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報告書

ロボット試験用水槽の温度挙動評価法の開発

荒川 了紀; 野崎 信久

JAEA-Technology 2018-013, 51 Pages, 2019/02

JAEA-Technology-2018-013.pdf:7.75MB

楢葉遠隔技術開発センターは、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所(1F)の事故後の廃炉作業に向けて必要となる各種試験設備が設置され、外部利用を受け入れている。試験設備のうち、水中ロボットの試験用水槽は、室温から60$$^{circ}$$Cまで昇温させた温度条件下で試験が可能な設備となっている。この試験用水槽を昇温させた場合の温度上昇挙動を把握するため、室温から60$$^{circ}$$C(最高設定温度)まで昇温させる昇温試験を行い、昇温時のデータを取得している。そこで、得られた昇温時のデータを基に温度挙動を評価する伝熱モデルを構築し、水槽の温度挙動評価法として確立した。本報告は、構築した伝熱モデルについてまとめるとともに、昇温時及び降温時の温度評価法についてまとめたものである。なお、本開発において作成した温度評価コードの使用マニュアルも策定した。

報告書

ロボット試験用水槽の昇温試験

荒川 了紀; 野崎 信久; 平田 雄二*

JAEA-Technology 2018-009, 28 Pages, 2019/01

JAEA-Technology-2018-009.pdf:2.94MB

楢葉遠隔技術開発センターは、試験棟と研究管理棟から構成され、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所(1F)の事故後の廃炉作業に向けて必要となる各種試験設備が設置されている。試験設備のうち、水中ロボットの試験用水槽は、室温から60$$^{circ}$$Cまで昇温させた温度条件下で試験が可能な設備となっている。そこで、設置した試験用水槽を昇温させた場合の水槽内の温度分布及び温度上昇挙動を把握することを目的に、室温から60$$^{circ}$$C(最高設定温度)まで昇温させる昇温試験を行うとともに、解析的検討を行った。本報告は、その昇温試験で得られた実測結果と解析による比較検討結果をまとめたものである。

報告書

OGL-1照射燃料試料用黒鉛ブロックの温度および熱応力解析

湊 和生; 荒井 長利; 福田 幸朔; 小林 紀昭; 菊池 輝男; 岩本 多實

JAERI-M 9036, 21 Pages, 1980/08

JAERI-M-9036.pdf:0.75MB

OGL-1燃料試料の黒鉛ブロックに対して、照射によって生じる熱応力に耐え得ることを確認する目的で、2次元有限要素法により、温度および熱応力分布の解析を行なった。本解析は、第4次および第5次OGL-1黒鉛ブロックのように、3本の燃料棒用孔が設けられている黒鉛ブロックを対象とし、温度条件は第4次OGL-1燃料試料の照射中の測定値に、黒鉛の物性値は供試材料であるIG-11黒鉛の物性値に、それぞれ基づいている。温度分布解析の結果、黒鉛ブロックの水平断面内の温度差は、黒鉛ブロック下端から588mmで最大となり、150.5$$^{circ}$$Cであった。また、熱応力分布解析の結果、引張応力および圧縮応力は、黒鉛ブロック下端から588mmで最大となり、それぞれ65.9kg/cm$$^{2}$$、82.1kg/cm$$^{2}$$であった。これらの値は、静的強度のそれぞれ0.27倍、0.10倍である。したがって、黒鉛ブロックは、熱応力に対して十分な強度を有していると結論できる。

報告書

多目的高温ガス実験炉参考炉心Mark-IIIの炉容器内流量配分の検討

佐藤 貞夫; 荒井 長利; 宮本 喜晟; 平野 光将

JAERI-M 6894, 60 Pages, 1977/01

JAERI-M-6894.pdf:1.89MB

多目的高温ガス実験炉の参考炉心Mark-IIIの炉心流量設定に関連して、制御棒及び炉心周辺構造物の冷却の為の必要な流量(バイパス流量)を見出すため、これらの構造物に対する温度解析を行なった。この結果、Mark-III炉心でのバイパス流量は、ともに、原子炉全流量の4%程度、合計8%で良いことが判った。Mark-III炉心の熱流動設計では、原子炉全流量の10%をバイパス流量として設定しているが、本解析によってその設定がほぼ妥当である事が確認された。

口頭

硝酸塩含有廃棄物の地層処分における安全性に関する研究,1; 模擬固化体の熱測定及びデータ解析

杤山 修*; 長谷川 和俊*; 原 啓二*; 桐島 陽*; 三原 守弘

no journal, , 

本研究では、硝酸塩含有廃棄物の地層処分における安全性を評価することを目的として廃棄物中の硝酸塩と有機物の酸化還元反応の機構解明のための高感度熱量計による模擬固化体の熱測定及びデータ解析を行い、発熱速度のモデル化検討を行った。アレニウス則に基づく界面反応の擬ゼロ次反応モデルに相変化及び拡散律速を考慮することで、測定された発熱曲線を再現できることが分かった。熱反応暴走の可能性検討において、低温域(200$$^{circ}$$C以下)の微少発熱が重要であることから、今後当該領域における高感度熱測定データの拡充と高精度の反応速度定数の算定を行う必要がある。

口頭

硝酸塩含有廃棄物の地層処分における安全性に関する研究,2; 温度解析による安全性の検討

野中 宏祐; 三原 守弘; 原 啓二*; 杤山 修*

no journal, , 

硝酸塩と有機物が多量に混在する場合(アスファルト固化体)、特殊な条件下ではこれらが化学反応を起こし、熱反応暴走する可能性がある。地層処分においてはこのような熱反応暴走の可能性を検討することは重要であり、本研究では熱反応暴走に至る最低温度(蓄熱発火温度(SIT: Self-heating Ignition Temperature))について検討した。アスファルト固化体の発熱特性を模擬固化体の熱分析データ(同主題(1)模擬固化体の熱測定及びデータ解析)より定式化し温度解析を行った結果、SITは185$$^{circ}$$Cと評価された。評価されたSITは185$$^{circ}$$Cであることから通常の地層処分環境では熱反応暴走を起こす可能性は低いと考えられるが、SITは固化体の低温域の反応速度定数等に大きく依存するため、今後精度の高いパラメータの取得を行う予定である。

口頭

硝酸塩含有廃棄物の地層処分における安全性に関する研究,2-1; 模擬固化体の熱測定及び発熱速度のモデル化

三原 守弘; 原 啓二*; 長谷川 和俊*; 杤山 修*; 安達 夏絵*; 桐島 陽*

no journal, , 

硝酸塩含有廃棄物の地層処分における安全性を評価することを目的として、廃棄物中の硝酸塩と有機物の酸化還元反応の機構解明のため模擬固化体の熱測定及びデータ解析を行い、発熱速度モデル・パラメータの検証を行った。検討された発熱モデル及びパラメータを用いることで、これまでに得られている熱測定データの再現性が向上し、処分施設における熱反応暴走のシミュレーション解析が可能となった。今後は、長期保管中の経時変質の影響等の検討を行い、実固化体による試験、解析並びシミュレーション解析手法の確立が重要である。

口頭

硝酸塩含有廃棄物の地層処分における安全性に関する研究,2-2; 処分後における熱反応暴走の可能性に関する解析的検討

野中 宏祐*; 平野 史生; 三原 守弘; 原 啓二*; 杤山 修*

no journal, , 

硝酸塩含有廃棄物(アスファルト固化体)を対象に、処分後における熱反応暴走の可能性を評価するためのシミュレーション解析手法の検討の一環として、模擬固化体の熱測定データより検討された既往の発熱モデルを用いて、温度解析を実施した。温度解析においては、地層処分環境で想定される熱影響及びアスファルト固化体に含まれる物質等に由来する熱影響を考慮した。

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