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青谷 樹里; 宮田 克彦*; 寺門 章仁*; 小堤 洋治*; 黒澤 太輝*; 砂庭 崇敦*; 大山 勇登*; 稲田 聡
日本保全学会第17回学術講演会要旨集, p.507 - 512, 2021/07
東海再処理施設ガラス固化処理施設の分析セルでは、ガラス固化処理の運転管理及びガラス固化体の品質管理のため、高放射性廃液の分析を実施している。分析セルには、遠隔操作のためのマスタースレーブマニプレータ、視認性確保のための照明器具、全酸化物量の分析に使用する電子天秤、元素分析に使用する誘導結合プラズマ発光分光分析装置が設置されている。ガラス固化処理においては、高放射性廃液の分析が必須であるため、これらの設備、機器は、常時、健全性を担保しておく必要がある。われわれは、約20年に渡る設備、機器の運用経験で得た知見を踏まえ、汚染、被ばく、負傷リスクを低減し、作業労力,時間,コストを最適化した自主保全技術を構築した。
田口 茂郎; 田口 克也; 牧野 理沙; 山中 淳至; 鈴木 一之; 高野 雅人; 越野 克彦; 石田 倫彦; 中野 貴文; 山口 俊哉
日本保全学会第17回学術講演会要旨集, p.499 - 502, 2021/07
東海再処理施設は2018年に廃止措置段階に移行した。廃止措置を着実に進めるため、東海再処理施設はプロジェクトマネジメント機能の強化に取り組んでいる。本稿では、将来の本格的な廃止措置への移行に向けて、東海再処理施設が現在取り組んでいる、プロジェクト管理ツールの活用検討及び機器解体計画の具体化方法について報告する。
西野 紗樹; 坪井 雅俊; 岡田 純平; 三枝 祐; 大森 一樹; 安尾 清志; 瀬下 和芳; 堂村 和幸; 山本 昌彦
日本保全学会第17回学術講演会要旨集, p.541 - 548, 2021/07
廃止措置を進めている東海再処理施設では、安全上リスクが高い高放射性廃液を取扱う高放射性廃液貯蔵場(HAW)及びガラス固化技術開発施設(TVF)の地震・津波等に対する安全対策を最優先で進めている。本発表では、複数の安全対策のうち、津波防護対策について、東海再処理施設に津波が襲来した際に漂流物化する可能性のある建物・設備等を調査後、津波の流況及び漂流物の軌跡解析結果から、両施設への漂流物の到達の有無を評価した。
後藤 翔; 青木 賢二; 森本 憲次; 坪井 雅俊; 礒崎 尚彦; 古川 竜一; 北川 修; 深谷 康弘*
日本保全学会第17回学術講演会要旨集, p.517 - 520, 2021/07
東海再処理施設では、換気系の排風機を連続運転し、建家、セル、貯槽等を負圧状態に維持することにより、放射性物質の閉じ込め機能を確保している。2011年9月に、特別高圧変電所の定期点検において、分離精製工場の槽類換気系の排風機が、予備機も含めて起動できなくなる事象が発生した。原因は、槽類換気系の排風機の電源供給系統を制御する制御用電源回路内のタイマーの故障によるものであり、制御用電源回路が1号系と2号系で共通であったことから予備機も起動しなかった。再発防止対策として、高放射性廃液を取扱っている分離精製工場、高放射性廃液貯蔵場、ガラス固化技術開発施設の建家換気系、セル換気系及び槽類換気系の排風機の制御用電源回路を1号系と2号系に分離する処置を最優先で行った。また、その他の施設については、1号系と2号系に分離する必要性があるかどうかを検討した上で、同様の処置を行っているところである。本対策を行うことにより、東海再処理施設の給電系統の安全性の向上や各施設の閉じ込め機能が喪失するリスクの低減が図られたことから、その内容について報告する。
船越 智雅; 柴田 淳広; 北脇 慎一; 矢島 裕史*; 正岡 秀樹*; 江夏 昌志*
no journal, ,
高レベル放射性物質研究施設(CPF)の放射性物質を取り扱うセル内部は、高放射線環境や硝酸雰囲気となっている。このような環境で使用される照明機器は、放射線や硝酸に対する高い耐性を有することが必要であり、従来から水銀ランプ等が用いられてきた。しかし、水銀に関する条約により2021年以降、水銀ランプの製造が禁止となることから、代替の照明が必要となった。近年、照明の主流であるLEDランプは、水銀ランプと比較して、点灯速度,消費電力,長寿命等のメリットが多く代替品として期待できるが、多数の半導体部品が使用されており、放射線を照射すると機能が著しく低下するため、セル内のような高放射線環境や硝酸雰囲気での使用実績がないことから、このような環境下でも使用できるLEDランプの開発が必要である。また、セル内の廃棄物低減のため、既設照明器具が使用できなければならない。この条件を満たす耐放射線性直管型LEDランプを開発し、各種評価試験を実施してセル内照明としての適用性を確認した。
高瀬 友基; 三浦 靖; 中林 弘樹
no journal, ,
東海再処理施設(TRP)については、2007年に使用済燃料の再処理運転を中断し、2018年から廃止措置段階に移行しており、主要工程における重大事故リスクは減少している。現在、再処理運転で発生した潜在的なリスクの高い高放射性廃液は、そのほとんどが高放射性廃液貯蔵場(HAW)に貯蔵されており、ガラス固化技術開発施設(TVF)で順次ガラス固化処理している。両施設においては、高放射性廃液の蒸発乾固による重大事故のリスクが残っており本研究では、HAW及びTVFを対象に確率論的リスク評価(PRA)を適用し、両施設における高放射性廃液の冷却機能喪失頻度を評価した。また、施設の安全機能維持の観点で重要な機器に関するリスク情報の保全計画への活用検討を行った。
相澤 康介; 石丸 卓; 前田 茂貴; 岡田 泰一*; 松井 宏之*; 熊谷 幸博*; 井坂 慎吾*
no journal, ,
原子力施設における竜巻飛来物防護対策の一つとして、屋外に設置された安全施設の周囲への防護ネット等の設置がある。原子力機構では、軽量・高強度化を指向しアラミド繊維を用いて、乗用車衝突に耐え得る竜巻防護ネットの開発を実施している。スケールモデルを用いたネット形状動的試験及び実規模ロープ試験により、ロープ単体を含めたネット特性を把握して、ロープ規格値を基としたネット設計が有効であることを確認した。実規模ネット仕様を決定し、当該ネットに対して乗用車衝突条件の動的解析を実施し、発生する最大張力はロープ規格値未満であり、当該ネット仕様の成立性を検証した。また、アラミド繊維ロープは高い耐火性及び耐候性を有していることを試験により確認した。
鬼澤 寿和; 星野 昌人; 根本 英典; 秋山 和樹
no journal, ,
東海再処理施設では、1982年から1997年にかけて約3万本のアスファルト固化体(200L鋼製ドラム缶に収納)を製造し、貯蔵施設のセル内で貯蔵している。2015年に原子炉廃止措置研究開発センターにおいて、貯蔵中のアスファルト固化体ドラム缶底部から内容物が漏えいしている事象が確認された。この原因は、固化体中に残留していた水分に塩素イオン等が含有されていたことからドラム缶内部から腐食が進行し、貫通・漏えいしたものと推定されている。東海再処理施設のアスファルト固化体は、運転条件等の調査結果及びアスファルト固化体中の含水率測定の結果から、固化体中の水分は十分に少ないことを確認しており、容器内部から腐食する可能性は低いと考えている。容器外部からの腐食の有無については、セル内に設置された監視カメラの視野範囲のアスファルト固化体を対象として、容器の表面状態を観察している。今後もアスファルト固化体の貯蔵を継続する計画であり、容器の健全性を担保するためには、容器の表面状態の観察を強化していく必要がある。このため、これまで容器の表面状態の観察ができていない範囲に貯蔵されたアスファルト固化体を対象に、効率的に容器の表面状態を観察することが可能な遠隔観察装置の開発を進めてきた。本件では、その取組み内容及び開発した装置によるアスファルト固化体容器の観察結果について報告する。
豊田 晃大; 橋立 竜太; 矢田 浩基; 高屋 茂; 宮越 博幸; 加藤 章一
no journal, ,
確率論的破壊力学(PFM)評価では、初期欠陥の存在個数や寸法、疲労やクリープによるき裂進展速度、破壊靭性値などの因子を確率変数として扱い対象の破損確率を評価する。本研究では、高速炉研究開発に使用された試験装置の溶接部に対し超音波探傷を実施した。取得した欠陥の個数や寸法等のデータを初期欠陥の保守的な値として評価することで、高速炉機器のPFM評価に用いる初期欠陥に関する値を検討した。
橋立 竜太; 矢田 浩基; 高屋 茂; 二神 敏; 山野 秀将; 栗坂 健一; 江沼 康弘
no journal, ,
原子力発電所の目標信頼性に応じた保全ができれば、裕度が過渡になることや不足することを避けることが可能になり、プラントの安全性と経済性の向上が期待される。保全の観点では、目標信頼性の低い設備の保全を合理化し、目標信頼性の高い設備の保全にリソース(人,金,時間)を集中することで効果が期待される。一方でプラント全体の設備に目標信頼性を設定するための定量評価を展開することは、負荷が大きく課題となっている。そこで本論文では、リスク情報を活用した保全合理化に向け、定量的なリスク評価の必要性を判定する簡易スクリーニング手法を提案した。またもんじゅの洗濯設備を例題に提案手法を適用し、定量的なリスク評価が不要であることを示し、洗濯設備の保全合理化の案を提案した。
近藤 佑樹; 橋立 竜太; 浜瀬 枝里菜; 江連 俊樹; 光元 里香; 矢田 浩基; 江沼 康弘
no journal, ,
原子力機構では革新炉の開発効率の飛躍的向上に向け、リスク情報を活用した安全性,経済性,保守性など様々な観点からの統合的な設計評価と最適化を行うAI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法(ARKADIA)の開発を開始した。本報では、統合的な設計評価と最適化を支援するナレッジマネジメントシステムの構想及び、革新炉の設計・最適化に必要となる知識ベースの具現化検討について報告する。
鈴木 正昭*; 伊藤 真理*; 橋立 竜太; 高橋 慧多; 矢田 浩基; 高屋 茂
no journal, ,
保全計画は現在、手動で処理されているが、計画作成時に考慮する必要のある機器と制約が多いので、時間がかかる。また、運用性に優れた次世代プラント開発には、設計段階で事前に運用性や保守性を評価できるようにする必要がある。そこで、オペレーションズリサーチの数学的手法を用いて、ナトリウム冷却高速炉プラントの検査計画の問題に対処するための自動スケジューリングシステムを開発および実装することを目的として、計算コストを削減するために2段階で最適化を実行するモデルを構築した。
Dong, F.*; Chen, S.*; 出町 和之*; 橋立 竜太; 高屋 茂
no journal, ,
配管・計装図(P&ID)には、原子力発電所(NPP)の設計と管理に不可欠な計装および制御装置とともに、配管およびプロセス機器に関する情報が含まれる。P&IDには複雑なオブジェクトが多く、これらのオブジェクトとそれらのリンクされた情報がさまざまな図に不均衡に分布し複雑であるため、自動識別は困難である。したがって、P&IDは通常、手動で抽出および分析されるが、これには時間がかかり、エラーが発生しやすい。これらの問題に効率的に対処するため、最先端の深層学習ベースのオブジェクト検出と光学式文字認識(OCR)モデルを統合して、P&IDから情報を自動的に抽出した。さらに、低解像度の小さなオブジェクトを検出するためにスライディングウィンドウを用いた新しい画像前処理方法を提案した。提案された方法の性能を実験的に評価し、NPPのP&IDから情報を抽出できることを示した。
桑原 悠士*; 出町 和之*; 笠原 直人*; Chen, S.*; 西野 裕之; 小野田 雄一; 栗坂 健一
no journal, ,
原子力プラントの安全機能回復性能の定量的評価の実施、ならびに最終的に重大事故が発生するかどうか(必要最小限の安全機能がタイムリミット以内に復旧できるか)を評価するため、単に確率を評価するだけでなく、事故シナリオにしたがって時系列にアクシデントマネジメントをシミュレートする手法を開発している。本発表では、必要最小限の安全機能がタイムリミット以内に復旧できるかを評価する手法の開発について、ならびに、その手法の手順及び管理の例を取り扱う。
出町 和之*; 桑原 悠士*; 笠原 直人*; 西野 裕之; 小野田 雄一; 栗坂 健一
no journal, ,
本研究は、福島第一原子力発電所事故以来課題となっている炉心構造物損傷後の安全機能の復旧に対する解決策として、原子炉構造物のレジリエンスの向上による事故影響拡大抑制技術の開発を目的とする。レジリエンス指標を適用及び改良することで機能喪失の影響の緩和及び復旧性能を可視化するための、原子炉構造のレジリエンス可視化法を提案する。
笠原 直人*; 出町 和之*; 佐藤 拓哉*; 一宮 正和*; 若井 隆純; 山野 秀将; 中村 いずみ*
no journal, ,
構造強度の分野における従来の目的は、設計基準事故(DBE)への損傷を防ぐことであった。設計基準事故を超える場合(BDBE)は、損傷が発生することを前提として、安全性への影響を軽減する必要がある。われわれは、安全性への影響が小さい破壊による荷重を低減することにより、影響の大きい破壊モードへの影響を抑制する緩和方法を提案している。個々の機器の研究成果を紹介するとともに、機器を構成する系統全体に適用範囲を広げ、プラントの安全性向上に貢献する新たなアプローチを提案する。
菖蒲 敬久; 冨永 亜希; 佐藤 誠一*; 畠山 清司*; 永井 崇之
no journal, ,
高レベルの放射性ガラス化物質は、保管施設で数十年、最終処分場では数万年以上にわたって監視の対象となる。長期保管においては構造物の健全性の観点から材料強度の確保が必要となる。本研究では、この材料強度に着目し、ガラス固化体の製造条件と材料強度及び内部欠陥の関係を放射光測定により検証した。微小加工したガラス固化体に対してCT像及び散乱X線を取得し解析を行った結果、製造過程中の攪拌回数の増加に伴い、泡のような空隙の増加に対して、ガラス固化体内部の強度分布が安定することを明らかにした。このことは、攪拌回数によりガラス溶液と廃液が一様に混ぜることの重要性を示した結果であるが、攪拌のさせ方については欠陥が発生しない工夫が必要であることを示したものである。
坂場 成昭
no journal, ,
原子力機構では1960年代から高温ガス炉の研究開発を進めている。2020年12月に政府は、2050年のカーボンニュートラルを目指したグリーン成長戦略を発表した。グリーン成長戦略では、2050年のカーボンニュートラルに必要となる重要な取組がマイルストーンとともに示された。高温ガス炉は、非発電分野以外での炭酸ガス排出削減に、高温ガス炉で水素を大量製造し活用する等、重要な役割をなすことが期待されている。高温ガス炉により水素を製造するためには、化学プラントである水素製造施設と高温ガス炉に接続技術の確立が必要であり、そのための許認可取得等のプロセスが必要である。原子力機構は、2030年にHTTRを用いて実際に水素を製造するための検討を開始した。本報では、原子力機構における高温ガス炉取組の現状を紹介する。
玉置 裕一; 磯崎 涼佑; 鈴木 隆太; 赤田 雅貴; 澤幡 哲司; 米澤 諒真; 鈴木 尚; 水越 保貴; 坂本 直樹
no journal, ,
日本原子力研究開発機構大洗研究所では、高速炉用燃料等の研究開発施設として核燃料物質使用施設(5施設)を有している。これらの施設は運転開始から40年以上が経過しており、経年劣化を考慮した施設の維持管理が重要になっている。施設を安定的に稼働させるため、平成14年から独自の安全評価手法に基づく施設の保全活動を実施し、これまでに700件以上の補修課題を抽出し課題の解消に取り組んできた。しかし、安全評価を実施していたにも関わらず不具合が発生した事象や、設備機器の補修課題を解消後に再発する事象が確認される等、評価手法の問題点が明らかになった。そこで、保全活動の実績及び分析結果をもとに策定した安全評価手法の改善方針を受け、設備機器の高経年化に対するリスクを数値化する新たな評価手法を開発した。
鈴木 隆太; 水越 保貴
no journal, ,
照射材料試験施設(MMF)では、放射性物質を取扱うためのホットセルを有し、その内部は換気設備により常時負圧に維持管理している。換気設備は、設置後約40年が経過しており設備全体を一度に更新することが望ましいが、多大なる予算と長期の保守日数を要するため、現実的には困難であり照射後試験工程への影響も大きい。また、更新作業期間中においてもホットセルの負圧機能を維持する必要がある。このため、換気設備は部分更新での対応が合理的である。そこで、これまで継続的取り組んできた換気設備の維持管理について直近の実績を報告する。
磯崎 涼佑; 坂本 直樹
no journal, ,
核燃料物質使用施設のホットセル負圧制御用として使用している空気圧縮機について、高経年化により機能低下の兆候が見られたので更新した。更新機種は、運転情報を電子データに記録できるものを選定し、これらデータを活用した運転保守管理の改善を図った。