およびZr製酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備がこれまでのステンレス鋼製酸回収蒸発缶の最大処理実績(約13,000時間)をはるかに凌ぎ、最終的には累積40,000時間に及ぶ両蒸発缶の長期耐久性が実証された。この運転期間中、大きな設備の異常や故障等は特に認められず、安定した運転を継続してきた。また、長期運転試験後の評価結果から、材料強度の問題を含めて両蒸発缶は健全な状態を維持していた。さらに東海再処理工場におけるステンレス鋼製酸回収蒸発缶の腐食故障の要因となった粒界腐食についても、Ti-5Ta製およびZr製酸回収蒸発缶全体を通じて観察されなかった。両蒸発缶の腐食量については、Ti-5Ta製蒸発缶の気相部においてわずかながら経時的な減肉傾向が認められたが、他の部位およびZr製蒸発缶では有意な減肉は認められず、全体的に腐食速度は両蒸発缶ともに0.1mm/y以下であり、優れた耐食性を示した。運転期間中、両構造材料は不働態を維持し、缶内に設置したテストピースの結果から、応力腐食割れの感受性も認められなかった。さらに、Ti-5Ta製蒸発缶で認められた気相部の減肉傾向から、統計解析法を用いてTi-5Ta製蒸発缶の装置寿命(腐食代1mm)を評価した結果、最低約55,000時間と見積もられた。以上の結果から、酸回収蒸発缶の装置材料としてTi-5TaおよびZrが適用可能であることが示されるとともに、特に長期耐食性の観点からは両材料ともに実績のあるステンレス鋼よりもはるかに優れていることが実証された。

分割型プールゲートの更新

大橋 信芳; 出雲 寛互; 亀山 巌; 井坂 正規; 中村 清; 門田 吉博*; 田面 昭緒*

JAERI-Tech 99-075, p.87 - 0, 1999/10

JAERI-Tech-99-075.pdf:4.47MB

JRR-4改造工事の一環としてプールゲートを更新した。ゲートの型式は二分割水頭差圧両面シール型で、原理的にも構造的にもシンプルで取り扱いが容易であるが、シール性能を確保するのが難しいタイプのゲートである。従来のゲートでは、パッキンシール面に凹凸や蛇行が生ずるため分割部などから漏洩を起こしやすく、適合するゴム材料の選択幅も極めて狭かった。ゲートの更新にあたっては、ゲート本体構造の改良とともにパッキンシール部のモックアップ試験を行い、低水位差の条件でも安定した水密性が確保でき、かつ、パッキンにかかる負荷の少ない新たなシール構造を開発した。更新ゲートは現地漏洩検査で高度の水密性が実証された。本書は、高水密分割ゲートの開発にかかわる技術的事項を中心に分割型プールゲートの更新工事全体をまとめたものである。

異材簡管継手の長期信頼性評価,1; フィールド試験体の中間検査結果

竹内 正行; 永井 崇之; 石橋 祐三; 武田 誠一郎; 根本 健志*; 藤咲 和彦*; 大橋 和夫*

PNC TN8410 98-116, 147 Pages, 1998/08

PNC-TN8410-98-116.pdf:8.42MB

(1)目的熱間圧延法、HIP法,爆接法により製作した管継手を酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備へ装着し、長期信頼性の評価を行う。(2)方法酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備のプロセス系(硝酸凝縮液、濃縮液、供給液ライン)とユーティリティ系(計装用圧空、加熱用蒸気、冷却水ライン)に、管継手試験体を装着し耐久性試験を行い、中間検査として、耐圧試験、染色浸透探傷試験、外観観察、破壊検査を行った。(3)結果【1】熱間圧延管継手については、プロセス系の濃縮液および供給液ライン、ユーティリティ系の計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ラインに装着した試験体は、約21,000時間の耐久性試験を行っても健全な状態を維持していた。しかし、プロセス系の硝酸凝縮ラインに装着した試験体は、耐圧試験において漏れが認められた。【2】HIP管継手については、プロセス系の濃縮液および供給液ライン、ユーティリティ系の計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ラインに装着した試験体は、約18,000時間の耐久性試験を行っても健全な状態を維持していた。しかし、プロセス系の硝酸凝縮液ラインに装着した試験体は、耐圧試験中に破断が認められた。【3】爆接管継手については、すべての装着位置において漏れおよび破断等は認められなかった。しかし、プロセス系の硝酸凝縮液ラインに装着した試験体は、ステンレス鋼側に肌荒れが認められた。以上、中間検査の結果から、再処理プロセスへ適用する場合、ユーティリティ系(計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ライン)は、十分適用が可能と考えられる。プロセス系では、硝酸凝縮液のようにステンレス鋼にとって厳しい試験環境では、適用が困難と考えられる。しかし、濃縮液および供給液の温度の低い環境であれば、適用可能と考えられる。

Fabrication of a small-scaled first wall mock-up with beryllium armor HIP bonded to DSCU/SS structure

秦野 歳久; 黒田 敏公*; 岩立 孝治*; 大崎 敏雄*; 榎枝 幹男; 高津 英幸

Fusion Technology 1998, 1, p.97 - 100, 1998/00

核融合炉内構造物はプラズマ対向壁として銅の熱シンク上にベリリウムアーマを接合することが提案されている。本研究ではアーマと熱シンクの接合において熱間静水圧法(HIP)の適用を試みた。ベリリウムとアルミナ分散強化銅接合体のHIP条件を選定するために行ったスクリーニング試験では、金相観察と機械試験の結果より接合条件としてTi/Cu中間層でHIP温度580CとAl/Ti/Cuの中間層でHIP温度550Cを選定し、その結果をもとに小型第一壁モックアップを試作した。製作したモックアップは10mm厚さのベリリウムタイル4個と肉厚1mmのステンレスの冷却管をもつ20mm厚さの銅の熱シンクで構成される。HIP後の外観検査よりベリリウムと銅の接合部は健全であった。

An Adjusted Cross Section Library for DFBR

Peter, J. Collins

PNC TN9410 97-034, 35 Pages, 1997/04

PNC-TN9410-97-034.pdf:1.07MB

大洗工学センターの基盤技術開発部炉心技術開発室に滞在している間、私は高速増殖実証炉(DFBR)のために炉定数ライブラリを行うプロジェクトに参加した。このライブラリは、核断面積(微分データ)を高速炉に関する実験(積分データ)と結びつけ、DFBRの設計に充分な精度を確保しようとするものである。私は、USDOEとPNCの協定の基づきZPPR装置において実施された大型高速炉心臨界実験JUPITERの企画とそのデータ利用に関して豊富な経験を有している。大洗での私の役割は主に、過去にロスアラモス国立研究所(LANL)で実施された非常に硬いスペクトルでの高速炉臨界実験を実験データベースに加えることであった。これらの実験炉心に関するデータは本報告書に記載されている。我々はANL-Westで、動燃のABLEコードと同じ機能を持つGMADJコードを使って行った研究により、現在のDFBRが対象としている伝統的なMOX炉心だけではなく、このプロジェクトではより多くの実験を用いる必要があることを明らかにした。動燃ではこの点への認識がこれまで為されていなかったので、本報告書で議論している。LANLで行われた高速スペクトルの臨界実験データは、私が収集した誤差評価に関する情報とともにまとめた。これらの実験の最大の目的は臨界性データを得ることであったので、炉定数調整で必要となる誤差の相関(共分散)情報は報告されていないが、実験誤差の最大の要因は燃料組成誤差であることが分かっている。このLANL実験は、米国でENDF/Bライブラリの各バージョンを開発する際には、その積分テストに重要な役割を果たしてきた。DFBRのための炉定数開発に対しては、これらのLANLデータは、通常の軟らかいスペクトルを持つLMFBRでは得られないMeV領域の情報を提供できる。

Status of fusion blanket irradiation in JAERI

河村 弘; 佐川 尚司; 石塚 悦男; 土谷 邦彦; 中道 勝; 斎藤 滋

Proc. of 5th Int. Workshop on Ceramic Breeder Blanket Interaction, 0, p.87 - 96, 1996/00

核融合炉ブランケットは、トリチウム増殖、熱エネルギー取出し、中性子遮へい機能を有することから、中性子による照射試験が必要不可欠である。このため、原研では材料試験炉を用いて、ブランケット模擬照射試験体を照射する準備を進めており、来年3月には照射試験を開始する予定である。本報告では、これまでのブランケット照射試験研究についてレビューすると共に、今後の計画及び材料開発の現状についても報告する。

海外出張報告JASPERレビュー会議,米国遮蔽専門家会議

吉田 昌宏

PNC TN9600 92-004, 252 Pages, 1992/06

PNC-TN9600-92-004.pdf:5.77MB

米国のオークリッジ国立研究所で開催された日米共同大型炉遮蔽ベンチマーク実験計画(JASPER計画)レビュー会議に出席し、日米双方の実験者を交えた解析担当者レベルの打合せにより、 ・実験に密接した解析結果の検討評価 ・日米相互比較による日本固有の解析精度上の課題の摘出 ・モックアップ実験を大型炉設計へ外挿または適用する上での問題点の把握 ・大型炉の遮蔽設計解析手法の高度化に関する技術討論、意見交換 を細部に渡って行った。また、残りの実験項目について、これまでの解析評価を踏まえたレビューを行い、実験体系、測定項目および工程等に関して技術的内容の確認を行った。 米国ワシントン州パスコで開催された米国遮蔽専門家会議(米国原子力学会主催)に出席し、「常陽」で計画中のB4Cを用いた遮蔽集合体の設計研究に関する発表を行った。

遠隔配管工事システムに係るモックアップ試験 -成果報告書要約版-

田中 洋次*; 長沢 音彦*; 杉本 弘*; 竹下 博志*

PNC TJ8224 92-002, 33 Pages, 1992/03

PNC-TJ8224-92-002.pdf:1.06MB

再処理工場のプロセス機器類の保守作業における作業員の被ばくの低減化と作業性の向上および再処理工場のより一層の安定運転の確保に寄与することを目的として、遠隔操作による配管の補修、交換を行うシステムの開発を進めている。本モックアップ試験では、先に試作した基本作業ユニットの検査装置に関する評価試験を行い、検査装置の改良項目を抽出した。検査対象とする溶接配管として、管径25Aおよび50Aのステンレス配管を溶接接合し、ここに人工的な欠陥を設けるなどしたものを用いた。欠陥の大きさは、基本的に、再処理施設等の溶接の技術基準に準じた。また、試験の結果に基づき検査装置の改良案を立案した。これらの成果として次の事が得られた。(1)試作した検査装置が、再処理施設等の溶接に関する技術基準に於ける合否の判定を行うに充分な欠陥検出能および再現性を有している事を確認した。(2)配管の溶接に関する各部位(母材部、熱影響部、溶接部)について欠陥検出能および再現性を把握することができた。(3)遠隔配管工事システム開発の一環として試作した工具で溶接した試験片を用いて試験を行い、欠陥検出性の信頼性が高いことを確認した。(4)検査装置の改良についての案を作成することが出来た。この報告書は上記モックアップ試験内容および成果についてその要約を報告するものである。

高性能型(6000rpm型)遠心清澄モックアップ装置性能試験結果報告書(3)-振動特性試験結果(2)

中島 一也; 衣旗 利夫; 河田 東海夫

PNC TN8410 92-012, 47 Pages, 1991/12

PNC-TN8410-92-012.pdf:1.81MB

目 的 高性能型(6000rpm型)遠心清澄モックアップ装置は,清澄運転後,不溶解残渣(約2Kg)を保持した状態での降速時(定格6000rpmから回転数を下げるとき)に装置本体,設置架台に不安定振動が生じることが確認された。本報告書の目的は,清澄機本体を他の付属機器との共振をなくした架台上に設置し,清澄機本体の発生源とする不安定振動の原因究明と振動低減のための対策を施した状態で,清澄運動後,降速時の振動特性等を把握することである。方 法 不安定振動の発生要因として,下記に示す4項目が考えられる。1. 下部軸受ダンパの振動吸収力と回転ボウルが発生振動力の不釣り合い2. 給液条件の影響3. ボウル内液自由表面下の流体振動の影響4. 設置架台強度の影響本試験は,上記の項目のうち,項目4に対する対策を実施し,運転中に回転ボウルに加わる負荷の状態を変え,ボウル・軸振動幅の定量測定を実施した。さらに,前回報告書で振動低減にもっとも効果があった横バッフル板を設置した場合について再確認試験を実施した。結 果 回転ボウル内壁に横バッフル板を設置することにより,下記に示す清澄機性能の改良が成された1 降速時の不安定振動が生じないことこの結果により,横バッフル板を設置しない場合は,ボウル内液自由表面下で波立ち(スロッシング現象)が生じていることが推測される。2 清澄運転時の回転数を40006000rpm 間に設定した場合でも,標準運転条件(100l/h6h)下の清澄運転が可能となったこと 結 論 本試験結果および前回報告書*1の結果より,回転安定性の面から高性能型機の回転ボウルの給液条件および横バッフル板設置条件は以下の通りとする。給液ノズル条件---ボウル下面より55mm上で給液する横バッフル板設置条件---ボウル下面より150mm上に設置する注記 *1-6章参考文献2)参H