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論文

Uncertainty assessment of structural modeling in the seismic response analysis of nuclear facilities

崔 炳賢; 西田 明美; 村松 健*; 高田 毅士*

Transactions of 24th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-24) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2017/08

本稿では、原子力施設のモデル化手法が地震応答解析結果に与える影響を明らかにするため、多様な入力地震波を用いた地震応答解析を実施し、応答のばらつきの統計的分析を行った。特に、従来のSRモデルと3次元有限要素モデルにおける建屋の最大加速度応答の違いに着目し、入力地震動強さと建屋床高さと応答結果の関係について得られた知見について報告する。

論文

3次元有限要素モデルによる原子力施設の地震応答解析モデルの構築のための感度解析

崔 炳賢; 西田 明美; 中島 憲宏

構造工学論文集,B, 63B, p.325 - 333, 2017/03

日本原子力研究開発機構では、原子力施設の3次元振動シミュレーション技術の開発に取り組んでいる。本研究では、HTTR建屋の3次元有限要素モデルを用いた東北地方太平洋沖地震に対する地震応答解析を実施し、不確定性を持つ入力パラメータに対して感度解析を行った。また、3次元有限要素モデルにおける不確定性を持つ入力パラメータ設定に関して、建屋応答解析結果のばらつき評価を実施した。

論文

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について

中野 貴文; 佐藤 史紀; 白水 秀知; 中西 龍二; 福田 一仁; 立花 郁也

日本原子力学会誌, 57(1), p.14 - 20, 2015/01

平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震では、日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設(東海再処理施設)のある茨城県東海村において震度6弱の地震を観測した。本地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や地震応答解析及び両者の結果を踏まえた総合評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。その結果について報告する。

論文

確率論的手法による機器免震性能設計及び有効性評価手法

堤 英明*; 蛯沢 勝三*; 山田 博幸*; 柴田 勝之; 藤本 滋*

日本材料学会JCOSSAR 2003論文集, p.829 - 836, 2003/11

原研では、原子力関連機器に免震技術を適用する際の有効性を確率論的手法に基づいて評価する手法について研究を実施している。本報では、炉心損傷頻度(CDF)の低減効果を設計目標として、CDFの低減に寄与する安全上重要な機器を選定して免震設計を行い、地震PSA手法を応用してその有効性を評価する手法を提案した。また、本手法及び機器免震化の有効性を検証するために、モデルプラントを想定して、外部電源喪失事象について応答係数法を用いて炉心損傷頻度(CDF)の試評価を行い、重要機器を免震化した場合の非免震プラントに対するCDFの低減効果を算定した。その結果、がい管付き起動変圧器と非常用ディーゼル発電機を免震化した場合に、炉心損傷頻度の低減効果が大きく、免震化によりこれらの機器の加速度応答が非免震機器の1/5に低減されると、1/100程度まで炉心損傷頻度が低減する可能性があることが明らかになった。さらに、非常用ディーゼル発電機について免震設計を行い、地震応答解析によって1/6程度に加速度応答を低減できることを確認した。

報告書

機器免震有効性評価における地震応答解析手法の検討

森 和成*; 堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之

JAERI-Tech 2001-037, 85 Pages, 2001/06

JAERI-Tech-2001-037.pdf:6.27MB

免震技術は一般構造物と同様に原子炉機器の耐震設計においても、機器に作用する地震力を低減する有効な手段として期待されている。原研では、1991年より原子力機器の免震化に関する研究に着手し、確率論に基づく機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。上記有効性評価手法においては、詳細法を用いて機器の現実的応答を求め、機器の応答と損傷限界から損傷頻度を算定し、非免震機器と比較して有効性を評価する。詳細法は、対象サイトにおいて想定される種々の入力地震動に対して、地盤・建屋・機器の非線形挙動やそれらの物性値あるいは振動特性等のばらつきを考慮して機器の現実的応答を求めるものである。したがって、損傷頻度を精度良く評価するためには、地盤・建屋・機器の地震応答解析手法の選定と、解析モデル及びばらつきを含めた解析条件の設定方法が重要である。また一方で、計算の効率化を図るために、地震応答解析において考慮すべきばらつきの要因を絞り込む必要がある。本報告は、機器免震有効性評価手法において地盤・建屋・機器の地震応答解析で用いる解析手法や解析モデルについておもに精度の面から妥当性を検討するとともに、地盤物性や建屋の振動特性等について応答のばらつきに大きな影響を及ぼす要因についてまとめたものである。

報告書

多段積層ゴム・空気ばねタイプ3次元機器免震試験システムの振動台試験及び地震応答解析

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之; 藤本 滋*

JAERI-Tech 2001-033, 124 Pages, 2001/06

JAERI-Tech-2001-033.pdf:9.98MB

日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震技術を導入した場合の有効性評価に関する研究に着手し、機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震試験システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、特性試験によりそれぞれの動的特性と免震効果を検証している。上記試験システムの1台は、免震装置としてボールベアリングと空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所敷地内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、いくつかの地震動により顕著な免震効果を確認した。また、ほかの1台は、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、3次元連成振動の影響と免震効果を確認するために種々の周波数特性の地震動による振動台試験を実施した。本報告書は、多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元免震システムの概要、振動特性、振動台試験及び地震応答解析結果についてまとめたものである。

報告書

ボールベアリング・空気ばねタイプ3次元機器免震試験システムの動的特性および地震応答性状

堤 英明*; 山田 博幸; 森 和成*; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之

JAERI-Tech 2000-086, 93 Pages, 2001/02

JAERI-Tech-2000-086.pdf:6.56MB

日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震技術を導入した場合の有効性評価に関する研究に着手し、機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震試験システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、特性試験によりそれぞれの動的特性と免震効果を検証している。上記試験システムの1台は、免震装置としてボールベアリングと空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所敷地内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、これまでに、いくつかの地震動により顕著な免震効果を確認した。また、ほかの1つは、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、振動台試験により種々の大規模地震動に対する3次元的連成挙動と免震効果の検証を実施している。本報告書は、ボールベアリング・空気ばねタイプの3次元機器免震試験システムの設計仕様,特性試験及び自然地震動による応答観測から得られた動的特性、それらに基づいて作成した振動モデル及び免震要素の特性のばらつきを考慮した地震解析結果についてまとめたものである。

論文

3次元機器免震試験システムの動的挙動及び免震効果

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之; 藤本 滋*

土木学会第2回免震・制震コロキウム講演論文集, p.75 - 82, 2000/11

原研では、平成3年度から平成7年度までのPhase I研究において安全上重要な機器に免震技術を導入した場合の有効性評価手法及びコードを開発し、碍管付き起動変圧器について有効性を評価した。平成8年度から平成12年度までのPhase II研究では、機器免震有効性評価コードの高度化を目的として3次元機器免震システムの有効性確証試験を実施している。有効性確証試験では、平成10年度に原子力機器を模擬した特性の異なる「ボールベアリング支承・空気ばねタイプ」及び「多段積層ゴム・コイルばねタイプ」の3次元機器免震試験システムを設計製作し、前者のシステムは、大洗研究所内のテストベッド上に設置し、自然地震動下において地震応答観測を実施中である。既に数回の地震で顕著な免震効果が確認されている。また、後者については、種々の振動特性を有する地震動により振動台試験を実施し、動的挙動と免震効果を検証した。本論文は、「多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元機器免震試験システム」の概要、振動特性、振動台試験及び模擬地震応答解析についてまとめたものである。

報告書

多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元機器免震システムの特性試験および地震応答解析

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之

JAERI-Tech 2000-045, 107 Pages, 2000/07

JAERI-Tech-2000-045.pdf:7.25MB

免震技術は一般構造物と同様に原子炉機器の耐震設計においても、機器に作用する地震力を低減する有効な手段として期待されている。日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震化に関する研究に着手し、機器免震の地震時における損傷頻度の評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、それぞれの静的及び動的特性を静加力試験及び自由振動試験等で確認した。それらのうちの1台は、免震装置としてボールペアリング支承と空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、これまでに、いくつかの地震動により顕著な免震効果が確認されている。また、ほかの1台は、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、振動台試験により種々の大規模地震動に対する3次元的連成挙動と免震効果を確認した後、テストベッドに設置して地震応答を観測する予定である。本報告書は、多段積層ゴム及びコイルばねを用いた機器免震システムの仕様、静的及び動的特性、それらに基づいて作成した解析モデル、振動台試験の加振実験や加振性能を確認するために実施した予備振動台試験及び地震応答解析についてまとめたものである。

報告書

2次元質点系弾塑性地震応答解析コード'DYNA'

伊藤 嘉朗; 山田 人司*; 藤田 茂樹; 馬場 治

JAERI-M 85-185, 67 Pages, 1985/11

JAERI-M-85-185.pdf:1.23MB

原子力施設を対象とした2次元質点系弾塑性地震応答解析コード「DYNA」を作成した。構造物の履歴特性として一般トリ・リニア型、原点指向型、最大履歴点指向型の各モデルを設定できる。また、地盤の回転剛性については基礎の浮き上がりによる非線形性を考慮できる。さらに、弾性解析時には、モード合成法により計算時間を短縮することが可能である。本書は、DYNAの機能概要、コード内での計算方法、使用方法、並びに解析例について記述している。

報告書

核融合実験炉超電導トロイダルマグネットの安全性解析

炉設計研究室

JAERI-M 7963, 163 Pages, 1978/12

JAERI-M-7963.pdf:4.91MB

トカマク型核融合実験炉用超電導トロイダルマグネットの安全性解析を行った。検討項目は事故の分類、FMEA及びFTA解析、コイル安定性とクエンチ時挙動の解析、マグネット異常の検出システムとコイル保護システムの設計、構造解析、破壊及び疲労の検討、地震応答解析などである。又、クライオスタットや冷凍系の事故の解析も行った。この安全性解析を通じてトロイダルマグネットの工学的課題を摘出することが本作業の目的である。

口頭

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について,3; 設備の点検・評価結果、総合評価

福田 一仁; 富岡 健一郎*; 立花 郁也; 白井 更知; 小坂 一郎; 中野 貴文; 永里 良彦

no journal, , 

東北地方太平洋沖地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。そのうち設備の点検・評価結果、総合評価について報告する。

口頭

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について,1; 経緯、全体概要

中野 貴文; 福田 一仁; 佐藤 史紀; 小坂 一郎; 永里 良彦

no journal, , 

東北地方太平洋沖地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。

口頭

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について,5; 建物・構築物の点検・評価結果、総合評価

佐藤 史紀; 中西 龍二; 小坂 一郎; 中野 貴文; 永里 良彦

no journal, , 

東北地方太平洋沖地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。そのうち、建物・構築物の点検・評価結果、総合評価について報告する。

口頭

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について,2; 設備の地震応答解析結果

越野 克彦; 白井 更知; 坂口 忍; 白水 秀知; 大瀧 美幸*; 小坂 一郎; 中野 貴文; 永里 良彦; 立花 郁也

no journal, , 

東北地方太平洋沖地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。そのうち設備の地震応答解析結果について報告する。

口頭

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について,4; 建物・構築物の地震応答解析結果

中西 龍二; 佐藤 史紀; 小坂 一郎; 中野 貴文; 永里 良彦

no journal, , 

東北地方太平洋沖地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。そのうち、建物・構築物の地震応答解析結果について報告する。

口頭

JSFR建屋における上下地震応答低減検討

山本 智彦; 川崎 信史; 石川 信行; 近澤 佳隆; 深沢 剛司*; 岡村 茂樹*

no journal, , 

JSFRの設計検討用地震動レベルの増大により、機器の耐震検討用の地震条件がこれまでよりも厳しくなっている。本報告では、耐震成立性上クリティカルとなっている主要機器の上下応答低減策に着目し、3次元FEM解析を通じて上下地震応答低減策の効果を確認する。また、従来から設計検討に用いている質点系モデルに上下応答低減策を反映したモデルを構築し、このモデルとFEMモデルの上下地震応答の整合性についても検討する。

口頭

3次元有限要素モデルによる原子力施設の地震観測シミュレーションのためのパラメトリックスタディ

崔 炳賢; 西田 明美; 中島 憲宏

no journal, , 

日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)システム計算科学センターでは、近年発達の著しい計算科学技術を活用し、原子力施設全体の3次元振動シミュレーション技術の研究開発を行っている。2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震では、原子力機構大洗地区において、震度5強を観測した。今般、東北地方太平洋沖地震の本震記録を用いた3次元有限要素モデルによる原子力施設の地震観測シミュレーションのパラメトリックスタディを実施する機会を得たため、本稿にて報告する。

口頭

原子力施設の地震観測記録の分析および地震応答解析モデルの妥当性評価

崔 炳賢; 西田 明美

no journal, , 

原子力施設の耐震安全性評価手法の高度化において、構築した解析モデルの実現象の再現性を検証することは非常に重要な課題である。本稿では、まずは実現象を分析するため、対象原子力プラント建屋で得られた実地震観測記録を分析した。さらに、対象プラント建屋の3次元有限要素モデルの妥当性を確認するため、同地震を入力とした地震応答解析を実施し、得られた解析結果と観測記録の建屋各階における応答加速度のフーリエ振幅比の比較を行った。異なる建屋高さで観測した応答加速度の比をとることで、応答加速度の増幅を数値化することが可能となり、解析結果と観測記録のより詳細な比較が可能となる。今回の比較では、解析結果における3-4Hz(1次モード)および8-9Hz(2次モード)近傍の応答加速度の増幅が観測記録と一致することを確認できた。

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。

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