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報告書

Prototype fast breeder reactor Monju; Its history and achievements (Translated document)

光元 里香; 羽様 平; 高橋 慧多; 近藤 悟

JAEA-Technology 2019-020, 167 Pages, 2020/03

JAEA-Technology-2019-020.pdf:21.06MB
JAEA-Technology-2019-020-high-resolution1.pdf:47.3MB
JAEA-Technology-2019-020-high-resolution2.pdf:34.99MB
JAEA-Technology-2019-020-high-resolution3.pdf:48.74MB
JAEA-Technology-2019-020-high-resolution4.pdf:47.83MB
JAEA-Technology-2019-020-high-resolution5.pdf:18.35MB
JAEA-Technology-2019-020-high-resolution6.pdf:49.4MB
JAEA-Technology-2019-020-high-resolution7.pdf:39.78MB

高速増殖原型炉もんじゅは、1968年の研究開発着手から半世紀にわたる設計, 建設, 運転, 保守等を通じて、数多くの貴重な成果を生んできた。本報告書は、「開発経緯と実績」, 「設計・建設」, 「試運転」, 「原子炉安全」, 「炉心技術」, 「燃料・材料」, 「原子炉設備」, 「ナトリウム技術」, 「構造・材料」, 「運転・保守」, 「事故・トラブル経験」の技術分野について、特徴や技術成果を取りまとめたものである。

報告書

「もんじゅ」分散型プラント監視診断システムの開発

玉山 清志; 宇田川 一幸*; 藤波 優; 大草 享一; 村中 誠*; 北村 智美*; 光元 里香*

JNC TN4410 2001-007, 8 Pages, 2001/12

JNC-TN4410-2001-007.pdf:0.63MB

国際技術センターにおいて、「もんじゅ」への適用を目的とした分散型プラント監視・診断システムの開発を行っている。データ収録装置を用い「もんじゅ」からのプロセスデータをLANを介して入力し、異常診断部分はエージェントとしてモジュール化した。診断モジュールのインタフェースを標準化し診断機能の拡大・変更等が容易に行える柔軟な構成のシステムとした。本システムはインターネット技術を用いたため、建設所の多くのエンジニアがLANに接続されたパソコンで利用でき、また安価である。今回システムのプラットフォームと基本的な診断部分を完成させ基本機能を確認したので報告する。

報告書

FBR蒸気発生器伝熱管検査における渦電流探傷へのウェーブレット解析技術の適用

宇田川 一幸; 光元 里香*; 横山 邦彦; 辻 啓一; 遠藤 昭

JNC TN4400 2001-002, 30 Pages, 2001/01

JNC-TN4400-2001-002.pdf:0.92MB

高速炉プラントにおいては、蒸気発生器伝熱管のきずを検出するため、渦電流探傷試験による検査を実施することとしており、現在、その検査技術高度化のための検討を行っている。これまでの検討結果によれば、伝熱管形状の相違などから軽水炉プラントとは異なった雑音が見られるケースがあり、SN比の改善について一層の工夫が望まれている。本研究では、雑音下での特異信号の検知を容易にする信号処理手法として近年注目されているウェーブレット解析を用い、高速炉プラントにおける雑音下でSN比が向上できるかどうかを評価した。伝熱管の試験片に人工きずを施し、この試験片から得られる渦電流探傷データを前記した振動雑音に重畳させて解析した。その結果、ウェーブレット解析によりSN比が数倍程度改善できることがわかった。また、この改善効果を従来の線形フィルタと比較しても、高い効果が得られることがわかった。例えば、離散ウェーブレット解析では、その効果は、ローパスフィルタを用いた結果の約1.4倍であった。ウェーブレット解析は、従来のフーリエ解析と比較して、突変的な信号応答の検出能力が優れている。本研究により、高速炉プラントの蒸気発生器伝熱管探傷時に生ずるノイズ環境下のきず部波形検知に関しても、このようなウェーブレット解析の有効性が定量的に示せた。

口頭

ウェーブレット解析によるむだ時間測定法の「もんじゅ」への適用

光元 里香*; 大草 享一; 玉山 清志; 新 誠一

no journal, , 

入出力信号の相互相関関数のウェーブレット変換によりむだ時間を測定する手法に着目し、高速増殖原型炉「もんじゅ」の制御系に適用した。適用の結果、むだ時間を測定することができ、原子力プラントの制御系においても、本手法が有効であることがわかった。

口頭

Dead time measurement of nuclear plant using wavelet analysis

光元 里香*; 大草 享一; 玉山 清志; 新 誠一*

no journal, , 

Wavelet transform of a cross correlation function between an input signal and output signal has been shown to be effective in determining dead times of control systems of nuclear power plants, through two applications to Japanese prototype fast breeder reactor MONJU. This method needs only inherent fluctuations of plant parameters, without any artificial disturbance like a maximum-length linear shift register sequence. This feature is thought very advantageous in nuclear power plants, where disturbances are highly restricted.

口頭

「もんじゅ」プラント動特性解析コードの開発,4; 水・蒸気系起動試運転結果によるFanpsyコードの検証

光元 里香*; 木村 浩一; 玉山 清志; 渡辺 久夫*

no journal, , 

「もんじゅ」水・蒸気系の過渡応答を解析するプラント動特性解析コードFanpsyについて、実機弁特性に基づき水・蒸気系起動解析モデルを整備するとともに、水・蒸気系起動試運転結果から妥当性を検証した。

口頭

「もんじゅ」プラント動特性解析コードの開発,5; 40%出力試運転結果によるFanpsyコードの検証

木村 浩一; 光元 里香*; 村中 誠; 玉山 清志; 渡辺 久夫*

no journal, , 

「もんじゅ」水・蒸気系のプラント動特性解析コードFanpsyについて、実機弁特性データに基づき主給水ポンプモデルを整備するとともに、40%出力解析の妥当性を確認した。

口頭

「もんじゅ」プラント動特性解析コードの開発,9; 給水ポンプ切替時の制御系応答解析

本多 慶; 木村 浩一; 玉山 清志; 光元 里香*; 荒木 浩介*

no journal, , 

高速増殖原型炉「もんじゅ」熱輸送系の全系を解析可能なプラント動特性解析コードSuper-COPDを用いて、プラント起動の過程の一つである給水ポンプ切替操作における制御系の応答を解析した。まず、解析モデルの妥当性を検証するため、平成7年11月の性能試験の切替操作を模擬した解析を行った。解析の結果から、実機の結果をよく再現することができ、制御安定性を評価可能であることを確認した。続いて、給水弁差圧制御系について、切替操作に対する制御定数のパラメータサーベイを行い、運転時における適切な制御定数の範囲を明らかにした。さらに、運転範囲より広範な制御定数の範囲でのパラメータサーベイを行い、給水弁差圧制御系の安定限界を明らかにした。その結果、平成7年11月の性能試験で用いた制御定数が十分な裕度を持っていることが確認できた。

口頭

「もんじゅ」プラント動特性解析コードの開発,8; 水・蒸気系解析コードFanpsyによる出力上昇操作解析

光元 里香*; 木村 浩一; 玉山 清志; 渡辺 久夫*

no journal, , 

「もんじゅ」水・蒸気系動特性解析コードFanpsyを用いて、プラント起動時の出力上昇操作に追従して、水・蒸気系の給水流量を増大させる解析を実施した。今回、Fanpsyの給水流量を制御する給水調節弁の弁特性のうち、CV特性(弁開度-流量特性)について、実機試験結果から求めた開度-流量の関数を用いることにより、解析結果の実機再現性に改善がみられ、実機応答特性を模擬できることを確認した。

口頭

「もんじゅ」プラント動特性解析コードの開発,10; プラント起動時の給水流量制御系特性解析

鈴木 悟志*; 荒木 浩介*; 光元 里香*; 木村 浩一

no journal, , 

「もんじゅ」プラント動特性解析コードSuper-COPD及びFanpsyの解析精度確認のため、プラント起動時の給水流量制御系の応答解析を実施した。これらの解析結果と実機試験結果の比較により、両コードの給水流量制御系解析についての応答特性を把握した。

口頭

「もんじゅ」プラント動特性解析コードの開発,12; 水・蒸気系解析コードFanpsyによる蒸発器出口蒸気温度制御系安定性評価

光元 里香; 木村 浩一; 玉山 清志; 丸山 富美*

no journal, , 

「もんじゅ」水・蒸気系動特性解析コードFanpsyの給水流量及び、蒸発器出口蒸気温度を制御する給水調節弁を実機の動作特性を模擬するようモデル化し、実機での給水流量の定常ゆらぎを再現した。これらの整備したモデルを用いることにより、前回性能試験で確認された制御系の干渉による長周期の振動現象をFanpsyにより再現できることを確認した。また、蒸発器出口蒸気温度制御系の制御定数のサーベイ解析により、制御系干渉が発生する領域を明らかにした。

口頭

「もんじゅ」プラント動特性解析コードの開発,11; 給水流量制御系特性評価

光元 里香; 木村 浩一; 玉山 清志; 鈴木 悟志*

no journal, , 

本報告では、プラント全系を対象とする動特性解析コードSuper-COPD及び水・蒸気系を対象とする動特性解析コードFanpsyの2つの解析コードを用いて、原子炉自動停止の起因となった給水流量制御系に着目し、制御定数のパラメータサーベイ解析を実施した。これらの結果から、設備改善により、制御系が安定に動作する範囲がどの程度変化するのかを明らかにするとともに、解析コードの違いが評価結果に及ぼす影響について確認した。その結果、異なる解析コードを用いて、前回性能試験の際に、原子炉自動停止の起因となった給水流量制御系に着目し、制御定数のパラメータサーベイ解析を実施した結果、設備改善により、給水流量制御系の安定領域が拡大する傾向が明らかとなった。また、両コードによる制御系の応答は、ほぼ同等であることを確認した。これらのことにより、次回性能試験に向けて、異なるコードを用いて、解析結果を相互に確認し合うことが可能であることとなる。

口頭

「もんじゅ」ゆらぎ特性評価

光元 里香

no journal, , 

プラント内では、一定出力運転状態においても、温度,流量,圧力を代表とするプロセス信号に、ゆらぎが発生しており、それらのゆらぎは信号間を伝播することが知られている。これらのゆらぎ及びその伝播経路は、プラントの特性及び機器の健全性を評価するうえで重要な情報を持っており、明らかにしておく必要がある。高速増殖原型炉「もんじゅ」においても、平成7年度に実施した40%出力での性能試験の結果から、プラントの運転に影響を及ぼさない程度の微少なゆらぎが、プラント内に広範囲に存在していることを確認した。本報告では、これらのゆらぎの伝播経路を評価することにより、プラント内で観測されたゆらぎが、4つのゆらぎ源(中性子束,原子炉容器出口ナトリウム温度,1次主冷却系流量,給水流量)を起点とし、伝播しているものであることを明らかにした結果について報告する。また、それらのゆらぎの発生機構を解明するために次回性能試験にて実施を計画している試験の内容についても報告する。

口頭

「もんじゅ」におけるメンテナンス冷却系を活用したロバスト性向上方策,1; メンテナンス冷却系による崩壊熱除去方策の課題と対策

光元 里香; 相澤 康介; 二神 敏; 江沼 康弘

no journal, , 

もんじゅの重大事故等の発生時における崩壊熱除去手段としては、ナトリウム冷却炉の特徴を活かした主冷却系による自然循環冷却に加え、メンテナンス冷却系による強制循環冷却を活用することを検討している。メンテナンス冷却系はその名のとおり、メンテナンス時の崩壊熱除去を目的として設備したものであることから、重大事故等での活用を想定した場合には、当初設計温度以上の環境下での構造健全性、耐震性、強制循環冷却のための電源等のサポート機能確保等の課題がある。本報では、メンテナンス冷却系による重大事故時等の崩壊熱除去方策の課題と対策について報告する。

口頭

「もんじゅ」におけるメンテナンス冷却系を活用したロバスト性向上方策,3; 予熱ヒータを対象とした加振試験

岡田 俊親; 山田 智紀*; 光元 里香; 安藤 勝訓; 二神 敏

no journal, , 

予熱ヒータ単体の耐震性について加振試験により、加速度10Gまで健全性が確保され、15Gにおいても予熱昨日は維持されることを確認した。これらの結果は、地震応答解析結果から明らかとなった想定すべき地震加速度に対して十分な尤度を示すものであり、重大事故等発生時の長時間の崩壊熱除去について予熱ヒータの機能を確保できる見通しを得た。

口頭

「もんじゅ」におけるメンテナンス冷却系を活用したロバスト性向上方策,2; 予熱ヒータを対象とした地震応答解析

松井 一晃; 芋生 和道*; 光元 里香; 安藤 勝訓; 二神 敏

no journal, , 

「もんじゅ」の重大事故等発生時にメンテナンス冷却系(メ冷系)を活用する際、ナトリウム(Na)汲上げ等による原子炉容器(R/V)液位の確保及びメ冷系の運転がNa凍結によって阻害されないよう、凍結防止に必要な予熱ヒータの耐震性評価に資するため、地震応答解析を実施し、凍結リスクが相対的に高い小口径配管について予熱ヒータで想定すべき地震加速度(加速度)を明らかにした。

口頭

「もんじゅ」の廃止措置段階における安全性について,4; 廃止措置段階におけるハザードへの耐性について

松井 一晃; 相澤 康介; 光元 里香; 二神 敏; 巣瀬 巌; 江沼 康弘

no journal, , 

廃止措置段階におけるプラント状態及びナトリウム冷却高速炉の特徴を踏まえ、現状の「もんじゅ」の頑健性を検討している。「もんじゅ」は地震・風・洪水・積雪・津波等の自然現象、プラント内外からの飛来物、ナトリウム燃焼を含めた内部火災事象については、当初設計から考慮している。本報では、設計時の評価及びそれ以降に実施した直近の評価等をもとに、新規制基準において追加されたハザードに対する現状の耐性を報告する。

口頭

「もんじゅ」廃止措置段階における電気・計装設備の熱的耐性について

川名子 翔; 光元 里香; 二神 敏; 巣瀬 巌; 江沼 康弘

no journal, , 

「もんじゅ」の廃止措置段階においては安全性を確保しつつ、一方では運用の範囲を合理的に設定したい。この検討の一環として、空調設備が停止した場合の雰囲気温度上昇について評価・検討を実施し、実測値との比較により、電気・計測設備の熱的耐性を検討した。電気・計装設備の熱的ハザード要員となる空調設備停止時の電気・計装設備の耐性について、簡易計算モデルによる1点近似伝熱計算にて評価できることを実測値との比較により確認した。これらの計算モデルを用いて、対象区画の雰囲気温度変化を評価し、電気・計装設備の使用環境条件温度の上限である40$$^{circ}$$Cに到達するまで、様々な対応をとることができる時間的裕度が確保されることを確認した。

口頭

「もんじゅ」の廃止措置段階における安全性について,3; 廃止措置段階における事故について

毛利 哲也; 光元 里香; 二神 敏; 巣瀬 巌; 江沼 康弘

no journal, , 

廃止措置段階において着目すべき事故について、出力運転から約21年が経過し使用済燃料の放射能が減衰しているプラント状態を考慮し、事故の選定と評価を実施した。事故としては、希ガス及びよう素の放出に至り得る事故として燃料取扱事故、放射性物質を含むNaの流出に至り得る事故として1次冷却材漏えい事故を選定し、評価の結果、周辺の公衆に対して著しい放射線被ばくのリスクを与えないことを確認した。

口頭

原子力機構における地域住民及び次世代層とのコミュニケーション活動

菖蒲 順子; 前田 英太; 小池 優子; 光元 里香; 中野 美奈子; 上原 志彫

no journal, , 

日本原子力学会2018年秋の大会、社会・環境部会企画セッションにおいて、2018年3月に受賞した平成29年度社会・環境部会賞「優秀活動賞」の受賞内容について紹介する。

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