報告書番号

U90009

タイトル（和文）

３次元流体－構造物連成振動解析コードの開発とタンク型ＦＢＲの地震時スロッシング応答解析

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OF 3-D VIBRATION ANALYSIS CODE FOR FLUID-STRUCTURE COUPLED SYSTEMS AND SEISMIC SLOSHING ANALYSES OF POOL-TYPE FBRS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高速増殖炉（ＦＢＲ）の原子炉容器の耐震設計においては，地震動長周期成分によるスロッシング現象を評価しなければならない。特に，タンク型ＦＢＲでは，原子炉容器内に吊り下げられた多数の１次系機器の存在による，３次元的な形状の効果を考慮できる解析手法が必要である。このため，本研究ではまず，有限要素法に基づく，スロッシングを考慮した３次元流体－構造物連成振動解析コートＬＩＳＡを作成した。次に，ＬＩＳＡの適用性を検証するため，タンク型ＦＢＲ原子炉容器の１／１０縮尺模型による振動台加振実験を実施したところ，実験結果と解析結果は良く一致し，ＬＩＳＡは複雑な形状を持つ容器のスロッシングを精度良く，比較的短い計算時間でシミュレートできることが確認された。また，ＬＩＳＡによる解析により，タンク型ＦＢＲ原子炉容器内の１次系吊り下げ機器は地震時スロッシング現象の応答波高を低減する効果を有することが明らかとなった。

概要 （英文）

IN REACTOR VASSELS OF FAST BREEDER REACTORS(FBRS),SLOSHING OF LIQUID SODIUM CAN BE EXCITED BY LONG-PERIOD EARTHQUAKES. SLOSHING AFFECTS THE STRUCTURAL INTEGRITY OF FBR VESSELS BECAUSE HYDRODYNAMIC PRESSURE ACTS ON THE REACTOR WALL,AND THE SLOSHING WAVE CREST MAY HIT THE ROOF SLABS AND CAUSE IMPULSE PRESSURE. TO ESTIMATE THE EFFECTS OF SEISMIC SLOSHING ON REACTOR VESSELS,A THREE-DIMENSIONAL SLOSHING RESPONSE ANALYSIS CODE IS NECESSARY BECAUSE MANY PRIMARY COMPONENTS ARE SUSPENDED IN THE CASE OF POOL-TYPE REACTORS. IN THIS STUDY,A THREE-DIMENSIONAL FINITE ELEMENT CODE LISA(LIQUID INERTIA AND SLOSHING ANALYZER)WAS DEVELOPED. IT IS APPLICABLE TO SEISMIC RESPONSE ANALYSES OF 3D FLUID-STRUCTURE COUPLED SYSTEMS INCLUDING SLOSHING PHENOMENA. SHAKING-TABLE TESTS WERE THEN PERFORMED TO VALIDATE LISA BY USING A 1/10 SCALE MODEL OF A POOL-TYPE FBR VESSEL WITH INTERNAL COMPONENTS. COMPARISON BETWEEN THE TESTS AND ANALYSES BY LISA SHOWS THAT LISA CAN PRECISELY AND EFFECTIVELY SIMULATE SEISMIC SLOSHING IN CONTAINERS WITH THREE-DIMENSIONAL COMPLEX CONFIGURATIONS LIKE POOL-TYPE FBRS. BASED ON ANALYSES BY LISA,THE INTERNAL COMPONENTS OF POOL-TYPE FBR VESSELS CONSIDERABLY REDUCE THE SEISMIC SLOSHING RESPONSE WAVE HEIGHT.

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