INSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 9146

米国原子力発電所におけるポンプの不具合発生傾向
Trend Analysis of pump Failure Events at U.S. Nuclear Plants
徳久聡（Satoshi Tokuhisa）＊1

要約
原子力発電所では，多数のポンプが複数の場所で使用されている．ポンプは，正常に動作させるために，主軸，軸受，軸継手等多数の機械品が組み合わされて構成されていることから，個々の部品の信頼性維持がポンプ全体の信頼性維持に直結することとなる．
本分析においては，原子力安全システム研究所の原子力情報データベースに登録されている米国原子力発電所不具合事象から，ポンプ本体の不具合が扱われている 28 事象を抽出し，発生数の推移，不具合発生原因別，不具合発生対策別の分類を行った．
その結果，米国ではポンプの不具合は保守不良が多いことが判明した，また対策として，手順書の改訂，部品取替，補修が多く，設計変更が少ないことを確認した．
キーワード

原子力発電所，傾向分析，ポンプ

Abstract
Many pumps are used in nuclear power plants, and they are used in some place.
To run normally, since maintaining each components' reliability is directly connected to pumps'reliability, they are constructed by many mechanical components such as main shaft, shaft
bearing, shaft coupling, and so on.
In this study, 28 events related to the failure of the body of pumps at nuclear power plants in
the United States are selected from the nuclear information database owned by the Institute of
Nuclear Safety System, and these events are analyzed in view of the history of occurrence, causeof failure and countermeasures and so on. As a result, it was found that the causes of pumps
failure were often poor maintenance. Also among the countermeasures, revision of procedures,
replacement parts and fraction of repair was large, and that of design changes was small.
Keywords

nuclear power plant, trend analysis, pump

1. はじめに外原子力発電所で発生した不具合情報を収集し構築した原子力データベースに登録されているポンプの原子力安全システム研究所（以下「INSS」という）不具合事例の傾向分析を行うことにより，国内電力

では，米国原子力発電所の不具合情報を収集し，そに教訓となりうる項目の抽出ができないか検討をの情報で述べられている事象から得られる教訓によ行った．

り，国内の加圧水型原子炉（PWR）に対策を必要とする項目がないか，分析を行っている（1）．

2. 傾向分析

筆者は，これまで，配管，電動弁駆動装置，安全弁の傾向分析を行っており，今回プラントの設備と2.1 分析対象とその抽出して重要なポンプに着目し，分析を行った．なお，モータ等駆動源，ポンプ本体の周辺装置の不具合にINSS で構築している原子力情報データベースに起因するものを含めると，約 10 倍程度の不具合件

は，1994 年以降に発行された米国原子力発電運転数となったため，今回はポンプ本体の不具合のみを協会（Institute of Nuclear Power Operation：以下対象とした．

「INPO」という），世界原子力発電事業者協会（World

本分析では，これまでの分析の過程において，海＊ 1 （株）原子力安全システム研究所

技術システム研究所

Association of Nuclear Operators：以下「WANO」

INSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 9という）の運転経験情報，および米国原子力規制委員会（Nuclear Regulatory Commission：以下「NRC」

6%（3件）と い う ） の Event Notiﬁcation Report, Licensee

9%（4件）

1472%（1件）
34%（16件）

手順書の改訂
部品取替え

Event Report, 2001 年以降に発行された仏国原子補修（改良含む）

力安全規制局（Autorite de surete nucleaire：以下点検・解析「ASN」という）の MAGNUC 情報，国際原子力機設計変更

関（International Atomic Energy Agency： 以 下

その他「IAEA」という）の事象報告システム（Incident
Reporting System : 以下「IRS」という）が登録さ23%（11件）れている．このうち，INPO, WANO, IAEA の情報

図２

26%（12件）
ポンプの不具合対策別分類（米国）は非公開情報であり，会員間の情報交換，共有を目的として作成・発行されている．一方，NRC の因する不具合は多い . このことより，適切な保守をEvent Notiﬁcation Report, Licensee Event Report,

実施すれば不具合発生をかなりの割合で低減できる

ASN の MAGNUC 情報等は公開情報であり，一定と考えられる .の基準を超える事象が発生した場合に，公衆へ通知

年劣化は，保守不良による経年劣化を含まないものすることを目的として作成・発行されている．

として，原子力情報データベースに登録している．

なお不具合原因別に分類のうち経したがって本分析では，原子力情報データベースに登録されているなかで，2007 年から 2016 年の過2.3 不具合対策別の分類

去 10 年間に米国原子力発電所で発生した不具合事
象のうち，NRC の Licensee Event Report の原文

前述の不具合事象 28 件の対策 47 件について , ポン

情報に「pump」かつ「failure」が記載されている

プ本体の各不具合原因において不具合対策を分類し事象を抽出し，その内容からポンプ本体の不具合がた結果を図２に示す． なお，不具合事象と対策の取り扱われると判定した事象を分析の対象とした．

件数が一致していないのは，1 つの不具合事象に複数の対策があるためである． 保守不良の対策とし

2.2 不具合原因別の分類て，手順書の改訂（16 件），部品取替（12 件），補修（11 件）が多く，点検・解析（４件）, 設計変更

原子力情報データベースに登録されている，2007（３件）が少なかった . これらのことより，現状の年から 2016 年の間の米国原子力発電所の公開情報

点検周期で適切な保守を実施する必要があると考えで原文情報に「pump」かつ「failure」が記載されられる．

ていた不具合情報 1162 件（2017 年５月７日時点）のうち，ポンプ本体の不具合事象として 28 件を抽2.4 全体傾向出した．
図１にポンプの不具合原因別に分類した結果を示

図３に米国原子力発電所で過去 10 年間のポンプす．保守不良が 13 件と，約半数を占め，保守に起本体の不具合事象の発生年毎の発生件数を示す．発

7%
（2件）

64%
（1件）
46%
（13件）

11%
（3件）

保守不良
経年劣化
設計不良
製造不良
運転不良

14%
（4件）

施工不良
18%
（5件）
図１

ポンプ単体の不具合原因別分類（米国）

5発 4生
3件
数 2102007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

発生年
図３ポンプ不具合発生件数の推移（米国）INSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 9148

生件数は決して少なくなく ,10 年間を通して増加や13%（1件）減少傾向は見られない．

50%
（4件）

25%（2件）手動停止 原子炉冷却系統

ポンプのような機器の場合，不具合事象として報告されるのは , ポンプの不具合そのものが対象とし自動停止 原子炉冷却系統て取り扱われるのではなく，プラントへの影響の大きかった事象のうちポンプが主な原因となった場合であり，結果としてこのような事象が主に報告され，プラントへの影響の無かった事象はその多数が報告されていないことも考えられる．

2.5 プラントへの影響別分類

手動停止 主給水系統

12%
（1件）
図５

自動停止 タービ
ン制御油系統ポンプの不具合によるプラントへの影響（系統別）（米国）

2.6 日本国内事象の不具合抽出と分類2007 年から 2016 年に発生したポンプ本体の不具

日本国内のポンプに関係する不具合事象を原子力

合 28 事象のうち出力運転中に発生した 19 事象につ（3）で調査し施設情報公開ライブラリー（NUCIA）

いて，ポンプの不具合によるプラントへの影響別にた（2017 年７月７日現在）ところ，国内では 2002

分類した結果を図４に示す．複数の影響があった場

年から 2011 年までの 10 年間で 59 件が報告された．

合は，そのうち最も影響が大きいと考えられるもの

なお対象範囲を 2011 年までとしたのは，2011 年３を取り上げた．

月 11 日における福島第一原子力発電所事故以降，国内原子力発電所の稼働率が低下しているためであ

5%
（1件）
21%
（4件）

る．米国と同様にポンプの不具合の分類を行った結48%
（9件）

運転継続
手動停止
自動停止
出力抑制

26%
（5件）
図４

ポンプの不具合によるプラントへの影響別分類（米国）

果，日本では 59 件であった．
次に日米の運転中プラント１基当たりの発生数で比較した .

比較するに当たっては 2002 年から 2011（4）年まで稼働している基数（米国 104 基，日本 54 基）を採用した .

また 2002 年から 2011 年までの米国と日本の設備利用率はそれぞれ，90%（5），68%（6）であった．1 年間のうち稼働時間あたりの運転中のプラン
ト１基あたりに換算すると，不具合数は平均で米国0.029 件，日本で 0.16 であった．両国の不具合の報告の基準，仕組みが異なるが，米国においてはプラ計画外の手動停止，あるいは自動停止といった原ントの設備利用率を向上させるために運転中の状態子力発電所の信頼性に直接影響を与えた事象はそ

監視保全が重点的に実施されていることより，国内

れぞれ，5 件（26%），あるいは４件（21%）と比較においても運転中の状態監視保全を重点的に実施し的多く , ポンプ本体の不具合発生を減少させること，ていくことが重要である．

すなわち信頼性を維持・向上させることがプラントの稼働率の維持・向上にとって重要であることがわ

3. まとめかる．
次に，計画外の自動停止５事象，計画外の手動停

本分析では，過去 10 年間に米国で報告されたポ止４事象について，不具合が発生した系統別に分類

ンプの不具合について様々な切り口で分類を行い，した結果を図５に示す．主給水系統で不具合が発生考察を加えた．

したことによる事象が４件と全体の半数を占めた．

（1）過 去 10 年 間 に 米 国 で 報 告 さ れ た ポ ン プ 本 体

このことより主給水系統におけるポンプ不具合発生（モータ等駆動源，ポンプ本体の周辺装置の不を減少させることが，プラントの稼働率の維持・向具合に起因するものは除く）は 28 件であった．

上にとって重要であることがわかる．

不具合は過去 10 年をとおして，増加傾向や減INSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 9

少傾向は見られなかった．
（2）ポンプ本体の不具合発生原因のうち，保守不良の割合が米国で多かった．米国においては , 不具合発生原因において，設計不良や経年劣化よりも保守不良の割合が高かったことから，日本国内においては，ポンプ本体の不具合発生防止対策として作業者の技術力の維持・向上を図る必要がある．また，技術力向上においては，協力会社，メーカを含めたナレッジマネジメント（知識の管理）により情報を共有し，活用することにより，技術伝承をしていく必要がある．
また，今後日本では米国の「原子炉監視プロセス」（Reactor Oversight Process: ROP）
）をひな型とする検査制度見直しが行われることより，保守を含む保安活動において事業者の技術力を向上させていくことが重要である．

文献（1） 宮 崎孝 正 他 ,「 海 外 原 子 力 発 電 所 に お け

る 不 具 合 事 象 の 傾 向 分 析（2004 年 ），INSSJournal, Vol. 12, P82（2005）．
（2） 宮崎孝正「経年劣化と人的過誤を取り入れた原子力発電所不具合事象の新しい原因分類 法（2006 年 ），INSS Journal, Vol. 13 P261
（2006）．
（3） 一般社団法人

原子力安全推進協会，原子力施設情報公開ライブラリー，

http://www.

nucia.jp/（2017 年７月７日現在）．
（4） 日本原子力産業会議，「世界の原子力開発の動向（各年）．
（5） 米国 NEI（原子力エネルギー協会）．
http://www.nei.org/（6） （独）原子力安全基盤機構

原子力施設運転管理年報平成 23 年度版（平成 22 年度実績），
平成 23 年 10 月 P36．

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