Estimation of through-wall cracking frequency of RPV under PTS events using PFM analysis method for identifying conservatism included in current Japanese code

確率論的破壊力学解析を用いた加圧熱衝撃時の原子炉圧力容器のき裂貫通確率頻度評価に基づく現行国内規格の保守性に関する検討

小坂部 和也*; 眞崎 浩一*; 勝山 仁哉  ; 勝又 源七郎; 鬼沢 邦雄 

Osakabe, Kazuya*; Masaki, Koichi*; Katsuyama, Jinya; Katsumata, Genshichiro; Onizawa, Kunio

原子炉圧力容器(RPV)の構造健全性評価に係る現行国内規格では、加圧熱衝撃時のRPVの健全性は、決定論的に応力拡大係数と破壊靭性値の比較により判定される。近年、様々な因子の不確かさを考慮できる合理的なRPVの構造健全性評価手法として、確率論的破壊力学(PFM)解析が注目されている。米国では、スクリーニング基準の評価のためき裂貫通頻度(TWCF)を推定するなど、PFM解析は実用化されている。本研究では、現行国内規格の保守性について検討するため、仮想的なRPVを用いて、TWCFを算出するためのPFM解析を行った。その結果、JEAC4206-2007は、現実的な条件による評価に比べて保守性を有していることが分かった。また、PTS過渡の違いが、き裂発生頻度やTWCFに及ぼす影響についても議論する。

The structural integrity of reactor pressure vessel (RPV) during pressurized thermal shock events is judged to be maintained unless the stress intensity factors at the crack tip is smaller than fracture toughness based on deterministic approach in the current Japanese code. Application of a probabilistic fracture mechanics (PFM) analysis method for the structural reliability assessment of RPVs has become attractive recently, because uncertainties of several parameters can be incorporated rationally. According to the PFM analysis method in the U.S., through-wall cracking frequencies (TWCFs) are estimated. In this study, in order to identify the conservatism in the current code, PFM analyses on TWCF have been performed for certain model of RPVs. The result shows that the current assumption in JEAC 4206-2007 is conservative as compared with realistic conditions. Effects of variation of PTS transients on crack initiation frequency and TWCF have been also discussed.