Published February 1978 | Version v1
Journal article

Unstable fracture of nuclear pressure vessel

  • 1. Hokuriku Electric Power Co., Inc., Toyama (Japan)

Description

Unstable fracture of nuclear pressure vessel shell for light water reactors up to 1,000 MWe class is discussed in accordance with ASME Code Sec. XI. The depth of surface crack required to protect against the unstable fracture is calculated on the basis of reactor operating conditions including loss of coolant accidents. Calculated surface crack depth a is equal to tαexp(2.19(a/l)) where l is crack length and t is weld thickness. α is crack depth required to protect against the unstable fracture in terms of the ratio of crack deth to weld thickness for surface crack have infinite length. Using this α, the safety factor included for allowable defect described in Sec. XI and the effects of thickness is discussed. It is derived that allowable defect described in Sec. XI include the safety factor of two on the crack depth for crack initiation at postulated accident and the safety factor of ten for crack depth calculated from point of view of crack arrest at normal conditions. (auth.)

Availability note (English)

Available from DOI: https://doi.org/10.3327/jaesj.20.124

Abstract (Japanese)

軽水炉の原子炉冷却材圧力バウンダリーを構成する機器の健全性を保証するには、機器に亀裂が存在するものと仮定して、亀裂が伝播しても破局的破壊(catastro-phicfracture)に至る前に亀裂の伝播を停止させるという設計思想が必要である。原子炉圧力容器は圧力バウンダリーの最重要機器であるので、HSST計画(HeavySectionSteelTechnologyprogram)でもこの容器の不安定破壊に関する研究を中心課題として大きな成果を挙げている。しかし、ノズル部については応力分布が複雑になるため、現状ではいまだ不安定破壊の定量的な取扱いは困難なようである。本報では、電気出力が1,000MW級までの原子炉圧力容器の胴部溶接部の不安定破壊を、ASMECodeSec.XI(以下Sec.XI)に基づいて考察した。胴部の材料としてはMn-Mo-Ni鋼板(ASTMA533-BClass1同等材)を想定した。Sec.XIには、圧力容器の胴溶接部に対して許容欠陥の寸法が規定されており、これより大きな欠陥が検出された場合には、この欠陥を破壊力学を使って評価し、その結果によっては欠陥の補修などの適切な処置をとることになっている。しかし、Sec.XIの許容欠陥を検出することは、圧力容器を発電所に据え付けた後の供用期間中検査では、最新の非破壊検査技術を駆使しても必ずしも容易ではない。そこで本報では、許容欠陥に含まれる事故時および通常運転時での安全裕度ならびにSec.XIで考慮されている不安定破壊に対する板厚効果について考察した。 (著者)

Additional details

Additional titles

Original title (Japanese)
原子炉圧力容器の不安定破壊

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi
Journal Volume
20
Journal Issue
2
Journal Page Range
p. 124-130
ISSN
0004-7120

INIS

Country of Publication
Japan
Country of Input or Organization
Japan
INIS RN
53100860
Subject category
S22: GENERAL STUDIES OF NUCLEAR REACTORS;
Descriptors DEI
CRACKS; FRACTURE PROPERTIES; FRACTURES; PRESSURE VESSELS; REACTOR SAFETY; STABILITY; STRESSES; TEMPERATURE DEPENDENCE; THICKNESS; WELDED JOINTS
Descriptors DEC
CONTAINERS; DIMENSIONS; FAILURES; JOINTS; MECHANICAL PROPERTIES; SAFETY

Optional Information

Notes
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