Cavitation experiment in sodium was conducted to investigate the onset conditions and erosion effect on material for development of future SFR. The test section is a venturi tube made of SS-316 with ID and OD of 6.5 mm and 21 mm, respectively. The experimental results of cavitation were analyzed using FLUENT code and the test section was observed using optical microscope to see the erosion surface.

抄録全体を表示

サブクールプール沸騰において，高速ビデオによる気泡挙動観察と，微細熱電対による伝熱面近傍の温度分布測定を行った．これらの結果より，気泡の凝縮熱伝達率を算出した．

抄録全体を表示

冷却水中に微量のナノ粒子を添加したナノフルイドを用いて、プール沸騰の限界熱流束を計測した。通常水と比較して、100%程度の限界熱流束の向上が生じることを確認した。さらに、CHF向上効果の出現に要する時間スケールについても実験的検討を実施した。

抄録全体を表示

Visualization test was conducted by designing and setting up a special experimental facility to investigate characteristics of thermal-hydraulic interaction between lead-alloy droplet with subcooled water in pool water. The violent boiling phenomena were observed by a high-speed camera and local transient pressure was measured by high frequency piezo pressure transducer. The results showed that violent boiling mainly occurred when interface temperature between droplet and water is higher than homogenous nucleation temperature of water and subcooling temperature of water is higher than 40K.

抄録全体を表示

超音速蒸気インジェクターは水と蒸気の直接接触凝縮によって駆動する噴流ポンプである．構造がシンプルかつコンパクトで高い伝熱特性を有するため，原子力発電プラントの安全システムへ適用した際の効果が期待されている．本研究では，蒸気と水噴流間の熱・運動量交換メカニズムの解明および界面現象との関連性の評価を目的とし，水噴流中心型蒸気インジェクターの可視化テスト部を用いて蒸気流と水噴流の境界層における水噴流の界面挙動を高速度ビデオカメラにより観察した．また，特殊熱電対と特殊ピトー管をトラバースさせることで混合領域における半径方向の温度分布，流速分布を計測した．本報告では，水噴流界面における熱輸送特性及び界面挙動の関係について考察した結果について述べる．

抄録全体を表示

種々のテープツイスト比の捻りテープを挿入した白金(Pt)円管発熱体を直接通電する方法で、広範囲のスワール速度、発熱体表面過熱度において水のスワール流れによる熱伝達と圧力損失を求め、熱伝達と圧力損失に及ぼすテープツイスト比、スワール速度、発熱体表面過熱度の影響を明らかにし、広範囲、高精度に予測する円管内水のスワール流れによる熱伝達表示式を導出した。

抄録全体を表示

FBRサイクル開発は，エネルギー資源の有効活用の観点から重要な課題である．核燃料サイクルにおける脱硝転換工程では，原子力発電所から使用済燃料を再利用する目的で再処理溶液からMOX粉末を生成する脱硝転換を行っている．この工程では，マイクロ波加熱によって脱硝粉末を生成する．現在，マイクロ波加熱脱硝装置の量産化開発が進められている．量産化開発では，浅皿容器と円筒容器の比較を行っている．浅皿容器では，マイクロ波加熱による沸騰挙動が安定に維持できる事が確認されている．一方，円筒容器では，突沸現象が確認されているため，沸騰挙動を把握し，突沸現象を防止するための知見を得る事が求められている.そこで本研究では，マイクロ波加熱に伴う突沸の発生要因に着目し，突沸の動的挙動のメカ二ズムを解明することを目的とする．マイクロ波加熱脱硝装置を模擬した実験装置を用い，突沸現象に関する発生原因や発生条件について検討する．

抄録全体を表示

液膜流動を高い時間・空間分解能で計測する手法を開発し、液膜厚さの過渡変化が計測可能であることを示した。本手法は、曲率を有する構造体として燃料被覆管を模擬した体系への適用も可能である。

抄録全体を表示

液滴、液膜、蒸気乱流が相互作用する、従来の手法では解析できない複雑な気液二相流を機構論的に解析する独創的な手法として、乱流解析に適した格子法と液膜・液滴解析に適した粒子法の利点を組み合わせた格子・粒子ハイブリッド法の研究を進めている。本発表では、円管内の液膜流れの解析による本手法の検証について報告する。自由流下液膜のレイノルズ数、気液対向流のフラッディング条件、液滴発生限界、液滴発生率を解析し、それぞれ既往の実験相関式と比較した。

抄録全体を表示

気液二相流の流動様式を予測する機構論的解析手法として、液相を粒子で、気相 を格子で表現する格子・粒子ハイブリッド法の研究を進めている。本研究では、 気相の分散相を安定に解析できるように、まず表面張力モデルや界面粒子判定モ デルを改良した。次に、上昇気泡の形状を解析し既往実験と比較した。更に、気 泡の分裂、結合を解析した。最後に、気泡流およびスラグ流を解析し、流動様式 線図の再現を試みた。

抄録全体を表示

本研究では、水噴流の崩壊現象について調べている。その第三段階として実験では、定常流の状態で、水を静止大気中に噴出させた場合での水噴流の崩壊について高速度カメラを用いて可視化を試みる。それより考察を行い、水噴流崩壊の定義の明確化を図る。

抄録全体を表示

In order to simulate the fundamental behavior of molten metal in flow channel , a 3D fluid dynamics code was developed using Finite Volume Particle (FVP) method. The governing equations that determine the phase change process are solved by discretizing its gradient and Laplacian terms with the moving particles. The motions of each particle and heat transfer between particles are calculated through interaction with its neighboring particles.

抄録全体を表示

高速炉蒸気発生器の伝熱管破損時安全評価を目的として、圧縮性混相流・ナトリウム－水反応現象解析コードSERAPHIMの高度化および検証を進めている。液体中に気体が噴出する現象を対象に検証解析を実施し、気液間の化学反応を伴わない場合と伴う場合のそれぞれについて良好な再現性が得られることを確認した。

抄録全体を表示

ナトリウム冷却高速炉で採用を検討している完全自然循環式炉心崩壊熱除去システムの炉心高温点を簡易的に評価する方法について検討した結果を報告する。

抄録全体を表示

ナトリウム冷却高速炉の大口径エルボ配管を模擬した試験体系を対象に、CFDコードのレイノルズ応力モデル（RSM）を用いた非定常解析を行い、ショートエルボ配管で生じる非定常渦流れと圧力変動との関連性を調べた。

抄録全体を表示

アドバンストループ型高速炉は，ループ数削減に伴い，従来設計に比べて一次冷却系配管の口径が大型化し，管内流速も増加する設計となるため，エルボ曲がり部での流れの偏りに起因する流体励起振動の発生が懸念されている．そこで，本研究では，エルボの腹側4箇所に圧力センサを設置し，圧力変動の測定を行った．試験体は，実機ホットレグ配管の1/8縮尺の配管径で，曲率比の異なるショートエルボとロングエルボの２種類を用いた．試験流体は水である．ショートエルボ出口の腹側中心部では負の圧力スパイクが観測され，腹側中心から30°周方向外側における圧力変動パワースペクトル密度（PSD）は流速に依存する卓越周波数を持つ結果となった．一方，ロングエルボでは，エルボ腹側中心部における負の圧力スパイクの発生は，本試験条件の最大流速である3m/sの条件に限られ，圧力変動PSDには流速に依存する卓越周波数が見られない結果となった．

抄録全体を表示

日本原子力研究開発機構(JAEA)が現在開発を進められているナトリウム冷却高速炉JSFRではコールドレグで多段エルボが採用されている。エルボ内の大口径大流量の複雑な流れにより流力振動が発生することが考えられ、それによって配管に亀裂・破損が生じる恐れがある。
本研究では、配管設計の成立性を確認するため、実機コールドレグ配管を1/7スケールで模擬した水流動試験装置において圧力測定試験を行った。多段エルボにおける実験の前段階としてシングルエルボを用いた実験を行い、配管エルボ部での流れの乱れに起因する流力振動特性を検証した。また、1/15スケールの装置においても同様の実験を行い、同レイノルズ数におけるスケールの違いによる影響を評価した。

抄録全体を表示

　JAEAで設計を進めているナトリウム冷却大型炉では、燃料交換機アーム用の切込みを有するコラム型UISが採用されている。このUISは制御棒案内管と水平多孔板から構成され、冷却材がUIS内部に入り込む構造となっており、燃料集合体からの高温流体と制御棒チャンネルやブランケットチャンネルからの低温流体が混合し、UIS下部において高サイクル熱疲労が発生する可能性がある。そこで、実機の上部プレナムを1/3スケール60°セクタでモデル化した試験体を用いた水流動試験を実施している。 　今回の報告では、ブランケットチャンネル周辺におけるサーマルストライピング現象に着目し、温度変動を低減させるために、最外周燃料集合体直上のUIS形状を変化させ、その緩和方策の効果を確認した。

抄録全体を表示

ナトリウム冷却高速炉のスクラム過渡時温度成層化現象に関して、1/10縮尺炉上部プレナム水流動試験装置を用い、温度成層界面挙動に対する炉心出口流速とスクラム前後の温度差の影響を評価した。炉心出口流速の増加および温度差の低下により、温度成層界面の形成位置は高く、上昇速度は増加した。この結果、切込み付UISによりプレナム内流況が非対称になる場合において温度成層界面の挙動は、おおよそRichardson数で整理できることがわかった。

抄録全体を表示

比較的単純な体系におけるガス巻込み現象の発生挙動について観察しメカニズムについて考察するとともに,ガス巻込み発生時の巻込み気相流量を計測した.

抄録全体を表示

高速炉燃料集合体内の詳細熱流動評価を目的として開発している有限要素法解析コードについて、低Re型／高Re型乱流モデルを組み合わせた計算手法を開発するとともに、その基本検証と燃料ピンバンドル体系への適用解析を実施し妥当性を確認した。

抄録全体を表示

本研究は、導電性流体に対して作用する電磁力を、ナトリウム高速炉で懸念されている様々な熱流動問題の包括的な保全技術として活用するポータブル型の流動制御マグネット（AFCOM：Active Flow Controling Magnet）を提案し、その原理を実証するものである。本論文では、その第一報として、高サイクル熱疲労への適用性が評価される。まず、ナトリウムのシミュラントである液体ガリウムを作動流体とする流動ループの詳細が報告される。次いで、T字配管部における熱疲労の緩和技術としての適用性を検証するため、正方形ダクト管内に設置された発熱円柱まわりの流体温度変動と壁面温度変動が磁場無し／有り環境で計測される。磁場なし環境において、温度変動周期が既存の経験式に一致することが確認される。また、角柱に平行な磁場0.6Tを角柱後方の領域に印加し、温度変動強度の減衰と周波数の低周波化が確認される。

抄録全体を表示

原子力機構では，システム解析コードＴＲＡＣ―ＢＦ１をもとに，直管型蒸気発生器等の原子力機器の熱水力不安定性に関する予測手法を開発している。本報では，予測手法開発の一環として，直管型蒸気発生器の一次系を模擬するためのコードの改良を行った。

抄録全体を表示

「もんじゅ」性能試験再開にむけて、「もんじゅ」の過渡応答を解析するプラント全系動特性解析コード：Super-COPDと水・蒸気系動特性解析コード：Fanpsyの整備を行っている。2009年春の原学会の発表に引き続き、今回は、動特性解析コードの整備の進捗状況及び整備の一環として実施している40%出力上昇時の解析評価の結果について報告する。

抄録全体を表示

もんじゅ水・蒸気系設備の制御応答を評価するために、東芝は動特性解析コードFanpsyの開発・整備を行ってきた。本報では、このFanpsyコードの概要を報告する。また、本コードを用いて行った主蒸気圧力制御系の解析結果を報告する。

抄録全体を表示

　「もんじゅ」水・蒸気系動特性解析コードFanpsyを用いて、40％プラント出力に至るプラント起動過程の水・蒸気系の特性を決定する給水流量の応答特性の把握を目的として、出力上昇操作に追従して、水・蒸気系の給水流量を増大させる解析を実施した。その結果、当該操作に対する給水流量の追従は、良好で、安定した応答が得られることを確認した。更に、「もんじゅ」での水・蒸気系の設備改善内容の反映により、前回、性能試験と比較し当該運転操作に対するプラントの応答性に改善がみられることを確認した。

抄録全体を表示

高速増殖原型炉「もんじゅ」熱輸送系の全系を解析可能なプラント動特性解析コードSuper-COPDを用いて、プラント起動の一過程である給水ポンプ切替操作段階を解析した。解析の結果から、Super-COPDによる給水ポンプ切替の解析が実機の結果を再現することができ、制御安定性を評価可能であることを確認した。また、制御定数のパラメータサーベイにより制御安定性を評価したところ、蒸発器給水調節弁のヒステリシスにより、PI制御器の適用可能な比例ゲインの範囲が制限されることが明らかとなった。蒸発器給水調節弁のヒステリシスにより、制御系の出力に対し、蒸発器給水調節弁の応答が遅れ、オーバーシュートを起こすことで不安定になることがわかった。

抄録全体を表示

「もんじゅ」プラント動特性解析コードSuper-COPD及びFanpsyの解析精度確認のため、プラント起動時の給水流量制御系の応答解析を実施した。これらの解析結果と実機試験結果の比較により、両コードの給水流量制御系解析モデルの実機応答特性の再現性を明らかにした。

抄録全体を表示

本研究グループではBWR運転訓練シナリオの評価手法の開発を目的として研究を行っており，認知工学的複雑度指標に基づく客観的特徴付け手法を提案し，その基本的妥当性について確認している。本稿では，先行研究において一部のシナリオ群に限って適用されてきた本評価手法の適用範囲を広げ評価を行い，その評価結果におけるシナリオ群間での差について検討を加えた結果を述べる。さらに意図的に変更を加えた評価シナリオに対して評価を行い，その評価結果についても検討を行った。

抄録全体を表示

労働組合は、現場作業内容とそれに係わる実際上の問題点に精通しうるリソースを有している点で、実効的な安全機能を果たしうる大きなポテンシャルを有している。しかしながら、JCOにおいては、1998年夏に始まった２P集中化と呼ばれるリストラ策の問題点に、労働組合が的確に対処できなかったことなどが、臨界事故の発生に寄与している。

抄録全体を表示

2025年頃までの実証炉の実現に向けて、先進ループ型ナトリウム冷却高速炉（JSFR：Japan Sodium-cooled Fast Reactor）の設計検討を進めている。FaCTプロジェクトの一環として、2007年度より電気出力75万kWe及び50万kWeのプラント概念の設計研究を実施しており、それらの状況について報告する。

抄録全体を表示

高速増殖実証炉に向けた概念検討と関連技術開発に関するシリーズ発表の一つとして、(2)高速炉構造用高クロム鋼材料強度基準に関する検討と題して報告するものである。 高速増殖実証炉では、冷却系全般の構造材料に改良9Cr-1Mo鋼を採用予定である。そのため、改良9Cr-1Mo鋼の材料強度基準を整備し、規格化する必要がある。2016年までに日本機械学会　発電用原子力設備規格　設計・建設規格第_II_編　高速炉規格に規格化する方針としており、そのための課題抽出および各課題の検討状況を報告する。

抄録全体を表示

高クロム鋼をJSFR実証施設の冷却系構造材料に採用するため、蒸気発生器の主要構造として、密着2重伝熱管、CSEJ（Convoluted Shell Expansion Joint　熱膨張差による変位を吸収するための部材）及び管-管板継手の開発状況について報告する。

抄録全体を表示

これまで高速炉の設計に用いられる高温構造設計指針は、主としてオーステナイト系ステンレス鋼を対象として開発されてきた。一方、JSFRの冷却系機器・配管に採用が予定されている高速炉構造用高クロム鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、(1)高い降伏応力を持つ(2)延性が低い(3)繰り返し軟化する(4)低熱膨張・高熱伝導率を持つ、などといった特徴を持つ。このためこのような特性を持つ高速炉構造用高クロム鋼に対して高温構造設計指針の適用性の検証及びその特性に合わせた指針の整備を実施した。

抄録全体を表示

JSFRの格納容器として鋼板コンクリート構造を採用するための研究開発を実施しており、その概要を報告するもの。

抄録全体を表示

地震時における高速増殖炉の炉心の3次元応答挙動を評価する手法を開発・整備するため、集合体の本数や並べ方を変えた体系での試験研究を進めている。本報では、試験計画の概要について述べる。

抄録全体を表示

ナトリウム中の構造物健全性確認のため、超音波を用いたナトリウム中目視、体積検査センサならびにセンサを搬送するナトリウム中搬送装置を開発中である。本報では、平成20年度までに実施した成果のうち、レーザによる超音波受信素子400個からなるセンサの試作結果とナトリウム中体積検査の試験結果を報告する。ナトリウム中試験では、２００℃のナトリウム中で、深さ5mm～12mmのEDMスリット欠陥を検出可能であることを確認した。

抄録全体を表示

実用化段階の高速増殖炉の蒸気発生器（SG）は直管型2重伝熱管の採用を計画しているが、ナトリウム-水反応による伝熱管破損伝播防止の観点から、伝熱管のき裂及び減肉を検知する必要がある。このため、超音波探傷（UT）を用いた検査技術の開発を実施しており、試作した超音波探触子と2重伝熱管の短管を用いた試験により、欠陥検出性を評価した。

抄録全体を表示

実用化段階の高速増殖炉の構造物において、欠陥検出のための各種検査技術の開発を行い、その成果を発表する。本件はシリーズ発表。

抄録全体を表示

加熱による劣化促進試験によりMOX新燃料輸送容器密封部ガスケットの長期健全性を明らかにした。

抄録全体を表示

燃料輸送物蓋部の密封境界として用いられるゴムガスケットを対象として、異なる温度環境下における応力緩和試験を実施し、輸送物蓋部ゴムガスケットの応力緩和と温度の関係を評価した。 また、輸送物ゴムガスケットの蓋部を模擬したFEM解析を行い、ゴムガスケットの密封力を予測した。

抄録全体を表示

本研究では、構造物腐食と環境因子（環境汚染因子と気象因子）の普遍的相関を確立し、気象因子による構造物腐食量の推定を可能にしようとするものである。現在までのところある特定地域のある特定期間での構造物腐食と環境因子の間に強い相関がみられることが判明している。

抄録全体を表示

多くの使用済燃料貯蔵施設では、除熱方式として、自然換気システムが採用されている。自然換気システムでは、キャスクの発熱量と施設内を冷却空気が流れる際の圧力損失のバランスで、給排気温度差および空気流量が決定される。一般に、施設の除熱設計における圧力損失は、施設流路を単純形状に分解し、それぞれの部位の圧力損失係数を既存の圧力損失ハンドブックから求めて、足し合わせることにより評価している。複雑形状の流路の圧力損失係数評価について、給気部および排気部の形状を模擬した1/15縮尺模型を用いてRe数相似条件下での試験を実施し、この手法の妥当性を検討した。

抄録全体を表示

搬送中の架台付き金属キャスクが地震力を受けた際の転倒安定性を評価するため、非固定状態のロッキング応答に影響を及ぼすパラメータ（重心位置や反発係数等）に関する相似則を適用した相似模型を用いた振動試験を実施した。相似模型は、ロッキング振動の基本特性として、加速度換算率、上下方向反発特性、着地時脚部応力に着目し、これらパラメータの相似性を考慮した2/5縮尺模型とした。さらに、3次元大型振動台を用いて、波形の種類（観測地震波および人工地震波）や上下動の有無、入力最大加速度（最大1600gal相当）をパラメータとして地震波応答試験を実施し、架台付き金属キャスクのロッキング応答特性を明らかにすると共に、その転倒安定性を確認した。

抄録全体を表示

搬送中の架台付き金属キャスクが地震力を受けた際の転倒安定性を評価する指標として、一定の評価時間内にキャスクに入力されるエネルギーをウインドーエネルギースペクトルと定義した。縮尺模型を用いた振動試験で得られたロッキング応答特性と、縮尺模型のロッキング応答において支配的な応答周波数領域のエネルギーを見込んだウインドーエネルギースペクトルを比較した結果、キャスクの浮上りに有効な入力エネルギーを精度良く推定できることが明らかとなり、ウインドーエネルギースペクトルが架台付き金属キャスクのロッキング応答予測手法として有用であることを確認した。

抄録全体を表示

高速実験炉「常陽」では、炉内干渉物対策を契機として、炉容器内の観察や測定を実施し、これらの結果に基づいて再起動に向けた復旧方策を策定するとともに、ナトリウム冷却型高速炉における炉容器内の観察・補修技術の向上を進めている。本報告では、これらの概要について述べる。

抄録全体を表示

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置の試料部が炉内燃料貯蔵ラック上で変形していること、及び試料部と回転プラグの接触による炉心上部機構の下部の一部損傷を確認しており、「常陽」を再起動するためには、炉心上部機構の交換及び試料部の回収が必要である。本報告では、炉心上部機構の交換計画の進捗状況について述べる。

抄録全体を表示

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置（以下、MARICO-2）の試料部集合体（以下、試料部）の切離不能により、炉内燃料貯蔵ラック（以下、炉内ラック）上で試料部が変形し、炉心上部機構（以下、UCS）と干渉することが確認されている。本報告では、変形した試料部の回収方法の進捗状況について述べる。

抄録全体を表示

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置の試料部の切離不能により、炉内燃料貯蔵ラック上で試料部が変形し、炉心上部機構と干渉することが確認されている。本報告では、試料部（干渉物）の変形によるルースパーツの影響評価について述べる。

抄録全体を表示

ナトリウム冷却型高速増殖炉におけるナトリウム漏洩検出器として、レーザー分光によりナトリウム元素そのものを比較的簡易な構造の装置で検出する方式の開発を進めた。

抄録全体を表示