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戸澤 克弘; 松本 俊一; 掛樋 勲
JNC TN9400 2000-052, 110 Pages, 2000/04
JNC-TN9400-2000-052.pdf:4.39MB
本研究は、従来のPurex再処理法と異なるシステム概念の乾式リサイクルシステム(乾式再処理)について、主要機器であるカソードプロセッサ(蒸留器)の蒸留挙動を模擬し、処理時間及び物質収支などを把握するための蒸留解析コード及び、プロセスセルの冷却挙動解析をパーソナルコンピュータ上で実施できるように解析モデルを作成したものである。これらは、乾式リサイクルシステム構築、評価のためのシステム解析ツール(設計ツール)開発の一環として行ったものである。カソードプロセッサ蒸留解析コードの作成にあたっては、検証計算としてベンチマークデータが公開されている2次元キャビティ内の自然対流問題のベンチマーク解と本解析コードでのパーソナルコンピュータ上での計算結果を比較した結果、よく一致することを確認した。次に、本解析コードの精度向上、作業効率向上を目的とした改良を行った上で、本解析コードを用いてカソードプロセッサを模擬した円筒状の密閉容器の体系にてCdの蒸留について蒸留解析を実施し、蒸留挙動がシミュレーションできることを確認した。乾式プロセスセルの冷却挙動解析モデルの作成に当たっては、ワークステーション上の詳細解析モデルとのベンチマーク解析からパーソナルコンピュータ上でも十分な精度でモデル化できることを確認した。定常解析によりセル内の流況と温度分布を確認した上で、非常時冷却過渡解析を行った結果、定常的にはヒートバランスがとれた条件であっても、初期の段階で過渡的な温度ピークが発生することがわかった。さらに過渡解析の最終的な定常値は非定常変動の部分的な循環流のでき方に左右され、現象自体の不安定さに影響される可能性があるため、セル空調系の設計にあたっては、冷却ガスのよどみ部に発熱に伴う循環流を起こさない設計とする必要があることがわかった。
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JNC TJ1400 99-003, 70 Pages, 1999/03
プラント、プロセスの信頼性、安全を評価するための代表的な手法としてHAZOPがある。この安全評価手法は、多くのプラント、プロセスに適用され、その有用性は高く評価されている。しかし、ますます大型化、複雑化する化学プラントや原子力発電所等の安全問題に適用するためには、多くの労力と時間が必要であり、計算機によるHAZOP支援システムが提案されている。昨年度報告書では、ユニットの入出力変数の状態に着目して対象プロセスをモデル化し、プラントを構成する各要素の入出力変数の状態と内部事象及び外部事象の関係をデシジョンテーブルにより表現し、HAZOP及びFT生成を行う手法を提案した。デシジョンテーブルの情報を知識ベースとして計算機に格納し、HAZOP及びFT生成を行う解析システムを構築した。この解析システムを高レベル廃液貯槽冷却システム等の安全評価に適用し、有用性を示した。本研究では、プラント構成要素の異常の因果関係を記述するための要素異常基本モデルを提案する。これより、異常伝播構造の情報を考慮に入れた安全評価支援システムを開発する。要素異常基本モデルは、各構成要素における状態異常と機能不全の因果関係に関する情報を基に作成する。この要素異常基本モデルを用いることにより、構成要素の状態異常が明らかになるたけでなく、その状態異常から外部環境への影響なども解析することができる。システム開発にはGUI(Graphical User Interface)に優れたオブジェクト指向開発ツールであるG2を用いる。G2を用いることにより、解析者は簡単な操作でHAZOPを実施することが可能となる。開発した安全評価支援システムを高放射性廃液濃縮工程を対象とした安全評価を実施し、その有用性を示した。
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PNC TJ1612 98-001, 77 Pages, 1998/03
HAZOPは定性的な安全評価手法の1つであり、その有用性は広く知られている。この方法は様々な分野の専門家により構成されるグループが、ブレーンストーミング形式により組織的に解析を進める手法であり、解析における見落としが少なく、確実な解析結果が期待できる。フォールトツリー解析(FTA)は定性的、定量的に安全性を評価できる手法であり、航空、宇宙産業から原子炉の信頼性、安全工学などに適用されている。しかし、FTAで困難な問題は、いかにしてフォールトツリー(FT)を生成するかという点である。HAZOP、FTAともに安全評価手法としての有用性は認められているが、安全評価には多くの時間と労力が必要であり、計算機によるHAZOP支援支援システムやFT自動生成システムが提案されている。昨年度研究報告書では、解析対象プロセスをメインプロセス部(配管系を中心とした部位)と周辺部(制御回路部、補助装置)に分類し、モデル化することで変数の分類を行った。これによりHAZOPによる解析を配管から電気、空気配管などを含む周辺装置部まで拡張した。この解析結果とHAZOP支援システム(三菱総合研究所が開発したもの)による解析を組み合わせることにより全体の解析を行った。また、HAZOPの解析結果をFTに変換することにより、定性的な解析を定量的な解析へと応用可能とした。本研究では、ユニットの入出力変数の状態に着目して対象プロセスをモデル化し、プラントを構成する各要素の入出力変数の状態と内部事象及び外部事象の関係をデシジョンテーブルにより表現する。このデシジョンテーブルにより整理された情報を基に、HAZOP及びFT生成を行う手法を提案する。デシジョンテーブルの情報を知識ベースとして計算機に格納し、HAZOP及びFT生成を行う解析システムを構築した。この解析システムを高レベル廃液貯槽冷却システム等の安全評価に適用し、有用性を示す。
佐山 隼敏*; 鈴木 和彦*; 島田 行恭*
PNC TJ1612 96-001, 84 Pages, 1996/03
HAZOPは、国内外において数多くのプラントプロセスに適用され、その有用性が高く評価されている。しかし、実プラントの解析を進めるためには多大の労力と時間を要する。このような問題に対して、計算機によりHAZOPを支援するためのシステムが提案されている。本報告書では、動力炉・核燃料開発事業団の委託により(株)三菱総合研究所が開発したHAZOP支援システムをいくつかのプラントに適用し、支援システムの汎用性を確認するとともにいくつかの問題点を提示する。プロセスプラントには制御回路などの電気回路を含むが、これら回路に対するHAZOPの手順を示す。さらに、システム工学の入出力の概念を基礎とし、論理型人工知能言語Prologを用いて開発したHAZOP自動解析システムについて報告する。異常の因果関係の分類を行い、要素の異常に関するデータをデシジョンテーブルにより整理し、データベースとして計算機に格納しておく、知識ベースとして計算機に入力する対象プロセス固有の情報を基に、ずれに対する原因、影響をデータベースの検索により取り出し、HAZOPの解析結果として出力する手法である。
佐山 隼敏*; 鈴木 和彦*; 島田 行恭*
PNC TJ1612 95-001, 39 Pages, 1995/03
近年、石油・化学コンビナートが大型化、複雑化し、その安全性の問題が、社会的に大きな関心を集めている。特に、ユニオンカーバイド社ボパール工場でのメチルイソシアネートガス漏出事故、また、チェルノブイリ原子力発電所での事故による大量の放射性物質の漏出事故は、まだ記憶に新しい。したがって、実用的な安全解析手法を開発し、確立する必要がある。本報告書は、原子力発電所、化学プラントに広く適用されているシステム安全解析手法とその応用に関する研究の現状について調査し、纏めたものである。また、システム潜在危険の同定(ハザード同定)手法としてオペラビリティ・スタディがある。本稿では、この手法の問題点とともにシステム工学に基づく改良オペラビリティ・スタディの基礎となる考え方を示す。この方法では、主要装置の変数を入力と出力に分類したが、これによりプラントのずれを明確に定義することができる。オペラビリティ・スタディの手順を確立することにより、この手法を原子力燃料再処理施設へ適用することが可能になる。さらに、計算機によるオペラビリティ・スタディ自動解析システムの開発が可能となる。
房枝 茂樹*; 柳澤 一郎*; 鵜沢 将行*; 松本 弘之*; 笠井 雅夫*; 石原 義尚*; 土井 英雄*
PNC TJ1216 95-002, 191 Pages, 1995/02
本研究では、ニアフィールドの複合現象を柔軟に解析できる連成解析用計算支援システム(CAPASA)の拡張と高度化を目的として、下記を実施した。(1)現象解析コードを連成解析システム上で連成させるための手順を、これまでの研究で得られた知見を基に、システム分析から連成実現にいたるステップ毎の手順としてまとめた。(2)今後の連成解析領域の拡張に関する作業効率と解析業務の効率向上にために、PLAN構築モジュールとPLAN実行モジュールの高機能化をプロトタイピングにより検討した。この結果、PLANにおけるデータフローならびに制御フローの表現について見直し、PLAN表現能力を拡張した高度化使用を定める事ができた。(3)複数の現象解析コードを連成した大型の解析を効率的に行うために、分散処理手法の導入について検討した。分散処理環境においては、PLANオブジェクト単位での並列処理により、解析の効率化が期待できるが、そのためにはオブジェクトの実行を制御するためのコントローラの実現が課題と成る。(4)ORIGEN2とHYDORGEOCHEMを対象とし、解析結果の登録、入出力、データのバージョン管理等の機能を拡張し、基本システムにおけるデータ管理機能の向上を図った。
房枝 茂樹*; 鵜澤 将行*; 松本 弘之*; 笠井 雅夫*; 石原 義尚*; 土井 英雄*
PNC TJ1216 95-001, 47 Pages, 1995/02
本研究では、ニアフィールドの複合現象を柔軟に解析できる連成解析用計算支援システム(CAPASA)の拡張と高度化を目的として、下記を実施した。(1)現象解析コードを連成解析システム上で連成させるための手順を、これまでの研究で得られた知見を基に、システム分析から連成実現にいたるステップ毎の手順としてまとめた。(2)今後の連成解析領域の拡張に関する作業効率と解析業務の効率向上にために、PLAN構築モジュールとPLAN実行モジュールの高機能化をプロトタイピングにより検討した。この結果、PLANにおけるデータフローならびに制御フローの表現について見直し、PLAN表現能力を拡張した高度化使用を定める事ができた。(3)複数の現象解析コードを連成した大型の解析を効率的に行うために、分散処理手法の導入について検討した。分散処理環境においては、PLANオブジェクト単位での並列処理により、解析の効率化が期待できるが、そのためにはオブジェクトの実行を制御するためのコントローラの実現が課題と成る。(4)ORIGEN2とHYDORGEOCHEMを対象とし、解析結果の登録、入出力、データのバージョン管理等の機能を拡張し、基本システムにおけるデータ管理機能の向上を図った。
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PNC TJ1281 93-008, 204 Pages, 1993/02
相互に作用し合う物理/化学プロセスによる人工、あるいは自然系の時間的変遷を考える時、詳しく個別的な解析を行う前に系全体の様々なふるまいを把握しておくことがしばしば重要となる。このことは、高レベル放射線廃棄物地層処分の性能評価においても、まさに当てはまる。そして、系の様々なふるまいを分類し、引き続いて行われる詳細な解析のための問題設定をするための手法がいくつか開発されている。しかしながら、シナリオ解析と呼ばれるこれらの手法においては、"シナリオ"あるいは"系の未来"といった基本的な概念の定義もしばしばあいまいであり、この手法的な「弱さ」から、問題設定をするはずのシナリオ解析が、むしろ、"答えを出す"ための詳細解析の特定の解法つまり数学的モデルによって規定され、解きやすい問題を作ることになってしまうという事態が生じている。本研究は、シナリオ解析の最も基本的な目的である、「地層処分システムにおいて、将来何が起こり得るのか?」という問いに答えることに立ち戻り、この目的を果たすために最も適した新しいシナリオ解析の「思想」と「手法」とを作り出すことを試みたものである。
安川 茂; 佐藤 治; 田所 啓弘; 梶山 武義; 新良 貴肇*; 今田 昌秀*; 下山田 佳敬*
日本原子力学会誌, 33(12), p.1131 - 1141, 1991/12
被引用回数：2 パーセンタイル：31.89(Nuclear Science & Technology)日本のエネルギーシステムを対象に、2030年に至る炭酸ガス排出抑制ポテンシャルを省エネルギー、燃料切替、技術代替方策を考慮しながらMARKALモデルにより解析した。これらの方策のなかで、核エネルギーは発電やプログラムヒート利用を通して炭酸ガス排出を大幅に削減できること、すなわち1990年の総排出量の10%から2000年、2010年、2030年にはそれぞれ16%、21%、42%の消滅レベルとなることがわかった。
溝口 忠憲*; 下村 安夫
核融合研究, 65(2), p.115 - 141, 1991/02
核融合炉の炉心構造を設計するにあたって、必要な炉心プラズマの条件と工学条件を同時に満足させることが最も重要な課題となる。高熱流束を受けるプラズマ対向機器や超電導マグネットなどのそれぞれの工学的条件が、互いに関連しており、最適な設計を行うことはこれらの種々の条件を適切に組み合わせることにほかならない。ここでは、まずこれらの設計条件及び制約条件の評価を実施し、開発された核融合炉システム解析コードへの適用を試みた。核融合実験炉及び第一世代動力炉の設計において、これら工学条件の制約及び改良が炉心規模にどのような影響を与えるか例をあげて示した。
