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論文

Development of probabilistic risk assessment methodology against volcanic eruption for sodium-cooled fast reactors

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 山元 孝広*

ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part B; Mechanical Engineering, 4(3), p.030902_1 - 030902_9, 2018/09

本論文では、ナトリウム冷却高速炉を対象にして火山ハザードに対する確率論的リスク評価(PRA)手法開発について述べる。火山灰は崩壊熱除去に必須である空気取入口のフィルタ目詰まりを引き起こす恐れがある。フィルタ閉塞の程度は、火山灰大気中濃度と降灰継続時間に加えて、各機器の吸い込み風量で計算される。本研究では、火山ハザードは火山灰粒径、層厚及び継続時間の組み合わせで評価できるとした。また、各機器の機能喪失確率はフィルタ破損限界までの猶予時間を使って得られるフィルタ交換失敗確率で表されるとした。イベントツリーに基づいて、炉心損傷頻度は離散的なハザード確率と条件付崩壊熱除去失敗確率を掛け合わせることで求められ、約3$$times$$10$$^{-6}$$/年の結果を得た。支配的なシーケンスは、非常用原電喪失後に、フィルタ目詰まりによる崩壊熱除去系の機能喪失であった。また、感度解析を通じて火山灰到達低減係数とプレフィルタ設置の効果を調べた。

論文

Development of a probabilistic risk assessment methodology against a combination hazard of strong wind and rainfall for sodium-cooled fast reactors

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一

Mechanical Engineering Journal (Internet), 5(4), p.18-00093_1 - 18-00093_19, 2018/08

本論文では、強風と降雨の重畳ハザードに対する確率論的リスク評価(PRA)手法について述べる。この重畳ハザードPRAでは、ハザード曲線を最大瞬間風速、1時間降水量、降雨継続時間について評価された。シナリオ分析により、強風と降雨の重畳ハザードから起こりうる事象シーケンスを導き出した。その事象シーケンスは、雨水液滴の繰返し接触による伝熱管疲労破損による補助冷却設備の機能喪失で特徴づけられた。この状況が起こるのは、強風起因の飛来物が空気冷却器雨どいに衝突して雨どい破損後に雨水液滴が侵入することが考えられる。この事象シーケンスは重畳ハザードによる機器破損を考慮するイベントツリーに取り入れた。最後に、離散的なハザード発生頻度に条件付除熱失敗確率を乗じて合計すると炉心損傷頻度が求められ、10$$^{-6}$$/yearのオーダーの結果を得た。支配的なシーケンスは飛来物による燃料タンク破損後に空気冷却器ダンパーの手動操作失敗であった。支配的なハザードは最大瞬間風速40-60m/s、1時間降水量20-40mm/h、降雨継続時間0-10時間であった。

論文

Development of probabilistic risk assessment methodology of decay heat removal function against combination hazards of strong wind and rainfall for sodium-cooled fast reactors

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一

Proceedings of 25th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-25) (CD-ROM), 12 Pages, 2017/07

本論文では、強風と降雨の重畳ハザードに対する確率論的リスク評価(PRA)手法について述べる。この重畳ハザードPRAでは、ハザード曲線を最大瞬間風速、1時間降水量、降雨継続時間について評価された。シナリオ分析により、強風と降雨の重畳ハザードから起こりうる事象シーケンスを導き出した。その事象シーケンスは、雨水液滴の繰返し接触による伝熱管疲労破損による補助冷却設備の機能喪失で特徴づけられた。この状況が起こるのは、強風起因の飛来物が空気冷却器雨どいに衝突して雨どい破損後に雨水液滴が侵入することが考えられる。この事象シーケンスは重畳ハザードによる機器破損を考慮するイベントツリーに取り入れた。最後に、離散的なハザード発生頻度に条件付除熱失敗確率を乗じて合計すると炉心損傷頻度が求められ、10$$^{-7}$$/yearのオーダーの結果を得た。支配的なシーケンスは飛来物による燃料タンク破損後に飛来物による補助冷却設備破損であった。支配的なハザードは最大瞬間風速40-60m/s、1時間降水量20-40mm/h、降雨継続時間0-10時間であった。

論文

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発

山野 秀将

原子力システム研究開発事業及び英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業平成28年度成果報告会資料集(インターネット), 4 Pages, 2017/01

平成24年から平成27年にかけて、文部科学省原子力システム研究開発事業において、外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発を実施した。平成27年度は重畳ハザードとして降雪と低温、強風と降雨の組み合わせに対するハザード評価及び事象シーケンス評価手法開発を完了した。森林火災については、雷との重畳を考慮したハザード評価手法を開発した。

論文

Event sequence assessment using plant dynamics analysis based on continuous Markov chain process with Monte Carlo sampling assessment of strong wind hazard in sodium cooled fast reactor

高田 孝; 東 恵美子*; 西野 裕之; 山野 秀将; 堺 公明*

Proceedings of 10th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-10) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2016/11

外部ハザード事象におけるプラントの様々な状態を定量化することを目的に、連続マルコフ過程モンテカルロ(CMMC)法と動特性解析手法とのカップリングを行った。本論文では強風事象を対象とし、開発手法を用いた定量化を行った結果、対象としたプラントにおける強風事象への耐性が高いことを明らかにした。また低頻度事象に対する手法適用拡張として、重み付けを用いたサンプル方法について提案した。

論文

Development of risk assessment methodology against natural external hazards for sodium-cooled fast reactors; Project overview and margin assessment methodology against volcanic eruption

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

Proceedings of 11th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-11) (USB Flash Drive), 12 Pages, 2016/10

本論文では、プロジェクト概要を述べたうえで、ナトリウム冷却高速炉を対象にして火山ハザードに対するマージン評価手法開発について述べる。火山灰は崩壊熱除去に必須である空気取入口のフィルター目詰まりを引き起こす恐れがある。フィルタ閉塞の程度は、火山灰大気中濃度と降灰継続時間に加えて、各機器の吸い込み風量で計算される。本研究では、フィルター破損までの猶予時間をマージンと定義した。降灰継続時間より猶予時間が短いときだけマージンを検討する必要がある。機器別のマージン評価では、各機器の吸い込み風量とフィルタ破損限界を使って計算された。シーケンス別のマージン評価では、機器別のマージン評価とイベントツリーに基づき評価された。マージンを大きくするアクシデントマネジメント対策として、例えば、強制循環運転の手動トリップ、空気冷却器3系統の順次運転、及びプレフィルターによるカバーを提案した。

論文

Development of risk assessment methodology of decay heat removal function against natural external hazards for sodium-cooled fast reactors; Project overview and volcanic PRA methodology

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

Proceedings of 24th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-24) (DVD-ROM), 10 Pages, 2016/06

本論文では、プロジェクト概要を述べたうえで、ナトリウム冷却高速炉を対象にして火山ハザードに対する確率論的リスク評価(PRA)手法開発について述べる。火山灰は崩壊熱除去に必須である空気取入口のフィルター目詰まりを引き起こす恐れがある。フィルタ閉塞の程度は、火山灰大気中濃度と降灰継続時間に加えて、各機器の吸い込み風量で計算される。本研究では、火山ハザードは火山灰粒径、層厚及び継続時間の組み合わせで評価できるとした。また、各機器の機能喪失確率はフィルタ破損限界までの猶予時間を使って得られるフィルタ交換失敗確率で表されるとした。イベントツリーに基づいて、炉心損傷頻度は離散的なハザード確率と条件付崩壊熱除去失敗確率を掛け合わせることで求められ、約3$$times$$10$$^{-6}$$/年の結果を得た。支配的なシーケンスは、非常用原電喪失後に、フィルタ目詰まりによる崩壊熱除去系の機能喪失であった。また、支配的な火山ハザードは、大気中濃度10$$^{-2}$$ kg/m$$^{3}$$、粒径0.1mm、層厚50-75cm、継続時間1-10hrであった。

論文

Development of risk assessment methodology against external hazards for sodium-cooled fast reactors

山野 秀将; 西野 裕之; 岡野 靖; 山元 孝広*; 高田 孝*

Earthquakes, Tsunamis and Nuclear Risks, p.111 - 121, 2016/01

本研究では、ナトリウム冷却高速炉のための積雪,竜巻,強風,火山噴火,森林火災に対する確率論的リスク評価(PRA)及びマージン評価手法を含むリスク評価手法を開発している。本論文では、これらの研究の全体概要と強風に対するリスク評価手法開発について述べる。強風PRAでは、気象データに基づきグンベル分布を用いてハザード曲線を推定し、強風による破損確率を求めたうえで、イベントツリーに基づき定量化を可能とする手法開発を行った。機器毎の破損評価も行い、機器損傷に至る風速をマージンとみなす機器別のマージン評価手法も開発した。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,5; 平成25年度進捗及び積雪・竜巻ハザードに対するマージン評価手法

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; 七山 太*; et al.

no journal, , 

代表的な外部ハザードを対象にナトリウム冷却高速炉のPRA手法及びマージン評価手法を開発している。ここでは、2年目(平成25年度)の成果概要、並びに積雪及び竜巻に対するマージン評価手法の開発について報告する。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,10; 平成26年度進捗及び火山噴火ハザードに対する事象シーケンス評価手法

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; 七山 太*; et al.

no journal, , 

代表的な外部ハザードを対象にナトリウム冷却高速炉のPRA手法及びマージン評価手法を開発している。ここでは、3年目(平成26年度)の進捗概要、並びに火山噴火ハザードに対する事象シーケンス評価手法の開発について報告する。

口頭

外部ハザードに対するナトリウム冷却高速炉のためのリスク評価手法に関する研究開発

山野 秀将; 西野 裕之; 岡野 靖; 栗坂 健一; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; 七山 太*; et al.

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉を主たる対象として外部ハザードに対する確率論的リスク評価(PRA)及びマージン評価手法を含むリスク評価手法を開発するため、2012年から4年間のプロジェクトを実施している。本発表では、プロジェクト概要を簡単に述べたうえで、強風に対するPRA及びマージン評価手法の開発について述べる。本プロジェクトでは、2014年までに、積雪, 竜巻, 降雨及び強風に対するPRA手法を開発するとともに、それらのハザード評価手法を開発してきた。火山噴火ハザードに対しては、降灰シミュレーションを実施し、それによりハザード評価手法を開発した。強風PRA手法の開発にあたり、日本の気象データに基づきグンベル分布を用いてハザード曲線を推定した。次に、崩壊熱除去機能に関連する機器の破損確率を計算するため、崩壊熱除去系の吸気口/排気口に侵入する飛来物の確率と飛来物衝突により生じる破損確率を乗じることで求めることとした。イベントツリーを構築してから、離散的なハザード発生頻度と条件付崩壊熱除去失敗確率を乗じることによって、炉心損傷頻度は6$$times$$10$$^{-9}$$/年と評価された。また、本研究では、崩壊除去失敗に至る風速をマージンとみなす強風マージン評価手法も開発した。

口頭

次世代ナトリウム冷却高速炉の概念設計に適用する外部ハザード条件の検討

山野 秀将; 川崎 信史; 久保 重信

no journal, , 

平成23年度に暫定した次世代ナトリウム冷却高速炉の設計用想定外部ハザード条件では厳しい条件を包絡するような不合理な条件としていたことから、本報では、合理的な外部ハザードの条件設定方法を提案し、様々な外部ハザードに対して設計基準及び設計基準を超える設計用想定条件を具体的に設定した。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,15; 平成27年度進捗及び強風と降雨の重畳ハザードに対する事象シーケンス評価手法

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 高田 孝; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; et al.

no journal, , 

代表的な外部ハザードを対象にナトリウム冷却高速炉のPRA手法及びマージン評価手法を開発してきた。ここでは、最終年度(平成27年度)の成果概要、並びに強風と降雨の重畳ハザードに対する事象シーケンス評価手法の開発について報告する。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,17; 森林火災と雷の重畳事象のハザード曲線評価

岡野 靖; 山野 秀将

no journal, , 

森林火災のハザード評価手法及び事象進展評価手法の開発を行ってきた。森林火災と雷の重畳事象では、雷起因の森林火災発生頻度に加え、雷発生時の気象条件の森林火災強度への反映が重要となる。本報では、ロジックツリーにこれらの効果を取入れることで重畳事象のハザード曲線定量化が可能なことを示した。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,18; 異常降雨時におけるCMMC法を用いたプラント状態の定量化

高田 孝

no journal, , 

連続マルコフ過程モンテカルロ法(CMMC法)を用いたプラント状態の事象シーケンス評価手法の適用として、異状降雨事象への適用を行った。解析では、雨水の浸入による各部屋の水位の時間進展を計算するモジュールをCMMC法に追加することで、時間依存事象シーケンスの評価を実施した。

口頭

外部ハザード重畳時の確率論的リスク評価手法の研究開発; 高速炉の空気冷却崩壊熱除去系への影響形態に基づく同定

岡野 靖; 山野 秀将; 高田 孝; 西野 裕之; 栗坂 健一

no journal, , 

高速炉は大気を最終除熱源とし、気象等の外部ハザードが崩壊熱除去系に影響を及ぼし得る。頻度は稀だが影響の大きな未曾有の外部ハザードの後、発現し得る頻度の別の外部ハザードが重畳した場合に、崩壊熱除去系への影響の強度及び継続時間から、考慮すべきハザードの重畳と定量化すべき事項を同定した。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,19; 強風と降雨の重畳ハザードに対するマージン評価手法

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一

no journal, , 

強風と降雨の重畳ハザードを対象にナトリウム冷却高速炉のマージン評価手法を開発した。強風と降雨の重畳時には、強風飛来物による補助冷却設備雨どいの破損に続く排気ダクト内への降雨の浸入による空気冷却器伝熱管疲労破損が考えられ、伝熱管破損までの許容時間をマージンと定義して評価することとした。

口頭

ナトリウム冷却高速炉における火山降灰時のアクシデントマネジメントの有効性に関するCMMC法を用いた定量的リスク評価

鈴木 実*; 高瀬 友基*; 堺 公明*; 高田 孝; 堂田 哲広

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の定量的リスク評価として外部ハザード事象における繰り返し多重故障を評価する手法の確立を目的に、火山噴火時に最終ヒートシンクである空気冷却器が降灰によりフィルタ閉塞した際のアクシデントマネジメント策を繰り返し実施する場合を対象に連続マルコフ連鎖モンテカルロ(CMMC)法を用いてプラント動特性解析を実施した。その結果から、本手法を用いることで火山降灰事象のAM策の有効性について時間経過を考慮して評価できることを示した。

口頭

ナトリウム冷却高速炉における火山噴火ハザードに対するCMMC法を用いたリスク評価に関するパラメータ分析

鈴木 実*; 堺 公明*; 高田 孝; 堂田 哲広

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉の火山噴火による降灰ハザードを対象とした定量的なリスク評価手法の確立を目的に、火山噴火時に最終ヒートシンクである空気冷却器(ACS-AC)が降灰によりフィルタ閉塞した際のアクシデントマネジメント策を繰り返し実施する場合を対象に連続マルコフ連鎖モンテカルロ(CMMC)法を用いてプラント動特性解析を実施した。火山降灰に対するアクシデントマネジメント(AM)策の不確かさをパラメータとして、プラントへの影響を評価した。その結果、ACS-ACのフィルタ閉塞時間を延長することがAM策として極めて有効だと評価された。

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