ヘリウム循環機回転数制御装置盤の更新に係る設工認申請の要否について（行政相談）
令和 3 年 11 月 24 日
（国）日本原子力研究開発機構
高温工学試験研究炉部
１．はじめにＨＴＴＲでは、令和 4 年度にヘリウム循環機回転数制御装置盤（以下「回転数制御装置盤」という。
）の更新（高経年化対応）を計画している。現在、回転数制御装置盤の更新に係る技術的検討を進めており、次年度の予算配賦が決定し次第、更新に係る契約手続を行う予定である。更新作業に伴い、事前に当該機器の設計及び工事の計画の認可に係る手続きについて確認させて頂きたい。
「核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」（以下「炉規法」という。
）の第 27 条（設計及び工事の計画の認可） 第 1 項において、「設計及び工事の計画の認可」を要する事項は、原子力規制委員会規則に定められた「変更の工事」を対象とすることが定められている。この「変更の工事」については、「試験研究の用に供する原子炉等の設置、運転等に関する規則」（以下「試験炉規則」という。
）第 2 条の 2（設計及び工事の計画の認可を要しない工事等）に、「設計及び工事の方法」の変更を伴う工事以外の工事と定められている。今回の更新は、「設計及び工事の方法」の変更を伴うが、その変更が、炉規法第 27 条第 2 項として定められ、試験炉規則第 2 条の 2（設計及び工事の計画の認可を要しない工事等）第 2 項に詳細が定められた「放射線遮蔽物の側壁における線量当量率の値を大きくしないものその他試験研究用等原子炉施設の保全上支障のない変更」にあたることから、記載事項に係る軽微な変更による手続きが必要であると考えている。
なお、軽微な変更としての記載の変更は、回転数制御装置盤内の周波数変換器の形式に関する現状の記載「ＧＴＯサイリスタインバータ」を「ＩＧＢＴインバータ」へ変更するのみである。
２．更新機器①原子炉冷却系統施設のうち一次冷却設備のうち１次ヘリウム循環機のうちの回転数制御装置盤 4 台②原子炉冷却系統施設のうち二次冷却設備のうち２次ヘリウム循環機のうちの回転数制御装置盤 1 台
３．設備概要回転数制御装置盤は、盤内に設置する周波数変換器により原子炉の運転状態に応じた 1 次冷却材及び 2 次冷却材の循環流量を確保するために VVVF 制御（可変電圧可変1周波数制御）にて、1 次ヘリウム循環機及び 2 次ヘリウム循環機に係る電動機の回転数を連続的に変化させるための機器として計 5 台設けられている。なお、回転数制御装置盤は、耐震クラスはＣクラス、重要度分類はＭＳ ３に該当する。
４．使用前検査の実績
回転数制御装置盤内に設置する周波数変換器に係る使用前検査として、一次冷却設備並びに二次冷却設備のうち２次ヘリウム冷却設備の系統機能検査*を受検している。
＊ヘリウム循環機の流量が規定値以上であることを確認。
使用前検査要領書申請番号：3 原研 53 第 1 号
受検年月日：平成 9 年 1 月 31 日
使用前検査番号：358（一次冷却設備）
359（二次冷却設備のうち２次ヘリウム冷却設備）
５．許認可申請の必要性
本更新に伴い、既設工認に記載されている周波数変換器の形式が変更（参考資料 1）となるが、下記に示すとおり、更新機器は既認可品と同一の性能を有していることから、試験炉規則第 2 条の 2 第 2 項（原子炉施設の保全上支障のない変更）に該当すると考えており、記載事項に係る軽微な変更を行うこととしたい。また、原子炉設置変更許可申請書の添付書類八に周波数変換器の形式が記載（参考資料 2）されているが、添付書類であるため、当該記載については次回の変更許可申請時に変更する。
なお、更新後は、回転数制御装置盤を含めた１次ヘリウム循環機及び 2 次ヘリウム循
環機としての復旧後確認の観点から、６．に示す使用前事業者検査を実施し、記録を残すこと等、品質マネジメントシステムに基づいた対応を確実に行う。
・同一性能
回転数制御装置盤は、電圧並びに周波数を可変するＶＶＶＦ制御にて、ヘリウム循環機の昇降速時に必要な三相交流電流に整流する機能を有している。本装置は、メーカ型式に基づくカタログ品であり、一般産業界及び原子力業界で多くの使用実績を有している。本更新は、ヘリウム循環機に要求される三相交流電流に整流するためのスイッチ機能に係る変更（周波数変換器の形式を「ＧＴＯサイリスタインバータ」から「ＩＧＢＴインバータ」に変更）のみであり、三相交流電流に整流するためのＶＶＶＦ制御機能については変更とならない。従って、更新する周波数変換器は、既認可品と同一の性能を有する。別紙１に更新前後のインバータに用いる半導体スイッチに係る構成図、別紙２に回転数制御装置盤の新旧仕様の比較を示す。
６．使用前事業者検査の項目
・系統機能検査2

７．今後の予定
当該機器の更新に係る契約手続きを令和 4 年 4 月に開始し、令和 5 年 6 月に更新機器を納入、令和 5 年 9 月に現地据付工事を完了する予定である。製作段階においては、事業者品証に基づく調達管理を行い、現地据付工事段階においては、使用前事業者検査として系統機能検査を行う。

参考資料１：既設工認の申請内容（抜粋）参考資料２：既原子炉設置変更許可申請書の申請内容（抜粋）
参考資料３：既設の回転数制御装置盤の仕様（機器設計仕様書抜粋）
参考資料 4：更新後の回転数制御装置盤の仕様（システム機能仕様書抜粋）3

インバータＧＴＯサイリスタインバータ

ＩＧＢＴインバータ

仕様

（更新前）

（更新後）

ＶＶＶＦ

ＶＶＶＦ

変更する
半導体

直流
電流

直流
電流

4スイッチ

三相交流
電流

三相交流
電流

凡例：

サイリスタ

凡例：

トランジスタ＊ＧＴＯ及びＩＧＢＴは、共に直流電流を三相交流電流に整流することを目的とした半導体スイッチであり、スイッチに係る基本的な動作原理は変わらない。
特に、ＩＧＢＴについては、整流性能及び耐電圧性能がより高く、電動機を使用する鉄道業界等の一般産業界に広く普及している。

別紙１

更新前後のインバータに用いる半導体スイッチに係る構成図

別紙２

項目

既設の回転数制御装置盤の仕様

更新後の回転数制御装置盤の仕様

3φAC440V

3φAC380V～440V+10%, 20%+10%, 15%

電源周波数50Hz±2.5Hz

50Hz±2.5Hz

制御電源

DC100V±20%

DC100V±20%

周囲条件

温度 0℃～40℃

温度 5℃～＋40℃

容量約 375kVA445kVA

電圧3φAC 約 50V～430V

3φAC0V～480V

周波数範囲0～200Hz

0～500Hz

最大出力電流約 850A878A

効率95%以上

95%以上

出力回転数設定精度±1.0%±0.2%以下

制御方式

Ｖ／Ｆ制御

Ｖ／Ｆ制御

主回路方式

ＧＴＯインバータ

ＩＧＢＴインバータ

重量1700kg

1600kg

電源電圧

定格出力

記載内容のうち、既設の仕様は機器設計仕様書（参考資料３）、更新後の仕様はシステム機能仕様書（参考資料 4）から抜粋。

回転数制御装置盤の新旧仕様の比較

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参考資料１（1/2）

既設工認の申請内容（抜粋）6参考資料１（2/2）

既設工認の申請内容（抜粋）7参考資料２（1/2）

既原子炉設置変更許可申請書（抜粋）8参考資料２（2/2）

既原子炉設置変更許可申請書（抜粋）9参考資料３（1/2）

既設の回転数制御装置盤の仕様（機器設計仕様書抜粋）

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重量

参考資料３（2/2）

既設の回転数制御装置盤の仕様（機器設計仕様書抜粋）
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参考資料 4

更新後の回転数制御装置盤の仕様（システム機能仕様書抜粋）

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【参考】関係法令●核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律第 27 条（設計及び工事の計画の認可）第 2 項
前項の認可を受けた者は、当該認可を受けた設計及び工事の計画を変更しようとするときは、原子力規制委員会規則で定めるところにより、原子力規制委員会の認可を受けなければならない。ただし、その変更が原子力規制委員会規則で定める軽微なものであるときは、この限りでない。

●試験研究の用に供する原子炉等の設置、運転等に関する規則
第 2 条の 2（設計及び工事の計画の認可を要しない工事等）第 2 項
法第 27 条第 2 項ただし書の原子力規制委員会規則で定める軽微な変更は、設備又は機器の配置の変更であつて、同条第 1 項又は第 2 項の認可を受けたところによる放射線遮蔽物の側壁における線量当量率の値を大きくしないものその他試験研究用等原子炉施設の保全上支障のない変更とする。

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