東海再処理施設における電気部品の保守
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カテゴリ: 第11回
1.緒言
東海再処理施設では、放射性物質の閉じ込めを維 持するための建家換気設備、崩壊熱を除去するため の冷却水設備など(以下「安重相当設備※」という) は、施設の安全を保つために連続運転を行っている。このため、これらの設備を運転するための電力を 供給する動力分電盤を構成する部交換について は、予防保全の観点から、使用環境、稼働状況、メ ーカの交換推奨時期などを基に計画的に実施してい る。 本件では、動力分電盤の保全の考え方電気部 品抽出表に基づいて実施している電気部品の交換管 理について述べる。※安重相当設備:使用済燃料再処理施設の新規制基準に示す 「安全上重要な施設」に相当する設備。
2.東海再処理施設の電気設備について
2.1 東海再処理施設の電気系統 東海再処理施設の電気系統は、核燃料サイクル 工学研究所内の特別高圧変電所において電力会社 から 2 回線の送電線により 154kV で受電し、その うち 1 回線を選択している。 特別高圧変電所では、154kV を 6.6kVに降圧し、 核燃料サイクル工学研究所内の再処理施設に設置 してある変電所及び開閉所に 2 回線の送電線で配 電している。 変電所及び開閉所では、6.6kVを400Vに降圧し、 2 回線で各施設内に設置した動力分電盤にて配電 している。各施設内の動力分電盤では排風機、ポ ンプ等の機器に給電し運転を行っている。また、 再処理施設内の変電所及び開閉所には、電力会社 からの送電が停止した場合に備えて非常用発電機 を設置している。 図 1 に東海再処理施設の電気系統図を示す。 図 1.東海再処理施設の電気系統図 2.2 動力分電盤の役割及び構造 施設内の負荷へ電気を給電する動力分電盤の構 造は、図 2 に示すモーターコントロールセンタ型 で、受電部と配電部で構成している。受電部は、2 回線を受電して 1 号系及び 2 号系の配電部に給電 している。万一、1 系統が停電した場合でも母線 連絡用遮断器が自動投入され、1 号系、2 号系の配 電部に給電するシステムとなっている。図 3 に動 力分電盤の単線結線図を示す。 配電部は、計装制御盤からの起動・停止信号に 連絡先:青木 賢二 319-1194 茨城県那珂郡東海村村松 4-33、核燃料サイクル工学研究所 再処理技術開発センター 施設管理部 施設保全第 2 課 電話: 029-282-1111、e-mail:aoki.kenji @jaea.go.jp - 209 - より開閉する電磁接触器、負荷設備(機器)の短 絡発生時に当該回路を遮断して他の機器を保護す るための配線用遮断器、機器の過電流を検知し機 器を保護するサーマルリレー等の電気部品から構 成されている。 この配電部は、前述した電気部品類をコンパク トに纏めたユニット式となっており、当該ユニッ トを引出す(取外す)ことにより、安全かつ容易 に部品交換が行える構造にしている。図 2 に示し たユニット内部の写真を図 4 に示す。 ユニット 図 2.モーターコントロールセンタ型動力分電盤の外観 図 3.動力分電盤の単線結線図 受電部 配電部 - 210 - 図 4.ユニット内部の写真 東海再処理施設では、機能喪失により、一般公衆 及び放射線従事者に過度の放射線被ばくを及ぼす恐 れのある構築物、系統及び機器並びに事故時に一般 公衆及び放射線従事者に及ぼす恐れのある過度の放 射線被ばくを緩和するために設けられた構築物、系 統及び機器が設けられている。 これらのうち、電気を必要とする具体的な設備の 例としては、放射性物質の閉じ込めを維持するため の建家、セル等の換気設備、高放射性廃液の崩壊熱 を除去するための冷却水設備などがあり、これらを 安重相当設備の負荷とし、それ以外をその他の負荷 に分類している。表 1 に負荷の重要度に応じた分類 を示す。 ヒューズ 電磁接触器漏電リレー 配線用遮断器 サーマルリレー 補助継電器 3.負荷の重要度に応じた分類 表 1.負荷の重要度に応じた分類 負荷の例 重要度分類 建家換気設備の排風機、冷却水設備 のポンプ等 安重相当設備の負荷 送液ポンプ、搬送設備の電動機、 放射線管理機器、コンセント等 その他の負荷 部品の交換頻度についての交換方針を示している。 4.動力分電盤の保全の考え方 表 3 に電気機器・部品の交換方針の抜粋を示す。 電気設備のうち、動力分電盤の点検としては、日 常点検及び年次点検がある。日常点検では、動力分 表 3.電気機器・部品の交換方針(抜粋) 電盤の状態を目視、電流、電圧等を測定し異常の有 無を確認している。また、年次点検においては、動 力分電盤の絶縁抵抗試験、機器の作動試験等を実施 するとともに、安重相当設備の負荷に給電している 動力分電盤については、動力分電盤を構成する電気 部品のうち、電気部品の故障により安重相当設備の 運転が不可能となる部品について予防保全の観点か ら定期的な交換を行っている。この交換については、 電気部品の交換頻度の考え方をあらかじめ定め、こ れに従って交換を行っている。 表2に電気部品の交換頻度の考え方をまとめた 「電気部品の交換頻度の考え方」を示す。 表 2.電気部品の交換頻度の考え方 電気部品(重要度) 交換頻度の考え方 安重相当設備の負荷に給電し ている電気部品のうち故障に より負荷が運転不可能となる 電気部品 5.2 電気部品抽出表の作成 電気部品の交換を合理的かつ効果的に実施す るためには、動力分電盤を構成する電気部品及 びそれが故障することによる影響を把握するこ とが重要である。これらを把握するために電気 部品の抽出を行い、影響評価を行った。 影響評価の結果、故障により安重相当設備の 運転が不能となる部品については、状態基準保 全により交換するか、時間基準保全により交換 するかを決定した。 その手順を以下に示す。 (1)電気部品の抽出 安重相当設備の負荷へ給電する全ての動力 分電盤について、完成図書等から構成する電 気部品をリストアップし、型式、メーカ名、 設置数、使用年等を確認している。 (2)電気部品の故障による影響評価 動力分電盤の回路図からリストアップした 部品ごとにその用途を調査し、故障により安 重相当設備が運転不能となるか否かを判別し ている。 (数値は年を示す。) メーカ推奨交換時期前に交換する 原則、事後保全で交換する。 但し、点検により劣化が確認され 上記以外の電気部品 た場合は、使用環境及び稼働状況 を考慮し予防保全として交換を実 施する 5.電気部品の交換管理 電気部品の交換は、予防保全の観点からメーカ推 奨の交換時期までに全てを交換することが望ましい が、全ての電気部品を交換することは、経費面で困 難である。そのため、以下のことを考慮し電気部品 の交換管理を実施している。 5.1 部品ごとの交換時期の確認 日本電機工業会(JEMA)の調査報告書、一般産 業メーカ、火力原子力設備の交換推奨時期の調査 結果等を参考にして、JAEA 核燃料サイクル工学研 究所では、電気工作物保安規程の細則として「電 気設備保守点検指針」を定め、この中で電気機器・ - 211 - 図 5 に部品のリストアップに使用した動力 分電盤のユニットの回路図(冷却水ポンプの 例)を示す。 図 5.ユニットの回路図(冷却水ポンプの例) (3)状態基準保全として交換する部品 運転不能になると判別した部品について 年次点検時の絶縁抵抗測定、作動試験等から 劣化状況を判別し、交換時期を判断できるも のは状態基準保全として、点検の結果から交 換の要否を決めて交換している。 (4)時間基準保全での交換時期 年次点検では交換時期が判断できないと判 別された電気部品(リレー、タイマー、ヒュ ーズ、電磁接触器等)は、時間基準保全とし てメーカ交換推奨時期までに交換している。 電気部品抽出表は、上記の(1)~(4)の項目 を実施した結果を機器ごとにまとめたもの である。表 4 に電気部品抽出表の一例を示す。 表4.電気部品抽出表(一例) - 212 - 5.3 電気部品抽出表による交換管理 作成した電気部品抽出表に基づき、以下のよ うに電気部品抽出表の実績を評価している。 (1)年次点検で行う電気部品の交換計画を年度 ごとに作成する。 (2)電気部品交換計画に基づき交換を実施し、実 績を電気部品抽出表に反映する。また、突発 的に実施した部品交換の実績についても、そ の都度電気部品抽出表に反映する。 (3)電気部品交換の都度、実績にあわせ電気部品 交換抽出表の見直しを行っている。なお、電 気部品の交換推奨時期等に変更が生じた場 合は、電気部品交換抽出表及び電気部品交換 計画を変更する。 図6に電気部品管理のフロー図を示す。“ “東海再処理施設における電気部品の保守 “ “青木 賢二,Kenji AOKI,西田 恭輔,Kyosuke NISHIDA,檜山 久夫,Hisao HIYAMA
東海再処理施設では、放射性物質の閉じ込めを維 持するための建家換気設備、崩壊熱を除去するため の冷却水設備など(以下「安重相当設備※」という) は、施設の安全を保つために連続運転を行っている。このため、これらの設備を運転するための電力を 供給する動力分電盤を構成する部交換について は、予防保全の観点から、使用環境、稼働状況、メ ーカの交換推奨時期などを基に計画的に実施してい る。 本件では、動力分電盤の保全の考え方電気部 品抽出表に基づいて実施している電気部品の交換管 理について述べる。※安重相当設備:使用済燃料再処理施設の新規制基準に示す 「安全上重要な施設」に相当する設備。
2.東海再処理施設の電気設備について
2.1 東海再処理施設の電気系統 東海再処理施設の電気系統は、核燃料サイクル 工学研究所内の特別高圧変電所において電力会社 から 2 回線の送電線により 154kV で受電し、その うち 1 回線を選択している。 特別高圧変電所では、154kV を 6.6kVに降圧し、 核燃料サイクル工学研究所内の再処理施設に設置 してある変電所及び開閉所に 2 回線の送電線で配 電している。 変電所及び開閉所では、6.6kVを400Vに降圧し、 2 回線で各施設内に設置した動力分電盤にて配電 している。各施設内の動力分電盤では排風機、ポ ンプ等の機器に給電し運転を行っている。また、 再処理施設内の変電所及び開閉所には、電力会社 からの送電が停止した場合に備えて非常用発電機 を設置している。 図 1 に東海再処理施設の電気系統図を示す。 図 1.東海再処理施設の電気系統図 2.2 動力分電盤の役割及び構造 施設内の負荷へ電気を給電する動力分電盤の構 造は、図 2 に示すモーターコントロールセンタ型 で、受電部と配電部で構成している。受電部は、2 回線を受電して 1 号系及び 2 号系の配電部に給電 している。万一、1 系統が停電した場合でも母線 連絡用遮断器が自動投入され、1 号系、2 号系の配 電部に給電するシステムとなっている。図 3 に動 力分電盤の単線結線図を示す。 配電部は、計装制御盤からの起動・停止信号に 連絡先:青木 賢二 319-1194 茨城県那珂郡東海村村松 4-33、核燃料サイクル工学研究所 再処理技術開発センター 施設管理部 施設保全第 2 課 電話: 029-282-1111、e-mail:aoki.kenji @jaea.go.jp - 209 - より開閉する電磁接触器、負荷設備(機器)の短 絡発生時に当該回路を遮断して他の機器を保護す るための配線用遮断器、機器の過電流を検知し機 器を保護するサーマルリレー等の電気部品から構 成されている。 この配電部は、前述した電気部品類をコンパク トに纏めたユニット式となっており、当該ユニッ トを引出す(取外す)ことにより、安全かつ容易 に部品交換が行える構造にしている。図 2 に示し たユニット内部の写真を図 4 に示す。 ユニット 図 2.モーターコントロールセンタ型動力分電盤の外観 図 3.動力分電盤の単線結線図 受電部 配電部 - 210 - 図 4.ユニット内部の写真 東海再処理施設では、機能喪失により、一般公衆 及び放射線従事者に過度の放射線被ばくを及ぼす恐 れのある構築物、系統及び機器並びに事故時に一般 公衆及び放射線従事者に及ぼす恐れのある過度の放 射線被ばくを緩和するために設けられた構築物、系 統及び機器が設けられている。 これらのうち、電気を必要とする具体的な設備の 例としては、放射性物質の閉じ込めを維持するため の建家、セル等の換気設備、高放射性廃液の崩壊熱 を除去するための冷却水設備などがあり、これらを 安重相当設備の負荷とし、それ以外をその他の負荷 に分類している。表 1 に負荷の重要度に応じた分類 を示す。 ヒューズ 電磁接触器漏電リレー 配線用遮断器 サーマルリレー 補助継電器 3.負荷の重要度に応じた分類 表 1.負荷の重要度に応じた分類 負荷の例 重要度分類 建家換気設備の排風機、冷却水設備 のポンプ等 安重相当設備の負荷 送液ポンプ、搬送設備の電動機、 放射線管理機器、コンセント等 その他の負荷 部品の交換頻度についての交換方針を示している。 4.動力分電盤の保全の考え方 表 3 に電気機器・部品の交換方針の抜粋を示す。 電気設備のうち、動力分電盤の点検としては、日 常点検及び年次点検がある。日常点検では、動力分 表 3.電気機器・部品の交換方針(抜粋) 電盤の状態を目視、電流、電圧等を測定し異常の有 無を確認している。また、年次点検においては、動 力分電盤の絶縁抵抗試験、機器の作動試験等を実施 するとともに、安重相当設備の負荷に給電している 動力分電盤については、動力分電盤を構成する電気 部品のうち、電気部品の故障により安重相当設備の 運転が不可能となる部品について予防保全の観点か ら定期的な交換を行っている。この交換については、 電気部品の交換頻度の考え方をあらかじめ定め、こ れに従って交換を行っている。 表2に電気部品の交換頻度の考え方をまとめた 「電気部品の交換頻度の考え方」を示す。 表 2.電気部品の交換頻度の考え方 電気部品(重要度) 交換頻度の考え方 安重相当設備の負荷に給電し ている電気部品のうち故障に より負荷が運転不可能となる 電気部品 5.2 電気部品抽出表の作成 電気部品の交換を合理的かつ効果的に実施す るためには、動力分電盤を構成する電気部品及 びそれが故障することによる影響を把握するこ とが重要である。これらを把握するために電気 部品の抽出を行い、影響評価を行った。 影響評価の結果、故障により安重相当設備の 運転が不能となる部品については、状態基準保 全により交換するか、時間基準保全により交換 するかを決定した。 その手順を以下に示す。 (1)電気部品の抽出 安重相当設備の負荷へ給電する全ての動力 分電盤について、完成図書等から構成する電 気部品をリストアップし、型式、メーカ名、 設置数、使用年等を確認している。 (2)電気部品の故障による影響評価 動力分電盤の回路図からリストアップした 部品ごとにその用途を調査し、故障により安 重相当設備が運転不能となるか否かを判別し ている。 (数値は年を示す。) メーカ推奨交換時期前に交換する 原則、事後保全で交換する。 但し、点検により劣化が確認され 上記以外の電気部品 た場合は、使用環境及び稼働状況 を考慮し予防保全として交換を実 施する 5.電気部品の交換管理 電気部品の交換は、予防保全の観点からメーカ推 奨の交換時期までに全てを交換することが望ましい が、全ての電気部品を交換することは、経費面で困 難である。そのため、以下のことを考慮し電気部品 の交換管理を実施している。 5.1 部品ごとの交換時期の確認 日本電機工業会(JEMA)の調査報告書、一般産 業メーカ、火力原子力設備の交換推奨時期の調査 結果等を参考にして、JAEA 核燃料サイクル工学研 究所では、電気工作物保安規程の細則として「電 気設備保守点検指針」を定め、この中で電気機器・ - 211 - 図 5 に部品のリストアップに使用した動力 分電盤のユニットの回路図(冷却水ポンプの 例)を示す。 図 5.ユニットの回路図(冷却水ポンプの例) (3)状態基準保全として交換する部品 運転不能になると判別した部品について 年次点検時の絶縁抵抗測定、作動試験等から 劣化状況を判別し、交換時期を判断できるも のは状態基準保全として、点検の結果から交 換の要否を決めて交換している。 (4)時間基準保全での交換時期 年次点検では交換時期が判断できないと判 別された電気部品(リレー、タイマー、ヒュ ーズ、電磁接触器等)は、時間基準保全とし てメーカ交換推奨時期までに交換している。 電気部品抽出表は、上記の(1)~(4)の項目 を実施した結果を機器ごとにまとめたもの である。表 4 に電気部品抽出表の一例を示す。 表4.電気部品抽出表(一例) - 212 - 5.3 電気部品抽出表による交換管理 作成した電気部品抽出表に基づき、以下のよ うに電気部品抽出表の実績を評価している。 (1)年次点検で行う電気部品の交換計画を年度 ごとに作成する。 (2)電気部品交換計画に基づき交換を実施し、実 績を電気部品抽出表に反映する。また、突発 的に実施した部品交換の実績についても、そ の都度電気部品抽出表に反映する。 (3)電気部品交換の都度、実績にあわせ電気部品 交換抽出表の見直しを行っている。なお、電 気部品の交換推奨時期等に変更が生じた場 合は、電気部品交換抽出表及び電気部品交換 計画を変更する。 図6に電気部品管理のフロー図を示す。“ “東海再処理施設における電気部品の保守 “ “青木 賢二,Kenji AOKI,西田 恭輔,Kyosuke NISHIDA,檜山 久夫,Hisao HIYAMA