FBR大型炉の設計主要目に関する研究; 湾曲拘束に起因する被覆管応力の解析評価手法の検討

• Material Type: 文書・図像類
• Title: FBR大型炉の設計主要目に関する研究; 湾曲拘束に起因する被覆管応力の解析評価手法の検討
• Author/Editor: 菰田 成一; 渡辺 力
• Author Heading: 菰田 成一; 渡辺 力
• Publication Date: 1989-05
• Publication Date (W3CDTF): 1989-05
• Alternative Title: Study on the main design parameters of large scale FBR core characteristics; Methods of analysis and evaluation of fuel cladding stress due to restriction of bending
• Periodical title: PNC TN9410 89-077
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): FBRの燃料被覆管の温度は周方向に関して有意に変化する。このため照射初期には周方向の熱膨張歪差が、また照射末期には周方向のスエリング歪差が現れる。これらの歪差に起因し、被覆管の曲げ応力が働く。また、燃料要素束とラッパ管の径方向膨張率の違いのため、燃料要素束とラッパ管の寸法干渉が生じることもある。この寸法干渉に起因しても、被覆管に曲げ応力が生じる。これらの曲げ応力をまとめて、湾曲拘束に起因する応力と呼ぶ。本研究は、FINAS(FiniteElementNonlinearStructuralAnalysisSystem)を用いた、上記湾曲拘束に起因する応力の評価手法を検討したものである。周方向温度差に起因する応力と、寸法干渉に起因する応力を別個に評価するための手法と、湾曲拘束による応力としてまとめて評価する手法を示した。要素としては、PIPE3またはELBOW6Rを使用するのが適切であることを確認した。また、拘束条件や温度分布の経日変化を考慮した評価が可能であることを確認した。61年度レファレンス炉心における湾曲拘束に起因する応力は、照射初期で10kgf/mm2程度であるが、照射中期ではクリープのため半減すること、また照射末期ではスエリングのため増大するが、初期での応力を大きく上回ることはないとの結果を得た。; The circumferential temperature distribution of the FBR fuel cladding displays a considerable variation. This temperature distribution gives rise to the circumferential variations of thermal strain at the beginning of life (BOL) and swelling strain at the end of life (EOL). These circumferential variations or the strains give rise to the bending stress of the cladding. The dimensional interference between the fuel pin bundle and the wrapper tube often occurs owing to the discrepancy of the radial expansion rates between the bundle and the tube. This interference gives rise to the additional bending stress of the cladding. These bending stresses are called the stress due to the restriction of bending in the lump. In this work, the methods of analysis and evaluation of the above-mentioned cladding stress are studied using Finite Element Nonlinear Structural Analysis System(FINAS). The methods are discussed in this report not only to evaluate the stress due to the circumferential temperature variation and the stress due to the dimensional interference respectively but also to evaluate these stresses together as the stress due to the restriction of bending in the lump. It is found that the element "PIPE3" or "ELBOW6R" is applicable and that the time history of restriction condition and temperature distribution can be taken into account. In this work, the cladding stress due to the restriction of bending is roughly evaluated for the reference core designed in the year 1986. It is found that the magnitude of stress is about 10 kgf/mm$^{2}$ at BOL, decreases to the half at the middle of life owing to the irradiation creep and increases to an certain value less than about 10 kgf/mm$^{2}$ at EOL owing to the swelling.
• Source: /PNC-TN9410-89-077.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-89-077.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: FBRの燃料被覆管の温度は周方向に関して有意に変化する。このため照射初期には周方向の熱膨張歪差が、また照射末期には周方向のスエリング歪差が現れる。これらの歪差に起因し、被覆管の曲げ応力が働く。また、燃料要素束とラッパ管の径方向膨張率の違いのため、燃料要素束とラッパ管の寸法干渉が生じることもある。この...