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加治 芳行; 井岡 郁夫; 深谷 清
日本原子力学会誌, 38(10), p.47 - 56, 1996/10
高温工学試験研究炉(HTTR)の中間熱交換器(IHX)は、冷却系を構成する重要な高温機器であり、その健全性の確保が安全上重要である。特にIHXのマニホールド部及び下部連絡管部は、自重及び内外差圧による応力の他に、熱膨張による熱応力を受け、通常運転時には温度が900
C以上になるため、厳しい設計条件下にある。そこで、HTTRのIHXのマニホールド及び下部連絡管を模擬した同材質、実寸大の構造モデルにより、運転条件を加速した条件(950C、ヘリウム中、相対変位50mm)下での試験を実施した。その結果2本の伝熱管に貫通き裂が発生し、伝熱管コイル部、下部エルボー部の垂れ下がり及び下部連絡管立ち上がり部の傾きが認められた。Garofaloタイプのクリープ構成式を用いた弾性クリープ解析結果と時間損傷則を用いた破損寿命予測法では、非常に安全側の寿命予測を行うことがわかった。
加治 芳行; 井岡 郁夫; 宮本 喜晟
The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering (ICONE),Vol. 1, 0, p.363 - 368, 1995/00
核熱利用の新たな展開において、1次系と2次系冷却ガスの熱交換を行う中間熱交換器(IHX)は、高温ガス炉(HTGR)の重要機器である。その中で、特に伝熱管の構造健全性を確認することが重要である。起動停止時において、伝熱管の下部連絡管は高温ヘッダーとヘリカル管との熱膨張及び温度差による熱応力を受ける。したがって、950Cヘリウムガス環境中において、伝熱管の寿命を評価するためにIHXの実規模モデルを用いたクリープ疲労試験を行った。また非弾性解析を用いた寿命予測を行い、以下の結論を得た。(1)4576サイクルで最内層のサポート角度が90Cの伝熱管のスタブ部と下部連絡管の間の溶接部にき裂が発生した。(2)非弾性解析により計算されたクリープ損傷を用いた寿命予測結果は、実験結果に比較して非常に保守的であった。