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村松 壽晴; 笠原 直人; 菊池 政之; 西村 元彦; 上出 英樹
JNC TN9400 2000-010, 168 Pages, 2000/02
JNC-TN9400-2000-010.pdf:8.78MB
サーマルストライピングは高温と低温の流体が構造材に交互に接することにより、構造材の温度分布が時間的に変動し、結果として構造材に熱応力による高サイクル疲労を生じさせる現象である。ナトリウム冷却高速炉では、ナトリウムの高い熱伝導率により流体側の温度変動が構造に伝わりやすいため特に留意が必要である。本現象は流体と構造の境界分野にある複雑な現象であることから、十分な解明がなされておらず、設計では構造表面での温度変動幅を考えられる最大温度差である流体の混合前温度差とするか、モックアップ試験により温度変動幅等を測定した上で保守的に設計条件を定めることが多い。また、その方法はルール化/基準化されていない。これに対し、著者らは流体と構造の両面からの分析により、流体側の温度変動の発生から構造内への伝達までの過程を現象論的に明らかにしつつあり、熱疲労に対する支配因子として温度ゆらぎ振幅の減衰に着目している。これまでに、流体内、熱伝達、構造材内での変動の減衰を考慮し、疲労損傷、き裂進展まで評価できる解析コードシステムを構築してきており、実機解析を通してその適用性を確認した。今後は、実験検証を継続して一般化していく予定である。さらに、高速炉の経済性向上に寄与するためには、温度変動の減衰を含め熱荷重を合理的に評価し設計に適用できる「サーマルストライピングの評価ルール」を確立する必要がある。その原案を構築し、大きく2つの道筋を立てた。すなわち、現象解明を進めることによって、温度ゆらぎ振幅の減衰機構等の支配メカニズムを忠実にモデル化した詳細解析手法を提示するとともに、安全率を明確にした見通しの良い簡易評価手法を提案し、解析に基づく詳細評価手法と並行して選択できる評価体系を整備する。本報ではこの目標に必要な実験計画を策定し、さらにより一般的な熱荷重の取り扱いについて検討した。
塩津 正博*; 畑 幸一*; 濱 勝彦*; 白井 康之*; 竹内 右人*; 堺 公明
PNC TY9604 97-002, 15 Pages, 1997/03
本研究は、高速炉の安全裕度を評価する上で、燃料破損の要因となりうるような大きなナトリウムの沸騰開始過熱度や沸騰開始後の膜沸騰への遷移がどのような条件下で発生するかを明確にするために、自然対流下のナトリウム中の試験発熱体における初期沸騰温度と限界熱流速を系統的に求め、実験開始以前の履歴、発熱率上昇速度、液サブクール度等の沸騰開始過熱度及び限界熱流束への影響を明らかにし、それらの物理的機構を解明することを目的とする。平成8年度は、実験開始以前履歴の影響、コールドトラップ温度の影響について実験を実施した。その結果、沸騰開始過熱度について、実験開始以前の加熱履歴の明確な影響は認められず、沸騰開始過熱度が10
から50近傍に到る一群と100から250近傍に至る一群の大きくばらついた結果が得られた。沸騰開始過熱度が50以下の場合には一旦核沸騰を経過して限界熱流速に到達し発熱体温度が急上昇したが、沸騰開始過熱度が100以上の場合には、非沸騰状態から沸騰開始と同時に膜沸騰遷移が起こり温度が急上昇した。100以上の沸騰開始過熱度はコールドトラップ温度が120以下に集中しており、酸素濃度が初期沸騰に大きく影響することが推測される。
not registered
PNC TJ1609 95-002, 34 Pages, 1995/02
核燃料再処理施設における火災および爆発事故シナリオのひとつにアジ化水素酸による爆発事故が挙げられる。アジ化水素酸に起因する爆発事故は極めて限られた条件のもとで起きると考えられており、現在の国内のプロセス条件では発生するとは考え難い。しかし、アジ化水素酸の工程内における定量的挙動の解明は、現状で十分とは言えないこと、また、将来、アジ化水素酸の発生が有意となるプロセスを採用する可能性もあることから、プロセスの安全性の一層の向上および安全裕度の明確化のためにアジ化水素の挙動を把握しておく必要がある。昨年の「アジ化水素の工程内挙動に係わる研究」では、アジ化水素酸についての基礎的データの取得を目的として既往の文献に基づいた調査を行った。本研究では昨年の調査結果に基づき、マスフローシミュレーションに必要な基礎データをさらに収集した。また、これまでの調査結果をもとにアジ化水素の溶液内マスフローシミュレーションを行い、再処理工程内におけるアジ化水素の挙動について検討した。
桐原 英秋*
PNC TJ1027 93-001, 238 Pages, 1993/10
本調査は、核燃料施設の免震化を目指し、動燃・東海事業所内に建設を予定しているユーティリティ施設建家(以下「本施設」)を対象として、本施設における免震構造の成立性並びに有効性の検討と、本施設に免震構造を適用する場合に考慮すべき課題(免震構造固有の課題と、本施設において免震構造を成立させるために必要な条件)の解決のための免震設計の基本方針を定めることを目的とするものである。調査の内容は以下の通りである。(1)免震構造の成立性・有効性の検討本施設に免震構造が適用可能で、かつ適用した場合に有効なものであることを、免震装置の諸元をパラメータとパラメトリックスタディにより示した。(2)本施設に免震構造を適用するための基本的考え方免震構造固有の課題、及び本施設に免震構造を適用するために検討の必要のある課題について、以下のように基本的考え方を示した。1)検討用地震動の設定サイトに影響を与える地震動の設定、及び地震動のやや長周期成分の適切な評価の2点を考慮した。サイト地表面において、耐震建物の設計用最強地震動(S1)と整合し、かつ水平動のやや長周期成分を適切に評価したものとして検討用地震動の水平動(E1)及び上下動(EIV)を設定した。2)本施設に採用する免震装置の諸元の選定と設計クライテリアの設定本施設に最適の免震装置として、積層ゴムアイソレータ(ゴムのせん断弾性係数G=4kg/cm3、二次形状係数S2=5、直径=800
)と鉛ダンパー(降伏耐力=10ton/本)を採用し、免震周期=4秒程度、アイソレータの常時最大面圧=150kg/cm2程度、ダンパー量
s(鉛ダンパーの降伏耐力の合計と建物重量の比)=4%程度を選定した。設定クライテリアとして、E1、E対し