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論文

水管ボイラー燃焼室内堆積物除去技術の開発

川崎 一男; 石山 道; 西野 将平; 青木 勝*

ボイラ研究, (391), p.8 - 14, 2015/06

重油のように硫黄を含む燃料を使用するボイラーは、燃焼過程で硫黄分を含んだ燃焼灰が堆積し、堆積物に水分等が含まれるとその水分が腐食性の水溶液となり、水管に腐食(硫酸腐食)が発生しやすい。腐食が発生した水管の一般的な処置としては、施栓処置または部分抜管(交換)等が実施されているが、今回開発した技術は、根本的な原因である堆積物の除去に主眼を置き、腐食発生の抑制を図り、ボイラーの健全性を確保するものである。

報告書

平成25年度核燃料サイクル工学研究所放出管理業務報告書(排水)

渡辺 均; 中野 政尚; 藤田 博喜; 河野 恭彦; 井上 和美; 吉井 秀樹*; 大谷 和義*; 檜山 佳典*; 後藤 一郎*; 木部 智*; et al.

JAEA-Review 2014-040, 115 Pages, 2015/01

JAEA-Review-2014-040.pdf:4.26MB

本報告書は、原子力規制関係法令を受けた「再処理施設保安規定」,「核燃料物質使用施設保安規定」,「放射線障害予防規程」,「放射線保安規則」及び「茨城県等との原子力施設周辺の安全確保及び環境保全に関する協定書」,「水質汚濁防止法」並びに「茨城県条例」に基づき,平成25年4月1日から平成26年3月31日までの期間に日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所から環境へ放出した放射性排水の放出管理結果をとりまとめたものである。再処理施設, プルトニウム燃料開発施設をはじめとする各施設からの放射性液体廃棄物は、濃度及び放出量ともに保安規定及び協定書等に定められた基準値を十分に下回った。

論文

水管ボイラの水浸式超音波探傷検査(UT)による保守

石山 道; 川崎 一男; 三浦 博人*

日本保全学会第11回学術講演会要旨集, p.33 - 36, 2014/07

核燃料サイクル工学研究所にはボイラが4基設置されており、設置後20年経過している。平成23年12月には、ボイラ水の漏えいが発生し、水管を調査したところ、対流蒸発缶の1本に腐食による貫通孔が発見された。その際、隣接する対流蒸発管2本に貫通までは至らないものの、同様なピットがあることを確認した。そこで、水管の減肉状況を確認するため、水浸式超音波探傷検査(UT)を実施した。その結果、減肉箇所は水ドラム管端部からベンド部手前までの範囲に集中しており、燃焼灰などが堆積している箇所であった。よって、水管の減肉は、堆積物に水分が含まれることで発生する腐食性の水溶液による硫酸腐食(局部腐食)が原因と推定する。

報告書

平成24年度核燃料サイクル工学研究所放出管理業務報告書(排水)

住谷 秀一; 渡辺 均; 宮河 直人; 中野 政尚; 藤田 博喜; 河野 恭彦; 井上 和美; 吉井 秀樹; 大谷 和義*; 檜山 佳典*; et al.

JAEA-Review 2013-041, 115 Pages, 2014/01

JAEA-Review-2013-041.pdf:19.01MB

本報告書は、原子力規制関係法令を受けた「再処理施設保安規定」、「核燃料物質使用施設保安規定」、「放射線障害予防規程」、「放射線保安規則」及び「茨城県等との原子力施設周辺の安全確保及び環境保全に関する協定書」、「水質汚濁防止法」並びに「茨城県条例」に基づき、平成24年4月1日から平成25年3月31日までの期間に日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所から環境へ放出した放射性排水の放出管理結果をとりまとめたものである。再処理施設、プルトニウム燃料開発施設をはじめとする各施設からの放射性液体廃棄物は、濃度及び放出量ともに保安規定及び協定書等に定められた基準値を十分に下回った。

論文

水管ボイラー対流蒸発管における腐食孔の発生とその原因

川崎 一男; 石山 道; 薄井 正弘*; 村上 敏則*

ボイラ研究, (382), p.26 - 33, 2013/12

平成23年12月、日常点検において停止中の水管ボイラー1基の水面が通常より低下していることを発見した。開放点検したところ燃焼室内に約2m$$^{3}$$の水が溜まっており、蒸気ドラム,水ドラム及び全水管を調査した結果、対流蒸発管の1本に腐食によって貫通した孔があること、隣接する対流蒸発管2本に貫通までには至らないものの、同様なピットがあることを確認した。貫通孔及びピット状損傷の発生原因を調査するため、腐食箇所を切り出し、外面・内面等のマクロ観察,ミクロ観察,表面・断面の元素分析及び化学成分分析等を行った。また、水ドラム上部(対流蒸発管下部)の堆積物については、元素分析,組成分析及び結晶性物質分析等を行った。この結果、貫通孔及びピット状損傷の原因は、水ドラム上部の堆積物に水分が含まれることで硫酸イオンを多く含有する強酸性の水溶液ができ、また堆積物中に入り込んだ硫酸ガスが低温時に凝縮することで硫酸水が堆積物中に生成され、これら腐食性の水溶液による硫酸腐食(局部腐食)であると推定した。

報告書

核燃料サイクル工学研究所における用水供給システム

金沢 優作; 安孫子 庄助; 寺田 秀行; 川崎 一男; 磯崎 典男; 松本 岳也

JAEA-Technology 2012-029, 82 Pages, 2012/09

JAEA-Technology-2012-029.pdf:7.79MB

核燃料サイクル工学研究所工務技術室が所掌する給水施設は、再処理施設及びプルトニウム燃料製造施設をはじめとする所内各施設で使用する飲料水(上水)並びに工業用水(工水)を供給している。本給水施設は、旧浄水場の老朽化等に伴い、平成19年4月から平成21年11月に掛けて更新され運用を開始した。本報告は、これら更新に関する計画,設計,工事及び運用の各段階における取り組み並びに新旧用水供給システムなどについて報告する。

論文

Eddy current-adjusted plasma shape reconstruction by Cauchy condition surface method on QUEST

中村 一男*; Jiang, Y.*; Liu, X.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 長谷川 真*; 徳永 和俊*; 図子 秀樹*; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.1080 - 1084, 2011/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:61.07(Nuclear Science & Technology)

CCS (Cauchy Condition Surface) method is a numerical approach to reproduce plasma shape, which has good precision in conventional tokamak. In order to apply it in plasma shape reproduction of ST (Spherical Tokamak), the calculation precision of the CCS method in CPD ($$B$$$$_{rm t}$$ = 0.25 T, $$R$$ = 0.3 m, $$a$$ = 0.2 m) has been analyzed. The precision was confirmed also in ST and decided to be applied to QUEST ($$B$$$$_{rm t}$$ = 0.25 T, $$R$$ = 0.68 m, $$a$$ = 0.40 m). In present stage from the magnetic measurement, it is known that the eddy current effect is large in QUEST experiment, and there are no special magnetic measurements for eddy current now, so some proper model should be selected to evaluate the eddy current effect. The eddy current density by not only CS (Center Solenoid) coil but also plasma current is calculated using EDDYCAL (JAEA), the eddy currents are taken as unknown variables and solved together with plasma shape reconstruction. The result shows that the CCS method with eddy current adjustment achieves stable, accurate reconstruction of plasma shape in application to QUEST.

論文

共同溝暑熱環境最適化への取り組み,1; 蒸気配管放散熱量の改善

石山 道; 川崎 一男; 松本 岳也; 寺田 秀行; 菊池 明夫; 溝口 剛*; 池田 博之*

日本保全学会第8回学術講演会要旨集, p.82 - 87, 2011/10

核燃料サイクル工学研究所構内の共同溝には、所内各施設へ供給する電気,水(上水・工業用水)及び蒸気等、ユーティリティにかかわる配線及び配管等が設置されている。共同溝内は、蒸気配管が設置されていることから配管等からの放熱により暑熱環境にある。調査の結果、小口径バルブ周辺の保温材の未設置部分及び蒸気配管保温材の表面からの放熱が多いため、高温環境となることが判明した。このため、小口径弁でも適用できるフレキシブルな保温材の採用と蒸気配管への保温材の追加施工をすることで、配管等からの放熱を低減させることができた。本報告では、共同溝内の温度分布の調査,熱源の特定及び取り組んだ改善策について述べる。

論文

ボイラー給水処理設備における水処理剤の変更

石山 道; 川崎 一男; 浅野 直紀

ボイラ研究, (366), p.9 - 15, 2011/04

ボイラーの給水処理における脱酸素剤として、ヒドラジンは広く使用されており、核燃料サイクル工学研究所においてもボイラーを設置した平成7年当初から約15年間にわたり継続使用してきた。しかしながら、平成18年3月31日に厚生労働省から「ヒドラジン及びその塩並びにヒドラジン-水和物による健康障害を防止するための指針」が発出され、ヒドラジン類による労働者の健康障害を防止するために事業者が講ずべき措置が定められた。これを機に、当研究所では脱ヒドラジンへの取り組みを開始した。変更にあたっては、代替品の種類や使用実績等の調査,プロセスへの影響等を評価し、代替品の選定を行った。また、代替品を用いた試運転等を行い、プロセスへの影響や効果の確認,排水基準への適合性等を評価した。これらの結果を総合的に判断し、平成22年1月にヒドラジンから代替品に変更し、代替品での給水処理を開始した。ここでは、これらの取り組みのうち、変更前の評価等の内容と変更後の結果について報告する。

論文

ボイラー給水処理設備における運転手法の開発; ヒドラジンに代わる脱酸素剤の選定

石山 道; 川崎 一男; 浅野 直紀

ボイラ・ニュース, (735), P. 6, 2010/09

ボイラーの給水処理における脱酸素剤として、ヒドラジンは広く使用されており、原子力機構核燃料サイクル工学研究所においてもボイラを設置した平成7年当初から約15年間にわたり継続使用してきた。しかしながら、平成18年3月31日に厚生労働省から「ヒドラジン及びその塩並びにヒドラジン-水和物による健康障害を防止するための指針」が発出され、ヒドラジン類による労働者の健康障害を防止するために事業者が講ずべき措置が定められた。これを機に、当研究所では脱ヒドラジンへの取り組みを開始した。変更にあたっては、代替品の種類や使用実績等の調査,プロセスへの影響等を評価し、代替品の選定を行った。また、代替品を用いた試運転等を行い、プロセスへの影響や効果の確認、排水基準への適合性等を評価した。これらの結果を総合的に判断し、平成22年1月にヒドラジンから代替品に変更し、代替品での給水処理を開始した。ここでは、これらの取り組みのうち、変更前の評価等の内容と変更後の結果について報告する。

報告書

ボイラ設備の管理,環境保全及び省エネルギ活動

石山 道; 浅野 直紀; 川崎 一男

JAEA-Technology 2009-066, 79 Pages, 2010/02

JAEA-Technology-2009-066.pdf:15.64MB

核燃料サイクル工学研究所工務技術室が所掌する中央運転管理室(ボイラ設備)は、再処理施設及びプルトニウム燃料製造施設をはじめとする所内各施設で使用する蒸気を製造・供給している。本ボイラ設備は、「労働安全衛生法」及びその他関係法令はもとより、「核原料物質,核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」の適用も受けており、二重規制に基づく管理活動が必要である。これらの規制を受ける中で、蒸気発生プロセスの改善や添加剤の変更等を試みながら、環境負荷の低減やエネルギ使用量の低減に努めてきた。また、品質保証活動により業務の適正化を進めてきた。本報告は、これまでのボイラ設備にかかわる管理活動,環境保全活動,省エネルギ活動及び今後の取り組みなどについて報告する。

論文

Magnetic sensor dependence of CCS method to reproduce ST plasma shape

Wang, F.*; 中村 一男*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 佐藤 浩之助*; 図子 秀樹*; 花田 和明*; 坂本 瑞樹*; et al.

九州大学応用力学研究所RIAMフォーラム2006講演要旨, p.138 - 141, 2006/06

JT-60で開発されたプラズマ最外殻磁気面の再構築法であるコーシー条件面(CCS)法は、真空場の解析解を基本とし、電磁気センサー信号を用いて極めて高い精度でプラズマの形状を同定でき、JT-60Uの実時間制御において既に使用されているという実績を持っている。本発表は、このCCS法を九州大学で計画されている球状トカマク装置(ST)のプラズマに対して利用することを想定して行っている導入開発の成果報告である。高精度再構築に必要な電磁気センサーの配置種類を検討した結果、それらの適切な選択でCCS法と正解のプラズマ形状とは図では確認できないほどの高い精度で一致することがわかった。

論文

200MW reletivistic backward-wave oscillator

志甫 諒; Zheng, X.*; 森本 巌*; 前原 直; 南 一男*; 木代 純逸*; 川崎 温*

Proceedings of 13th International Conference on High-Power Particle Beams (BEAMS 2000) (CD-ROM), 4 Pages, 2000/00

原研ではミリ波FELにおける大出力シードパワーのためにBWO発振研究を進めている。今年3月には9.8GHz帯において国内最大出力の210MW発振に成功した。原研におけるこれらの結果を報告する。

論文

A corrugated waveguide driven by the linac as a prebuncher and seed-power generator of mm-wave FEL

X.D.Zheng*; 志甫 諒; 前原 直; 中村 英滋*; 渡辺 聡彦; 小荒井 徹*; 高山 健*; 木代 純逸*; 南 一男*; 小川 雅生*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 407(1-3), p.198 - 202, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:76.87

ミリ波帯における自由電子レーザー(FEL)の研究を行っている。FELの発振効率を上げるためには、プレバンチングされた電子ビームは有効である。我々はコルゲート導波管による後進波発振器(BWO)を用いたプレバンチャーFELを提案している。本講演では、コルゲート導波管によるビームバンチングと発振特性に関するシミュレーション結果と1MeV、3kAのイングクショライナックLax-1を用いて実験結果について、詳細に報告する。

論文

プルトニウム燃料施設ユーティリティ設備の概要

川崎 一男; 寺田 秀行; 山本 安紀; 黒羽根 憲二; 菊池 明夫; 石黒 信治

サイクル機構技報, , 

プルトニウム燃料施設内のユーティリティ施設及び付属機械室は、プルトニウム燃料第1開発室、第2開発室、第3開発室並びにその他の付属施設に各種ユーティリティを供給する施設である。本施設は、ユーティリティを供給開始してから数十年が経過し、設備の更新や部品交換を必要とする設備となっている。そのため設備全体の信頼性及び安全性の向上を図ることを基本に、整備、改造、補修等を行い、ユーティリティの安定供給を実施している。本報告では、施設の概要と代表的な改善事例、今後の問題点及び取り組みについて報告する。

口頭

CCS法の適用による球状トカマクプラズマ形状再構築

Wang, F.*; 中村 一男*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 佐藤 浩之助*; 図子 秀樹*; 花田 和明*; 坂本 瑞樹*; et al.

no journal, , 

JT-60で開発されたプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件面(CCS)法は、穴のあいた特異性のある真空場の厳密解を基本とし、電磁気センサー信号を用いて精度よくプラズマの形状を同定できる。このCCS法を九州大学で計画されている球状トカマク装置(ST)のプラズマ平衡実時間制御へ適用し高精度に再構築することを確認した。そこでさらに、再構築精度の電流分布の変化の依存性について検討を行った。本発表は、この検討結果の報告である。

口頭

Current profile dependence of CCS method to reproduce spherical tokamak plasma shape

Wang, F.*; 中村 一男*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 佐藤 浩之助*; 図子 秀樹*; 花田 和明*; 坂本 瑞樹*; et al.

no journal, , 

JT-60で開発されたプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件面(CCS)法は、穴のあいた特異性のある真空場の厳密解を基本とし、電磁気センサー信号を用いて精度よくプラズマの形状を同定できる。このCCS法を九州大学で計画されている球状トカマク装置(ST)及びPWI実験装置(CPD)のプラズマ平衡実時間制御へ適用し高精度に再構築することを確認した。そこでさらに、再構築精度の電流分布の変化の依存性について検討を行った。本発表は、この検討結果の報告である。

口頭

CCS法によるSTプラズマ断面形状再構成における特異値分解

中村 一男*; 松藤 伸治*; 友田 誠志*; Wang, F.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 佐藤 浩之助*; 図子 秀樹*; et al.

no journal, , 

JT-60で開発したプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件面(CCS)法は、穴のあいた特異性のある真空場の厳密解を基本とし、電磁気センサー信号を用いて精度よくプラズマの形状を同定できる。このCCS法を九州大学で計画されている球状トカマク装置(ST)のプラズマ平衡実時間制御へ適用し高精度に再構築することを確認した。これまではCCS法における観測方程式に最小自乗法を用いてきたが、ここでは、係数マトリクスを特異値分解し特異値の大きな成分から順に逆行列を求めた。本発表は、この検討結果の報告である。

口頭

SVD in plasma shape reconstruction by CCS method

中村 一男*; 松藤 伸治*; 友田 誠志*; Wang, F.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 佐藤 浩之助*; 図子 秀樹*; et al.

no journal, , 

JT-60で開発したプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件面法(CCS法)は、穴のあいた特異性のある真空場の厳密解を基本とし、電磁気センサー信号を用いて精度よくプラズマ形状を同定できる。このCCS法を九州大学で計画されている球状トカマク装置(ST)のプラズマ平衡制御へ適用し高精度に再構築することを確認した。これまではCCS法における観測方程式に最小自乗法を用いてきたが、ここでは、係数マトリクスを特異値分解し特異値の大きな成分から順に逆行列を求めた。さらに、真空容器に流れる渦電流が存在する場合の検討を行った。本発表は、この検討結果の報告である。

口頭

CCS法によるSTプラズマ断面形状再構成における特異値分解の特徴

中村 一男*; 松藤 伸治*; 友田 誠志*; Wang, F.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 佐藤 浩之助*; 図子 秀樹*; et al.

no journal, , 

JT-60で開発したプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件面(CCS)法は、穴の開いた特異性のある真空場の厳密解を基本とし、電磁気センサー信号を用いて精度よくプラズマの断面形状を同定できる。このCCS法を九州大学で計画されている球状トカマク装置(ST)のプラズマ平衡実時間制御へ適用し高精度に再構築することを確認した。これまではCCS法における観測方程式に最小自乗法を用いてきたが、ここでは、係数マトリクスを特異値分解し特異値の大きな成分から順に一般逆行列を求めた。また、真空容器に流れる渦電流の寄与がある場合の最小自乗法,特異値分解法を含む一般逆行列の特徴も比較した。本発表は、一連の検討結果報告である。

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