高経年化技術評価の高度化 -安全規制研究の取り組み-

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カテゴリ: 第9回
1. はじめに
経年化したプラントが増加する中、最新知見 日本では、主要な高経年化対策の研究課題に や技術を導入し、データベースや知識ベースを整いては、高い技術的知見を有する学術界が参画 備して、様々なプラントの実測データの分析・評 る形で、産官学連携の安全研究が取り組まれる 価に基づくプラントの経年劣化状態を正しく把握 例が多い。官界と産業界との間には、規制 vs. することが求められてきている。原子力安全・保 規制の関係においては厳格な独立性が求められ 安院(以下、NISA)は、2006 年度から 2010年度ま が、高経年化対策に係るデータや知見についてい で5ヶ年間、高経年化対策に係る情報や知識を活プラントの安全性を継続的に維持するために活 用するための技術情報基盤の整備を目的とした する上では、両者の間で適切に共有されるべき 『高経年化対策強化基盤整備事業』と称する安全ある。そこでは、官界、産業界および学術界の 規制研究事業を実施し、成果を取りまとめた。 で高経年化対策のデータや知見を効果的に共有 - 2011年3月に発生した福島第一原子力発電所のるための重要な手段として、技術情報基盤が位 事故を契機に、高経年化対策に係る研究ニーズの 付けられる。 優先度は大きく変化し、NISA が 2011 年 10月に立 高経年化対応技術戦略マップは、官界、産業界 ち上げた『高経年化技術評価高度化事業』と称す。 学術界の役割分担を明確化して安全研究や技術 る第二フェーズの安全規制研究事業では、原子力 報基盤の整備等を実効的に実施していくための 発電プラントのシステム安全への取り組みを前面景、課題の優先度、工程等が記されており、毎 に出したものとなった。そこでは、主要機器の経 見直しをかけながら、三者の間で共有されてい 年劣化事象のみならず、プラントシステム全体の官界が資金を提供し、産業界が実機データ等の 安全管理を重要視した研究を実施している。供を行いながら、学術界が高い技術的知見を発 1イ空公証内左室拡している前述の NICA 電洋
2. 技術戦略マップの活用 1日本では、主要な高経年化対策の研究課題につ いては、高い技術的知見を有する学術界が参画す る形で、産官学連携の安全研究が取り組まれる事 例が多い。官界と産業界との間には、規制 vs. 被 規制の関係においては厳格な独立性が求められる が、高経年化対策に係るデータや知見については、 プラントの安全性を継続的に維持するために活用 する上では、両者の間で適切に共有されるべきで ある。そこでは、官界、産業界および学術界の間 で高経年化対策のデータや知見を効果的に共有す るための重要な手段として、技術情報基盤が位置 付けられる。
高経年化対応技術戦略マップは、官界、産業界、 学術界の役割分担を明確化して安全研究や技術情 報基盤の整備等を実効的に実施していくための背 景、課題の優先度、工程等が記されており、毎年 見直しをかけながら、三者の間で共有されている。 官界が資金を提供し、産業界が実機データ等の提 供を行いながら、学術界が高い技術的知見を発揮 して安全研究を実施している前述の NISA 事業に
おいても、この高経年化対応技術戦略マップは、 毎年の研究成果の自己評価や次年度の新たな課題 を設定する事業の PDCA サイクルを回す上で重要 な役割を担ってきた。Fig.1 に、NISA の安全規制 研究事業における研究課題の設定と技術情報基盤 の位置づけ、ならびにその中での技術戦略マップ のPDCA サイクル上の役割を模式図で示す。Technical Information BasisSalely researchResearch outcomeGeneral reviewfunction Review sessions・Duplication/missing of Issues Cross-sectional compatibility of issuesat the development process level - Now research and development issues (Importance, degree of urgency.degree of achievement budget and schedule, implementer)Acquiston ofResearch outcoma1rpro.emartetrattrical Formato r e ( pledge bars Vabase)Research outcomeVon search byton Standarizationf. Knowledgebase.Research cutcomeWaintenanceOptizator! zaion by the pococolla| BudgetingUt ze ontz e tasちなdandarasuhamber s prototen dreseshるわけでうせコナッentedのインコール] Revia of iswardo 2452md. Strategy Map for AMRellect (Reing)Safety regulatory trend, technological advancement, operational experience, and changes in the social enyhonmentFig. 1 Strategy Map as PDCA cycle engine for Ageing Managemet Research Project3. NISA 安全規制研究事業の概要 3.1 第一フェーズ事業 - 2006年度にスタートし、2010年度まで5ヶ年間 実施した。目的は、高経年化対策に資する情報な らびに知識をプラントの安全性向上に活用するた めの技術情報基盤の整備である。国内の4地域を 拠点とした研究クラスター制を採用し、各地域の 特徴を生かした研究テーマを選定して、産官学連 携で研究を推進する事業スキームを採用した。ク ラスター間で実施された類似の研究テーマを効率 的かつ相乗効果を上げるため、クラスター横断の 密な情報交換・連携を図りながら事業を進めた。4 クラスターで 20 を超える研究テーマが実施され、 大きく以下の7つの研究領域に分類された。技術情報基盤の整備 検査・補修技術の高度化 圧力容器の中性子照射脆化」 減肉配管・耐震安全 応力腐食割れ ケーブル絶縁劣化 コンクリート強度劣化Fig. 2 に、4 クラスター制を採用した第一フェー ズ事業の遂行スキームを、Table 1には各クラス ターの特徴等を整理して示す。NISA ConsignmentCooperation INESIndustry Government CommitteeCoordination & managementGeneral ReviewSessionAcademic SoclelyEast Japan Cluster MRICluster CoordinationMeetingInternational OrganizationInternational SymposiumISAGTohoku & Hokkaido ClusterICRCluster CoordinationMeetingDomestic SymposiumIbaraki Cluster JAEACluster CoordinationMeetingSeverIndividual Review SessionsSeven Research Flolds Technical Information Infrastructure ... . . Inspection and RepaleTechnique --Wall-thinning of Piping krradiation EmbrittlementCable Degradation - Stress Corrosion Cracking Concrete DurabilityFukul Cluster SINSSINCluster CoordinationMertingInternational ws:etc.L.02.........................Fig.2 Project Implementation Structure of 1st stage NISA ProjectTable 1 Characteristics of Four Clusters Cluster Name]. Coordinator Profeci characterRosurch auuinCooperative project among Survey research to create a Mitsubishi East Japanuniversities, academic | standardicallon strategy,generally ““ Research Institute, societies, manufacturers, Clustermanaging the upgrading of technical Inc. etc. In Kanto area, whose Information Infrastructure and developingcore Is Univ. of Tokyo knowledge base; etc. Tohoku iEvaluation of the occurrence mechanism Cooperative project among Intelligent Cosmos Hokkaidoof potential ovents; a survey on measures universities in Tohoku / Research Institute, Hokkaido area, whose coreagainst them; research on the accuracy ClusterCorp. | is Tohoku Univ.Improvement of evaluation of SCC andpipe wall-thinning development; etc.Cooperative project among Research on evaluation of embrittlerent Parath?universities and research Japan Atomicat the welding heal-affected zone of organizations, whose core ls nuclear reactor pressure vessels by Clestes Energy AgencyJapan Atomic Energy neutron irradiation; evaluation on the Agency and Univ. of Tokyo degradation of cables; etc.Cooperative project among Fukul Clusteruniversities, research Research on sophistication of pipe wallKinki areasfinstilule of Nuclear organizations, etc. in Fuhul thinning control using actual plant dala;Safety System, Inc. and Kansal area, whose cord evaluation of soundness after the repalo | comperaftain)Is Osaka Unilva Fukul Univ. of the facilities, etc. . acietore5ヶ年間の活動を通じて、一例として減肉配管 の耐震安全に係る評価手法を導出し標準手法とし て提案したのを始め、経年劣化事象に対する基礎 データや知見を取得し、技術情報基盤として取り まとめた。3.2 第二フェーズ事業 -- 2011 年度に5ヶ年計画でスタートし、現在様々 なテーマの安全規制研究を実施している。目的は、 設計・建設の段階から運転さらには廃炉までを見 据え、プラントシステム全体の安全評価を、炉型 や型式さらには運転履歴も考慮して実施できる評 価体系を整備して、稼働プラントの実力ベースの 評価を行う環境を整備することにある。そこでは、 定常運転状態のみならず、過渡・事故状態さらに はシビアアクシデント状態の評価も実施できる評 価体系を目指している。当該評価体系の構築に際しては、重要機器の材 料劣化に着目した従来の研究テーマに留まらず、 プラント全体のシステム応答を炉心損傷頻度や格 納容器損傷頻度といった指標以外の、高経年化プ ラントの実力ベースの安全評価を実施する上で必 要となる評価指標の導出や、評価手法・ツールの 整備を目指す研究テーマも合わせて実施している。 - Fig.3 に、第二フェーズ事業の遂行スキームを 模式図で示す。368General OvervlewExternal Evaluation SystemInternational RelationshipSystem Safety ResearchVerification & ValidationContainmentRegulatory SystemHodificationBSafety Evaluation SystemAgeing Evaluation ProgramEvaluation IndexSevere AccidentData Base & Knowledge BaseExpert PanelF$ on MonitoringTechnique for Pipe Wall ThinningSimulationCodePrediction EquationModification of InspectionBasic Safety Research.....Pipe / NozzleVessel / NozzleCore / FuelCableConcrete StructureNozzlecabre| Vessel / Nozztecore / FuelConcrete suveture] |1Wall ThinningEnvironmentFatigueThermal FatigueIrradiation Embrittlementinsulation DegradationStrength DegradationFig.3 Project Implementation Scheme of 2nd stage NISA Projectプラントの安全上重要な機器と、当該機器に発 生し得る経年劣化事象に着目し、経年劣化事象の 進展のメカニズムの解明に基づく経年劣化予測式 の導出や予測の高精度化を図る。また、当該予測 式に基づく解析コードの整備・改良や、機器の経 年劣化の予測を確実なものにするための検査技術 の高度化、検査箇所や頻度の最適化を図るための 安全基盤研究を実施する。そして、これらの安全 基盤研究の成果を取り込んで、稼働プラントの実 カベースの安全評価を実施する評価体系を整備す るシステム安全研究を並行して実施し、両者の相 互関係を密に保ちながら、事業全体を取りまとめ るスキームとなっている。第二フェーズ事業は、 2013 年度末には中間成果を取りまとめ、継続の実 施意義の高い研究テーマに重点化し、5ヶ年成果 として取りまとめる方針としている。4. 国際標準対応・国際協力への取り組み* 原子力の安全規制は、国際標準への準拠が必須 の情勢にある。したがって、今後の安全規制研究 は、国際的な最新動向を的確に捉え、国際的なニ ーズに則した研究テーマの選定や、研究成果の積 極的な国際発信が求められている。これまで NISA 事業では、第一フェーズから毎年 継続的に国際会議をオーガナイズし、海外の最新 知見を取り入れると共に、事業活動状況や成果を 積極的に情報発信してきた。 - 今後は、日本がリーダーシップを取りながら、 国際協力を一段と推し進める上で、国際共同プロ ジェクトの日本からの提案や国際機関への継続的 な人材の派遣など、国際的な場への積極的な参画 が求められており、NISA 事業を通じて国際貢献を 果たしていく方針である。14・Lanvase. ・年号にするのにPyransta ATきてしまっessociaidiatioは[ 1 / 17s es ・missaradesistategemy..10 Kremisent. danneline Ca-hased. SeaVenga Say cre yeesako.co3モバイルまみれの味がおいし04-11さが多いでしょう1905/07/06能Fig.4 “International Symposium on Ageing Management and Maintenance of Nuclear Power Plants (ISaG)““ held by NISA Project5. まとめ- 原子力安全・保安院の委託として 2006年度から スタートし、現在も継続実施している高経年化対 策に係る安全規制研究を体系的に推進する事業の 概要を紹介した。第一フェーズ事業は、減肉配管 の耐震安全性に係る標準的な評価手法の提案など を含めて、2010 年度末に成果を取りまとめた。そ して、当該成果ならびに 2011年3月に発生した福 島第一原子力発電所の事故に伴う安全規制研究ニ ーズの変化も踏まえて、2011 年度より5ヶ年計画 で第二フェーズ事業に着手した。当該事業の研究 計画や成果については、本学術講演会においても 複数発表がなされているので参照されたい。第二 フェーズ事業は、2013 年度末に3ヶ年間の成果を まとめて中間報告を行い、稼働プラントの実力ベ ースの安全評価を実施できる体系の整備に資する 安全規制研究テーマに重点化して継続し、2016年 度末に成果取りまとめを行う予定である。「謝辞ここでは、原子力安全・保安院のプロジェクト 「高経年化対策強化基盤事業(2006-2010)」およ び「高経年化技術評価高度化事業(2011-)」にて 進めてきた成果を紹介した。関係各位の協力に謝 意を表する。参考文献 [1] M.Takizawa, S.Takagi, H.Miyano and N.Skimura, ““Development of Technical Information Basis in Japanese Ageing Management Program for System Safety of Nuclear Power Plants““, IAEA-CN-194-1P07369“ “高経年化技術評価の高度化 -安全規制研究の取り組み-“ “関村 直人,Noato SEKIMURA,宮野 廣,Hiroshi MIYANO
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