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  •  グループのミッション
  •  原子力発電の円滑な推進には安全確保がなにより重要です。安全解析グループは、通常運転時からシビア・アクシデントに至る一連の事象を解析できる安全解析コード(IMPACT)を開発しており、同コード開発の過程で培った熱流動現象の解析技術・ノウハウ等を活用して、原子力発電プラントで想定される種々の事象を計算機シミュレーションにより評価分析を行います。
       

  •  IMPACTコードの概要
  •  IMPACTコードは、軽水炉の安全裕度を定量的に評価できるものとするため、できるだけ物理現象を記述した機構論的モデルで構築することとし、かつ、開発および運用・保守の効率を考慮してモジュール構成としています。平成15年3月に日本原子力学会技術開発賞を受賞するほか、これまでOECD主催の各種解析作業に参画しており、その解析能力は、現在世界で使用されている解析コードの中でトップクラスであることが確認されています。IMPACTコードには以下のコードが含まれており、それぞれのコード、あるいはモジュールごとに利用できます。また、並列計算機、ワークステーションのいずれにも搭載可能です。
    流体遷移挙動解析コード:CAPE 燃料集合体の温度を過度に上昇させることなく安全に運転することのできる最大の出力(BWRの限界出力、あるいはPWRのDNB出力)を解析する。
    液体・構造連成解析コード:FLAVOR 管群等の流動励起振動現象を移動境界の下で二次元解析する。移動境界の効果が無視できる場合には、構造物表面における圧力振動を三次元解析する。
    流動解析コード:PLASHY 単相、二相及び混相流の三次元流動解析モジュールから成るCFD
    (Computational Fluid Dynamics)コード。過渡変化を含む伝熱・流動挙動
    を解析する。
    シビアアクシデント解析コード:SAMPSON 軽水炉発電プラントの定常運転から原子炉内事象を経て格納容器事象に至る一連のシビアアクシデント事象を、11個の独立モジュールを組み合わせて解析する。
      SAMPSONモジュールの構成と機能

  •  最近の主な研究成果
  • 1.達成解析による気液二相流中構造物の振動・腐食評価手法の開発
    (経済産業省革新的実用原子力技術開発費補助事業、平成17年度〜19年度)
    東京大学を中心とする研究チームに参画し、軽水炉発電プラントを対象として、単相流及び二相流中にある種々の構造物や配管の腐食による減肉挙動を三次元解析できる技術を開発しました。図2は配管が腐食して肉厚が減少する現象を解析した事例を実測値を比較して示したものです。配管内を流れる冷却材の水質に依存した流動加速腐食の現象を再現できています。
     
    2.新技術を活用した高速炉の次世代安全解析手法に関する研究開発
    (文部科学省原子力システム研究開発事業、平成17年度〜21年度)
    東京大学を中心とする研究チームに参画し、高速炉の炉心崩壊事故を想定した場合の燃料の挙動や熱流動挙動を解析できる技術を開発しています。
    本事業では構成式に依存しない新しい計算科学(MPS法)に基づく熱流動解析技術を開発・整備し、社会的受容性の高い安全理論の構築に資することを目的としています。図3は、MPS法の解析機能検証のために、パイプに金属片が衝突した際のパイプの変形挙動を解析した結果です。
     

  •  ニーズに応えた安全解析の実施
  •  IMPACTコードは、原子力分野に限らず、工業機械の電熱流動挙動の解析や火山の溶岩流挙動の解析等にも利用されています。これまでも独立行政法人や民間企業等からの受託により原子力プラントや各種工業機器の電熱流動・安全解析を実施してきました。
     当研究所は、これらの受託業務で培った技術・ノウハウ及びIMPACTコードの開発を通じて得られた解析技術、ノウハウ等を活かして、お客様のニーズにお答えできる安全解析をお引き受けしています。また、これまでの実績に基づきコンサルテーションも実施します。さらに、新たな安全解析コードの開発、あるいは改良など、お客様の安全解析に関するあらゆるニーズにお答えできます。
       

  •  連絡先
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    部長 内藤 正則
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