JPH04295967A - 耐震信頼性評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所などの動
力プラントの設備を構成する建屋、機器についての耐震
信頼性評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントでは、将来起こり得
る地震に対して予めプラント設備の耐震信頼性を評価し
ておき、これに基づいてプラントの長期計画的な高信頼
度運用を図っている。従来、プラントの耐震信頼性評価
は、専門家がプラントの建屋、機器の耐震挙動等の各種
データを整理、加工して構築した建屋、機器の故障確率
データベースを専門家自らが参照しながら、評価対象と
する建屋、機器の耐震信頼性評価を個別に行うことによ
り、プラントの耐震信頼性評価を実施している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような耐震信頼性
評価では、故障確率データベースの参照および最終的な
耐震信頼性評価を専門家による手作業に頼っているため
、プラントのシステムが大規模になると、耐震信頼性を
評価するのに長期間に亘る作業を要し、そのコストが非
常に大きなものになる。

【０００４】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
問題点を解消し、プラント設備について耐震信頼性評価
に関する必要な情報を専門家以外の者が迅速かつ容易に
得ることができる耐震信頼性評価装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プラントを構成する建屋、機器について
の設計情報を入力する入力装置と、上記建屋、機器につ
いての地震を起因とする故障確率データがデータベース
として格納された故障確率データ格納手段と、入力装置
から特定されたプラントの建屋、機器についての故障確
率データを上記故障確率データ格納手段から読み込み耐
震信頼性を評価する耐震信頼性評価手段と、この耐震信
頼性評価手段より得られた耐震信頼性評価結果を表示す
る出力表示装置とを備えることを特徴とするものである
。

【０００６】

【作用】本発明によれば、耐震信頼性評価に関するデー
タを格納している故障確率データ格納手段により必要な
データが迅速に参照され、得られたデータを基に評価対
象とする建屋、機器の耐震信頼性が耐震信頼性評価手段
によって迅速かつ容易に評価される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明による耐震信頼性評価装置の一
実施例について添付の図面を参照して説明する。

【０００８】先ず、本発明の耐震信頼性評価装置の構成
を説明するまえに、原子力発電プラントの建屋、機器に
ついてその耐震信頼性を評価するにあたって、基礎の手
法となる安全係数法について説明する。

【０００９】この安全係数法は、建屋、機器の損傷度を
設計用基準地震動を用いた応答解析結果に基づいて耐震
信頼性を評価する手法である。すなわち、建屋、機器の
損傷度は、設計用基準地震動を起因とした場合に年間損
傷確率５０％を与える損傷加速度中間値Ａｍとして与え
られる。この損傷加速度中間値Ａｍは、Ａｍ＝Ｆ・ａ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
…（１）で求められる。ここに、 Ｆ：裕度係数 ａ：基準地震動最大加速度 である。

【００１０】設計用基準地震動に対して建屋、機器が持
つ上記裕度係数Ｆは、また、安全係数とも呼ばれ、これ
は応答解析計算に含まれる種々の裕度を掛け合わせたも
ので、各裕度は応答解析計算の流れに応じて、次の３つ
に分類される。

【００１１】耐力係数　　　　　　　　　　：ＦＣ機器
の応答係数　　　　：ＦＲＥ 建屋の応答係数　　　　：ＦＲＳ 耐力係数ＦＣは、設計用床応答スペクトルが真の値であ
ると仮定したときに、機器が持つ裕度を表している。こ
のとき機器を損傷に至らしめる加速度については、設計
値のように裕度を含む値ではなく、実際に損傷に至る加
速度値が考慮される。

【００１２】機器応答係数ＦＲＥは、機器設置床位置で
の応答加速度を真としたときに、これを基に計算される
床応答スペクトルに対して設計用床応答スペクトルが持
つ裕度を表す。すなわち、この機器応答係数ＦＲＥは、
機器の減衰値、固有周期等による応答の保守性の度合い
を表している。

【００１３】建屋応答係数ＦＲＳは、基準地震動により
計算された建屋の応答に対して、設計値が持つ裕度を表
す。すなわち、この建屋応答係数ＦＲＳは、基準振動目
標応答スペクトル、地盤、建屋の設計減衰値、剛性値に
よる建屋の応答の保守性を表している。

【００１４】建屋および機器と連成される機器の場合、
その応答係数は上記機器応答係数ＦＲＥとは無関係であ
り、その裕度係数Ｆは耐力係数ＦＣと建屋の応答係数Ｆ
ＲＳからなる。機器・配管系の場合には、その安全係数
Ｆは耐力係数ＦＣ、機器の応答係数ＦＲＥ、建屋の応答
係数ＦＲＳから構成される。すなわち、建屋および機器
と連成される機器の安全係数Ｆは、 Ｆ＝ＦＣ・ＦＲＳ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　…（２）機器・配管系の安全係数Ｆは、 Ｆ＝ＦＣ・ＦＲＥ・ＦＲＳ　　　　　　　　　　　　　
　…（３）と表される。

【００１５】このような各々の裕度係数は、ある確定し
た値としてではなく分布特性を持つ確率値として評価さ
れる。安全係数法においては、その確率分布は対数正規
分布となることが仮定されている。この対数正規分布の
大きな特徴の一つは、その再生性にある。すなわち、対
数正規分布に従う変数を掛け合わせて得られる分布もま
た対数正規分布となる。そのばらつきは、各対数標準偏
差の２乗和として算定されることが知られており、この
ため、ばらつきあるいは分布の取扱いが非常に簡単にな
る。また、一般に個々の変数が任意の分布に従うときに
、すべての変数を掛け合わせて得られる分布は対数正規
分布に近付くことが知られている。また、掛け合わせる
変数の数を無限大としたとき、その分布は対数正規分布
そのものになるという性質がある。従って、（２）、（
３）式のように各裕度係数の積として与えられる裕度係
数Ｆの確率分布に対数正規分布を仮定することは妥当性
があるといえる。また、一般に、脆性破壊分布にも対数
正規分布が仮定されることが多く、さらに、対数正規分
布は上述したように再生性があるため、個々の係数に対
数正規分布を仮定すると、取扱いが非常に便利になる。

【００１６】このような対数正規分布の下、裕度係数Ｆ
は、係数の中央値からのばらつきを表す対数標準偏差β
Ｃを用いた分布により表現される。このばらつきは、さ
らにランダムな要因によるものと不確定的要因による２
つに分割することができるが、ランダムな要因による分
布、不確定要因による分布ともに対数正規分布が仮定さ
れる。ばらつきの程度を表す対数標準偏差は、それぞれ
βＲ、βＵで与えられる。実際には、対数標準偏差βＣ
で与えられる分布は、ばらつきの原因を特定せずに１つ
の分布として表現したものと考えることができる。対数
分布の再生性により、この対数標準偏差βＣはβＲ、β
Ｕにより下式で与えられる。

【００１７】 βＣ＝βＲ２＋βＵ２　　　　　　　　　　　　　　　
　　　…（４）そこで，図１に基づき、本実施例の耐震
信頼性評価装置について説明する。図において、符号１
は耐震信頼性評価に関する設計情報を入力するための入
力装置である。 符号２は耐震信頼性評価手段であり、この耐震信頼性評
価手段２は、入力された建屋、機器に関する設計情報を
基にして評価対象とする建屋、機器に対する故障確率デ
ータを故障確率データ格納手段３から読み込むとともに
、この故障確率データに基に上述した安全係数法に従っ
て評価対象とする建屋、機器の耐震信頼性評価を算定す
る。この耐震信頼性評価手段２は信頼性評価について得
られた結果を出力表示装置４に引き渡す。この出力表示
装置４は建屋、機器の耐震信頼性評価結果を表示する。

【００１８】次に、耐震信頼性評価手段２の処理手順に
ついて、図２に基づいて説明する。

【００１９】先ず、評価対象とするプラントが選定され
（ブロック１１）、次に、評価対象とする建屋または機
器が選定される（ブロック１２）。そして、こうして特
定されたプラントの建屋または機器について、耐震信頼
性を評価するのに必要である構成部材強度、また、地震
設計時に実施された時刻歴応答解析を基にした床応答加
速度、減衰定数等の設計情報が入力手段１を介して入力
される（ブロック１３）。

【００２０】故障確率データ格納手段３には、過去に行
われた試験データと専門家による判断に基づいて決定さ
れた建屋、機器の故障確率データがデータベースとして
予め格納されている。図３は原子炉建屋を例にした故障
確率データ格納手段のデータベースのデータの１例を示
したもので、プラントごとに個々具体的な建屋、機器に
ついてそれぞれ算定された耐力裕度係数、対数標準偏差
が整理されているデータベースであり、プラント名と建
屋、機器名を指定することによって随時必要なデータを
参照することができるようになっている。

【００２１】耐震信頼性評価手段２は、上述した安全係
数法に基づいて評価対象とする建屋、機器の耐震信頼性
評価を行う（ブロック１４）。すなわち、この耐震信頼
性評価手段２は、故障確率データ格納手段３から評価対
象とする建屋、機器の各裕度係数を読み込み参照し（ブ
ロック１５、１６）、上記安全係数法に従って（１）式
および（４）式から、損傷加速度中央値Ａｍを評価する
。こうして評価された損傷加速度中央値Ａｍを用いて以
下の式により地震を起因とする年間損傷確率が求められ
る（ブロック１７）。

【００２２】

【数１】 図４は出力表示装置４を介して得られた評価結果の１例
を示す。図中、横軸は解放基盤における地震入力加速度
を、縦軸は地震を起因とする年間損傷確率を、グラフ上
の丸印は建屋、機器が５０％の確率で損傷する入力加速
度を示す。なお、評価結果は表示されるとともに、故障
確率データ格納手段３に新たなデータとして整理されて
登録され、耐震信頼性評価の基礎データとして蓄積され
る。このようにこの耐震信頼性評価装置では、専門家の
以外の者でも迅速かつ容易にプラントの建屋、機器につ
いての耐震信頼性評価を行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、建屋、機器の信頼性評価の基礎となるデータ
がデータベースとして蓄積されている故障確率データ格
納手段と耐震信頼性評価手段とを結び付けることにより
、従来の専門家の手作業に頼って実施されているプラン
トの耐震信頼性評価を専門家以外の者でも迅速かつ容易
に行うことができるため、作業期間を大幅に削減し、そ
のコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による耐震信頼性評価装置の一実施例を
示す構成図。

【図２】上記耐震信頼性評価装置の備える耐震信頼性評
価手段の機能ブロック図。

【図３】上記耐震信頼性評価装置の故障確率データ格納
手段に記憶されているデータベースの一例を示した説明
図。

【図４】上記耐震信頼性評価装置で得られた耐震信頼性
評価結果のフラジリティ曲線を表した図。

【符号の説明】

１　　入力装置 ２　　耐震信頼性評価手段 ３　　故障確率データ格納手段 ４　　出力表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントを構成する建屋、機器についての
   設計情報を入力する入力装置と、上記建屋、機器につい
   ての地震を起因とする故障確率データがデータベースと
   して格納された故障確率データ格納手段と、入力装置か
   ら特定されたプラントの建屋、機器についての故障確率
   データを上記故障確率データ格納手段から読み込み耐震
   信頼性を評価する耐震信頼性評価手段と、この耐震信頼
   性評価手段より得られた耐震信頼性評価結果を表示する
   出力表示装置とを備えることを特徴とする耐震信頼姓評
   価装置。