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柴沼 清; 栗山 正明; 柴田 猛順
日本原子力学会誌, 33(11), p.1083 - 1095, 1991/11
被引用回数：1 パーセンタイル：19.91(Nuclear Science & Technology)JT-60NBI用クライオポンプに使用される液体ヘリウム配管用多層断熱材について、各断熱層が配管回りに同心円状に巻きつけられるように成形した一体型多層断熱材を開発し実験を行なった。その結果、従来の一体型多層断熱材に比べ、伝熱量が約1/3で配管長手方向の断熱材接続部における侵入熱もほとんどない優れた断熱性能が得られた。次に、多層断熱材の反射材間のネツト状スペーサによる輻射伝熱への寄与や各構成要素の輻射率及び熱通過率の温度依存性を考慮に入れて多層断熱材の伝熱解析を行なった結果、実験結果と良く一致し、本解析法の有効性が示された。この伝熱解析法を用いて、断熱材層数及び断熱材層密度の断熱性能への影響について検討した結果、断熱材の層数及び層密度はそれぞれN=20層、N/
=0.9層/mm以下がクライオポンプ液体ヘリウム配管用多層断熱材にとって最も効率的であることが示された。
松尾 秀人; 斎藤 保; 今井 久
JAERI-M 89-080, 18 Pages, 1989/06
高温工学試験研究炉の炉床部断熱構造物にとって、寸法安定性は断熱性とともに重要な性質のひとつである。この材料に選定されているASR-ORB炭素材料の原子炉寿命中における寸法と断熱性の耐久性を、これら性質に関する試験結果と微細構造に関する研究成果を使用して評価した。この結果、炉床部断熱構造物の寿命末期における寸法変化は0.1%以下の収縮に止まり、また断熱性の劣化も試料間のバラツキの範囲内に止まる見通しであることが明らかになった。
谷平 正典*; 國富 一彦; 稲垣 嘉之; 佐藤 隆*; 宮本 喜晟
JAERI-M 89-051, 60 Pages, 1989/05
急速減圧時における高温配管の特性並びに高温配管内部構造物の健全性を把握するために、高温工学試験研究炉(HTTR)で使用される高温配管とほぼ同一の寸法及び同一の内部構造物を有する高温配管を使用して、減圧試験を行った。試験パラメータは、常温の窒素ガス及びヘリウムガスによる減圧速度(0.14~3.08MPa/s)、スライドジョイント部開口面積(11.9~2036mm
)、高圧容器内初期圧力(1.0~4.0MPa)である。その結果、ライナー管及び仕切板に発生する最大差圧は、各々2.69MPa、0.45MPaであった。全試験終了後、試験体として使用した高温配管を切断・分解し、内部断熱構造物である仕切板・断熱材・ライナー管及び耐圧管を検査したところ、損傷及び異常は見られなかった。
二川 正敏; 菊地 賢司
JAERI-M 86-119, 52 Pages, 1986/08
多目的高温ガス試験炉の1次冷却系主配管に二重配管構造が使用される。二重配管構造の振動特性に及ぼすスペ-サの設置間隔や内管内部断熱材の影響について調べる為に、ハンマリングによる振動試験を直管型および曲管型試験体に対して行なった。これらの実験結果を平行はり並びに等価剛性はりモデルを用いてCOSMOS-7による有限要素解析結果と比較した。得られた結論は次の通りである。(1)二重配管構造の固有振動数および振動モ-ドは平行はりモデルで良く表せる。(2)二重配管構造の固有振動数および振動モ-ドはスペ-サの設置位置に大きく依存する。(3)二重配管構造の減衰比は単一配管より大きい。
二川 正敏; 菊地 賢司
日本原子力学会誌, 28(4), p.337 - 343, 1986/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Nuclear Science & Technology)日本原子力研究所で開発が進められている多目的高温ガス実験炉の1次冷却系配管には二重配管構造が使用される。この二重配管構造の減衰振動特性にスペーサの設置間隔及び内管内部断熱材が与える影響について調べるために、直管より構成される二重配管構造試験体によって、ハンマリングによる加振試験を行った。また、これらの結果は二重配管を平行はりにモデル化したCOSMOS-7の有限要素解析結果と比較した。その結果、次のような結論を得た。(1)二重配管構造の減衰比は、スペーサの設置間隔が小さくなるに従って、増大する。(2)レイリー比例減衰比を導入した平行はりモデルによる過渡応答波形の計算結果は、実験結果とほぼ一致した。
二川 正敏; 菊地 賢司
Nucl.Eng.Des., 94, p.115 - 123, 1986/00
被引用回数：3 パーセンタイル：40.89(Nuclear Science & Technology)原研で開発が進められている多目的高温ガス実験炉の1次冷却系配管には高温二重配管が使用されている。このような二重配管の振動特性にスペーサの設置間隔及び内部断熱材が与える影響を調べるために、直管より構成される二重配管試験体を製作し、ハンマリングによる加振試験を行った。また、試験結果を二重配管を平行はりにモデル化した有限要素解析結果と比較した。その結果、次のような結論を得た。(1)二重配管の振動特性は、スペーサの設置間隔によって、大きく変化する。(2)二重配管の固有振動数及び振動モードは平行はりモデルによる解析で表せる。
柴沼 清; 大楽 正幸; 黒金 正春*; 小野 要一*; 柴田 猛順; 寺門 拓哉*
JAERI-M 85-167, 12 Pages, 1985/10
JT-60NBI用クライオポンプの熱負荷を軽減するために、クライオポンプの内部配管に使用される多層断熱材の断熱性能の向上を試みた。候補となる3種類の断熱材について性能試験を実施した結果、著者らが考案Lた断熱材が最も優れた断熱性能を有することが確認された。また、この断熱材は断熱材の各層が少しずつずれて10層一体となっていることから、断熱材を10層一度に巻くことができるだけでなく、各層は同心円状に巻かれる。
斎藤 保; 松尾 秀人; 今井 久
JAERI-M 84-213, 12 Pages, 1984/11
炉床部断熱用材料の候補材として検討されている炭素材料には主成分となる炭素質成分の他に微量の黒鉛質成分を含むものがある。これらの材料について、1000
Cにおける長時間熱処理あるいは1100C以上で1時間の熱処理を加え、X線手法により結晶構造の熱的安定性を検討した。炭素質成分のLc値(C軸方向の平均無欠陥距離)は1000Cで1000時間以上の熱処理後、あるいは1200Cでは1時間の熱処理後にすでに増加傾向を示した。また熱処理による黒鉛化の進行に伴い欠陥濃度が減少し、その減少率が30%以上になると熱伝導度の増加が大きくなった。一方、ヤング率の減少は欠陥濃度の減少率が10%程度ですでに認められた。
松尾 秀人; 斎藤 保
High Temperatures-High Pressures, 16, p.695 - 705, 1984/00
VHTRの炉床部断熱材料として使用される炭素質材料の諸性質の中で熱伝導度や高温圧縮応力下における寸法安定性は最も重要な性質であり、電気比抵抗,ヤング率,結晶構造パラメーターとともにこれらの諸性質の熱処理による変化について研究した。試料を3273°Kまでの温度で1時間,或は1273°Kで最高約5000時間熱処理し、寸法,かさ密度,熱伝導度,電気比抵抗,ヤング率,結晶構造パラメーターに対する熱処理の影響を調べた。さらに1273Kで最高27.9MPaの圧縮応力下で600時間熱処理し、寸法やかさ密度の変化を測定した。これらの実験によりさらに性能の良い断熱材料へ改良するためのデータを取得した。また、熱伝導度,電気比抵抗,結晶構造パラメーター等の相互関係や、それらの熱処理による変化について調べ、考察した。
松尾 秀人; 斎藤 保
JAERI-M 83-203, 14 Pages, 1983/11
炭素質材料は多目的高温ガス実験炉の炉床部断熱材料の候補材料の1つである。炭素質材料を使用するに際しては、高温での寸法や熱伝導度の安定性は把握しておかなければならない重要な性質である。1100Cで焼成した炭素質材料について1000~1200Cで最高6350時間熱処理を行ない、寸法、熱伝導度、かさ密度、電気比抵抗などの変化を調べた。その結果、焼成温度以下でも熱処理時間の経過とともに寸法は収縮、熱伝導度やかさ密度は増加、電気比抵抗は減少することが明らかになった。これらの結果について考察するとともに、熱伝導度と結晶構造パラメーターの変化との関連について棲討した。
菱田 誠; 國富 一彦; 井岡 郁夫; 梅西 浩二*; 近藤 康雄; 田中 利幸; 下村 寛昭
JAERI-M 83-180, 61 Pages, 1983/10
多目的高温ガス実験炉の一次系及び二次系の高温配管には内部断熱高温配管が使用されることになっている。従来の工業設備ではこのような形式の高温配管が使用された例はない。また、これまで実規模の内部断熱高温配管について断熱性能を調べた例は極めて少ない。そこで、HENDELを用いて、その装置の一部として設置されている高温配管について断熱性能の試験を行った。本試験では、耐圧管及び断熱層内の温度分布、耐圧管表面の熱流束分布の測定を行い、耐圧管の温度及び熱流束はほぼ均一な分布であることを確認し、これらの測定結果から有効熱伝導率の実験式を求めた。また、耐圧管の温度の実測値と伝熱計算コードTRUMで計算した値を比較したところ良い一致が得られた。更に、実験炉の内管の温度を計算で求め、高温点は生じないことを確認した。
松尾 秀人; 斎藤 保; 佐々木 泰一
High Temperatures-High Pressures, 15, p.707 - 714, 1983/00
炭素質材料は高温ガス冷却炉(VHTR)の炉床部断熱材料の候補材料の1つであり、その圧縮応力下の寸法安定性は研究しなければならない重要な性質のうちの1つである。炭素質材料の圧縮応力下での寸法の経時変化を900C、1000C、1100Cおよび1200Cで0.3MPaの圧縮応力下で約600h、さらに1100Cおよび1200Cで予め熱処理した試料について1000Cで圧縮応力下で測定した。これらの寸法の経時変化に対して圧縮応力付加効果が認められ、これらの結果を高密度、Lc(002)、d
および電気比抵抗の変化との関連を考察した。
下村 寛昭; 岡本 芳三
日本原子力学会誌, 20(8), p.583 - 590, 1978/08
被引用回数：2水平管内に設けた断熱層内の自然対流解析結果から、伝熱特性の支配パラメータがレーリイ数Ra、ダーシイ数Daおよび無次元半径Ro(=ro/ri)であることを示し、数値解析結果より、無次元平均実効熱伝導率(
e/)mは次式で近似し得ることを明らかにした。(e/)m=0.236(Ro-1)(RaDa)
ただし、RaDa≦1
10
、1.25≦Ro≦3.0、(e/)m≧1.0である。以上の結果は従来の経験則となり、断熱層の実効熱伝導率はその素材である[断熱材]に固有の値ではなく、寸法、形状、温度条件、透過率および介在流体の物性値等によって定まる値であることを示している。
下村 寛昭
JAERI-M 7566, 29 Pages, 1978/03
高温ガス冷却炉における高温ガス配管の技術的課題と高温度差、高圧気体中における断熱層の熱工学的特徴を述べ、高温ガス配管技術に重要な水平環状断熱層内の自然対流熱伝達解析を行なった。解析結果から、水平環状断熱層の平均伝熱特性の支配パラメータはレーリイ数(Ra)とダーシイ数(Da)の積(RaDa)および内外径比(ro/ri)であり、数値解析の結果、平均実効熱伝導率(e)の非対流時の値(n)に対する相対的上昇(e/n)は次式で近似されることが判明した。 (e/n)m=0.236(ro/ri-1)・(RaDa) 但し、3≧ro/ri≧1.25、e/m≧1、また、e/m≧1となる領域では、Ra・Daの値とともに、内外周部における熱流束あるいは実効熱伝導率が円周方向に大きく変化し、平均実効熱伝導率のみを考慮した熱設では不充分であり、局所実効熱伝導率あるいは局所熱流束を考慮しなければならない。
大内 信平; 岡本 芳三
Gas-Cooled Reactor with Emphasis on Advanced Systems,Vol.2, p.219 - 236, 1976/00
多目的高温ガス冷却実験炉(VHTR)の開発プログラムの一環として、炉内照射試験・炉外伝熱流動試験を行うため各種のヘリウムガスループがつくられた。インパイルガスループ(OGL-1)はJMTRにとりつけられ、燃料・材料の照射等を行うためのもので建設中である。OGL-1製作に伴う諸問題解決の為実施した開発試験のうち、炉内管の試作,HTGLによる伝熱流動実験,膨張吸収機構試験,材料試験,断熱材試験などについて述べる。炉外高温ガスループはVHTRのコンポーネントの伝熱流動テスト,燃料要素の伝熱流動特性テストなどのために作られたものである。これらの研究のうち、炉心チャンネル内での層流化現象と対策,配管の熱損失,水素透過などの研究について述べる。
下村 寛昭; 岡本 芳三
機械の研究, 26(10), p.1247 - 1252, 1974/10
高温高圧下の各種気体雰囲気中における断熱材の熱的特徴についてのべ、通常の大気中で使用される保温材との熱伝達上の基本的相違点について述べる。また、高温高圧下における断熱材の熱的挙動を把握するために必要な基本的無次元量がレイレー数(Ra)、ダーシイ数(Da)およびアスペクト比であることを説明し、これらの諸量が断熱材の熱特性におよぼす影響を説明すると共に、断熱材に関する熱伝達研究の現状について述べた。更に、高温内部断熱材の種類および特徴についても概説した。
下村 寛昭; 岡本 芳三
機械の研究, 26(9), p.1110 - 1114, 1974/09
高温高圧雰囲気中における断熱構造物の断熱効果を減少せしめる諸原因、即ち、多孔質中の自然対流、隙間の発生と間隙間自然対流または自然循環、バイパス流および放射伝熱等について述べ、その発生原因と熱的特性への影響を説明する。また、これらの断熱性能を防止するための基本的対策を示すとともに、熱伝達特性と諸量との関係について説明した。
