[2K21-23] Thermal Fatigue Evaluation

[2K21] Assessments for high-cycle thermal fatigue at a mixing tee pipe

Part 1:Characteristics of thermal stress by wall temperature measurement test

*Koji Miyoshi¹, Yoichi Utanohara¹, Masayuki Kamaya¹ (1.Institute of Nuclear Safety System)

Keywords:Thermal fatigue, mixing flow, T-junction pipe, thermal stress, thermocouple, temperature fluctuation

原子力発電所の配管合流部では温度差のある流体が混合する場合があり，このような部位に熱疲労が生じる可能性がある．熱疲労を考慮した設計を行うには，構造材中の応力分布を適切に把握することが重要である．本研究では，Ｔ字配管を対象に高低温水合流部の管壁温度測定実験と数値解析により熱応力特性を検討した．実験では，ステンレス製Ｔ字合流配管下流域を中心に管内壁に熱電対148本を埋め込んだ試験体を使用した．実験条件は高温側流体温度約60℃，低温側流体温度約25℃，主管/分岐管の流速比は分岐管からの噴流が主管上壁に沿って流れる壁面噴流条件とした．熱応力は，管内面の温度測定結果を境界条件とし、有限要素解析により求めた．その結果、応力変動が大きい範囲は局所的であり，その変動幅と管内面の温度変動幅の分布は類似していた．また，周期が10秒程度の管壁温度の変動が応力変動幅増加の要因となっていることがわかった．