INSS JOURNAL Vol . 22 2015 NT 11165

米国原子力発電所における電動弁駆動装置の不具合発生傾向
Trend Analysis of Motor Operated valve actuating device Failure Eventsat U.S.Nuclear Plants
聡（Satoshi Tokuhisa）＊1

徳久

要約
原子力発電所では，様々な駆動方式を持つ弁が多数使用されており , 電動弁は多くの場所で使用されている．その一方で，電動弁は正確に作動するためには，モータ，減速機構，リミットスイッチ，トルクスイッチ等多数の電気品を組み合わせて構成されていることから，個々の部品の信頼性維持が弁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，電動弁駆動装置の不具合が扱われている 37 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，電動弁駆動装置の不具合は保守不良，施工不良および製造不良が多いことが判明した．また対策として，補修，部品取替が多く，保守計画変更，運用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，電動弁駆動装置

Abstract
Many valves with various operating system are used in nuclear power plants,
among them many motor operated valves are used in many place. Meanwhile, to actuate correctly,
since maintaining each components' reliability is directly connected to motor operated valves'reliability, they are constructed by many electrical components such as motor, deceleration
device, limit switch, torque switch, and so on．
In this study, 37 events related to the failure of motor operated valves at nuclear power plants
in the United States are selected from the nuclear information database owned by the Instituteof Nuclear Safety System, and these events are analyzed in view of the history of occurrence,cause of failure and countermeasures and so on. As a result, it was found that the causes ofmotor operated valve failure were often poor maintenance, and also it was found that the rate ofconstruction defects and manufacturing defects was high. Also among the countermeasures, thefraction of repair and replacement parts was large, and that of maintenance plan changes andoperational changes was small．
Keywords

nuclear power plant, trend analysis, motor operated valve actuating device

原子力情報データベースに登録している電動弁駆動

1. はじめに装置不具合事例の傾向分析を行うことにより，国内
原子力安全システム研究所（以下「INSS」という）では，米国原子力発電所の不具合情報を収集し，そ電力に教訓となりうる項目の抽出ができないか，検討を行った．の情報で述べられている事象から得られる教訓により，国内の加圧水型原子炉（PWR）に対策を必要

2. 傾向分析（1）とする項目がないか，分析を行っている．電動弁とは，動力源がモータになっており，モータで減

2.1 分析対象とその抽出速装置のギアを駆動し弁棒を上下させ，弁の開閉動作を行なうものである．

INSS で構築している原子力情報データベースに本分析では，前述の分析の過程において，海外原は，1994 年以降に発行された米国原子力発電運転

子力発電所で発生した不具合情報を収集し構築した協会（Institute of Nuclear Power Operation：以下＊ 1 （株）
原子力安全システム研究所 技術システム研究所

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166「INPO」という），世界原子力発電事業者協会（World

生年毎の発生件数を示す．発生件数は決して多くな

Association of Nuclear Operators：以下「WANO」

いものの，わずかながら減少傾向にあることがわかという）の運転経験情報，および米国原子力規制委

る．電動弁駆動装置のような電気品の場合，不具合員会（Nuclear Regulatory Commission：以下「NRC」

事象として報告されるのは，電動弁駆動装置の不具と い う ） の Event Notiﬁcation Report, Licensee

合そのものが対象として取り扱われるものではな

Event Report, 2001 年以降に発行された仏国原子く，プラントへの影響の大きかった事象のうち電動力安全規制局（Autorité de sûreté nucléaire：以下弁駆動装置不具合が主な原因となった場合であり，「ASN」という）の MAGNUC 情報，国際原子力機結果としてこのような事象が主に報告され，プラン関（Inter- national Atomic Energy Agency：以下トへの影響の無かった事象はその多数が報告されて「IAEA」という）の RIS 情報を登録している．こ

いないことも考えられる．のうち，INPO, WANO, IAEA の情報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・

2.3 プラントへの影響別分類発行されている．一方，NRC の Event Notiﬁcation
Report, Licensee Event Report, ASN の MAGNUC

2004 年から 2013 年に発生した電動弁駆動装置の情報等は公開情報であり，一定の基準を超える事象

不具合 37 事象を，電動弁駆動装置の不具合によるが発生した場合に，公衆へ通知することを目的としプラントへの影響別に分類した結果を図２に示す．て作成・発行されている．

複数の影響があった場合は，そのうち最も影響が大

本分析では，原子力情報データベースに登録しきいと考えられるものを取り上げた．て い る な か で，2004 年 か ら 2013 年 の 過 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

5% 3%

8%

運転継続自動停止

ち，NRC の Licensee Event Report の原文情報に84%「motor operated valve」と記載されている事象を手動停止抽出し，その内容から電動弁駆動装置の不具合が取記載なしり扱われると判定した事象を分析の対象とした．

全 37 件図２

プラントへの影響別分類（米国）2.2 全体傾向
自動停止，あるいは手動停止といった原子力発電原子力情報データベースに登録されている，2004

所の信頼性に直接影響を与えた事象はそれぞれ，2

年から 2013 年の間の米国原子力発電所の公開情報件（5%），あるいは１件（3%）と少ないが，電動で原文情報に「motor operated valve」と記載され弁駆動装置の不具合発生を減少させること，すなわていた不具合情報 94 件（2014 年 11 月 17 日時点）の

ち信頼性を維持・向上させることがプラントの稼働うち，電動弁駆動装置の不具合事象として 37 件を率の維持・向上にとって重要であることがわかる．

抽出した．
図１に米国原子力発電所での電動弁駆動装置の発2.4 不具合原因別の分類

2004 年から 2013 年に発生した電動弁駆動装置の

不具合事象 37 件について，電動弁駆動装置の不具

合原因別に分類した結果を図３に示す．なお情報原

文中に電動弁駆動装置の不具合の状況が明記されていない場合は，不明に分類した．



保守不良が 17 件と，半数以上を占め，保守に起因する不具合は多い．電動弁駆動装置の経年劣化に

図１         よる不具合は４件とわずかであった．
このことより，発生年適切な保全を履行すれば不具合発生をかなりの割合電動弁駆動装置不具合発生件数の推移（米国）で低減できると考えられる．

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保守不良

5%5%
8%

15%

運転不良5% 3%

46%

8%

保守不良

54%

運転不良

経年劣化
製造不良

経年劣化

施工不良

23%

設計不良

11%

167

偶発事象

16%

図５

不明
図３

不具合原因別分類（米国）2.5 不具合対策別の分類

偶発事象

不具合原因別分類（国内）ことが重要と考えられる．

2.7 日米不具合発生数の比較

前述の不具合事象 37 件の対策 60 件について，電これまでの分析に使用したデータのうち，過去動弁駆動装置の不具合対策別に分類した結果を図４

10 年間に限定して，日米での電動弁駆動装置不具に示す．なお，不具合事象と対策の件数が一致して合数を比較した．

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．対策として，部品取替え（15 件），点検・解析（12 件）が多く，運用変更（８件），保守計画変更（０件）が少なかった．このことより，現状の点検周期で適切な保全を実施する必要があると考え

られる．

手順書の改訂

14%

28%

14%

米国部品取替え

図６
点検・解析

20%

25%

補修
（改良含む）
運用変更

図４

不具合対策別分類（米国）

2.6 国内事象の不具合抽出と分類

日本

日米の不具合発生数比較

国内では 2001 年から 2010 年までの 10 年を分析対象とした．また米国においても国内と対象時期を一致させる必要があるため 2001 年から 2010 年とまでの 10 年を対象とした．結果を図６に示す．米国では 37 件，日本では 13 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 2001 年から 2010年まで稼働している基数（米国 104 基，日本 54 基）

国内の電動弁駆動装置に関係する不具合事象を原（3）を採用した．また 2001 年から 2010 年までの米国

子力施設情報公開ライブラリー（NUCIA）（2）でと日本の設備利用率はそれぞれ，90.1%（4），67.8%（5）

調査した（2015 年６月 25 日現在）ところ，国内でであった．1 年間のうち稼働時間あたりの運転中のは 2001 年から 2010 年までの 10 年間で 13 件が報告さ

プラント１基あたりに換算すると，不具合数は平均れた．対象範囲を 2010 年までとしたのは，2011 年

で米国 0.038 件，日本で 0.035 件とほぼ同等であった．

３月 11 日における福島第一原子力発電所事故以降，両国の不具合の報告の基準，仕組みが異なるが，米国内原子力発電所の稼働率が低下しているためであ国においてはプラントの設備利用率を向上させるた

る．米国と同様に電動弁駆動装置の不具合の分類をめに運転中の状態監視保全が重点的に実施されてい行った結果を図５に示す．米国と同様に保守不良のることより，国内においても運転中の状態監視保全割合が高い．電動弁駆動装置の不具合を低減させるを重点的に実施していくことが重要である．

ためには，国内において適切に保守活動を実施する

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3. まとめ
本分析では，過去 10 年間に米国で報告された電動弁駆動装置の不具合について様々な切り口で分類を行い，考察を加えた．また国内で報告された電動弁駆動装置不具合との比較を行った．主な結果は以下の通りである．
（1）過去10年間に米国で報告された電動弁駆動装置の不具合は37件であった．電動弁駆動装置の不具合はわずかながら減少傾向にある．
（2）米国の電動弁駆動装置の不具合発生原因のうち，保守不良は46%と約半数を占める．このことから，適切な保全で不具合発生数をかなりの割合で低減できることより，作業者の技能を維持向上させる必要がある．
（3）日米で電動弁駆動装置発生率を比較したところ同等となった．今後日本も米国と同様に状態監視保全を重点的に実施していく必要がある．
（4）今後の研究においては，保守の効果を見込んだ機器の経時変化の傾向分析を実施していく．

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）,INSS Journal,Vol. 12, P82（2005）．
（2） 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/（2015 年５月 22 日現在）
（3） 日本原子力産業会議，「世界の原子力開発の動向（各年）．
（4） 米 国 NEI（ 原 子 力 エ ネ ル ギ ー 協 会 ）http://www.nei.org/（5） （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