強風のみの影響

（1）重要パラメータ（プラントに影響を与える因子）

平成２５年度では、外部ハザードの特徴と指標を抽出し、抽出された指標に基づき、ハ ザード強度のみを指標とした手法とハザード進展速度と継続時間の指標の組み合わせで表 される手法の

2

種類の一般的なマージン評価手法を開発した。強風の特徴を考えれば、ハ ザード強度に着目すればよい。

強風により影響を受ける崩壊熱除去機能は、風圧（風荷重）により機器が構造損傷する 場合、気圧差により機器が構造損傷あるいは圧力調整のための機能が損傷する場合、強風 により飛散する飛来物により機器が構造損傷する場合が考えられる。前者

2

つは、比較的 長時間の強風継続を必要とするので瞬間風速で評価するわけではないのに対して、後者の 飛来物は瞬間風速のような比較的短時間の風によって飛散すると考えられる。したがって、

強風ハザードの重要パラメータは最大風速と最大瞬間風速となる。

（2）重要機器の同定

強風による崩壊熱除去機能喪失には、風圧、圧力差、飛来物衝突による機器の構造損 傷が考えられる。崩壊熱除去機能に関する重要機器は直接的に影響するもの以外に、直 接的には崩壊熱除去機能に関する設備ではないが、強風により破損すると２次的に崩壊 熱除去機能喪失に波及する恐れのある機器がある。平成２５年度には、強風により影響 を受ける可能性がある重要機器として以下を同定した。

・外部電源設備

・排気塔

・原子炉補助建物（崩壊熱除去系設備の健全性維持）

・補助冷却設備（外気の吸排気）

・メンテナンス冷却系（外気の吸排気）

3.1.4-2

・非常用ディーゼル発電機（外気の吸排気）

・非常用発電に必要な燃料タンク

・換気空調設備（外気の吸排気、電源設備の冷却）

（3）機器別のマージン評価

a. マージンの定義

崩壊熱除去機能維持に必要な補助冷却設備とメンテナンス冷却系（外気の吸排気）は原 子炉補助建物の屋上辺り（高さ数十ｍ位置）に設置しており、飛来物がそれらの吸排気口 から侵入して衝突すれば、空気冷却器伝熱管が破損する可能性がある。換気空調設備（外 気の吸排気）も屋上に設置されており同様のことが考えられる。非常用ディーゼル発電機 は地上から数ｍ～十ｍ程度の位置に空気取入口が設置されており、開口部への飛来物の侵 入・衝突が考えられる。燃料タンクは原子炉補助建物に近接して地上設置しているため飛 来物の衝突が考えられる。

飛来物候補は敷地内にあると想定される自動車、コンテナ、鋼製パイプ、鉄鋼材、砂利 が考えられる。また、強風の場合は、頻度及び影響を考慮に入れて支配的な風向きは山側

（南もしくは南南東の方向）からの風であると考えられる。この場合、山側に位置する森 林から多数の木材が飛来する可能性がある。また、強風は数日間継続することも考えられ るため、作業員によるアクシデントマネジメントが困難である可能性に留意する必要があ る。

強風による崩壊熱除去機能喪失には、風圧、圧力差、飛来物衝突による機器の構造損傷 が考えられ、機器別のマージン評価では、これらによる機器の構造損傷に至らしめる最大 風速あるいは最大瞬間風速をマージンと定義した。

b. 風圧による破損

（a）風圧により破損する可能性のある機器

風圧により破損する可能性のある機器・設備には、外部電源に関連する機器、排気 塔、原子炉補助建物が挙げられる。

（b）風圧による破損評価

・外部電源喪失

外部電源喪失時の風速は、外部電源復旧時間の調査と絡めて整理がなされた

[3.1.4-1]。その調査において、台風到来時の外部電源喪失事象に関する文献[3.1.4-2～3.1.4-18]を参照した。鉄塔の崩壊や開閉所の損傷など様々な要因によって外部電

源を喪失しているため、ここでは、後述の飛来物による損傷評価と比較しやすいよう に、平成２６年度評価と同様に最大瞬間風速で整理した。表

3.1.4-1

に外部電源喪失 時最大瞬間風速を示す。この中で、最も低い風速は

54m/s

であるため、これが外部電 源設備のマージンとなる。

・排気塔の倒壊による崩壊熱除去機能（一部）喪失

3.1.4-3

別途、排気塔への風圧について構造評価を行った結果、支持鉄塔の主柱材部につい て、許容応力度比が

69m/s

で

0.38、100m/s

で

0.74

との一例がある。平成２６年度に、

この結果を踏まえて排気塔を倒壊させる風速を算定した。風速による圧力は風速の二 乗に比例し、風速

0m/s

で極小となる対称曲線になると仮定すると、許容応力度比が

1.0

になる風速は

117m/s

と算出される。ただし、この評価には保守的な想定が含まれ ているため、この

117m/s

と許容応力度比が

2.0

となる

168m/s

の平均値相当で破損す ると想定すると、それらの平均値の

143m/s

がマージンと算定される。

排気塔が倒壊した場合、補助冷却設備及びメンテナンス冷却系の吸排気口に影響す ることが想定される。しかしながら、全ての崩壊熱除去系の設備は分散配置を想定す るため、排気塔倒壊によって崩壊熱除去系の系統が全て同時に機能喪失に至ることは ないと考えられる。

・原子炉補助建物倒壊による崩壊熱除去機能喪失

平成２５年度に、風圧に対する原子炉補助建物の壁の破損確率を評価した。その結 果、極めて高い風速と評価され、現実的な風速の範囲では原子炉補助建物が倒壊する ことは無いほどマージンは大きい。

c. 気圧差による破損

（a）気圧差により破損する可能性のある機器

平成２５年度に検討したとおり、高速炉の崩壊熱除去系に対して想定される事象は、

補助冷却設備及びメンテナンス冷却系の排気ダクト変形閉塞が挙げられる。

（b）気圧差による破損評価

平成２５年度に実施した評価結果では、気圧差による圧力荷重での部分的なダクト 変形はありえるが、工学的に変形閉塞あるいは設備破損の可能性は小さいと判断でき、

本評価では、気圧差による排気ダクト変形閉塞は発生しないと仮定した。

d. 飛来物による破損

（a）飛来物による影響モード

飛来物が原子力発電所に与える影響モードは、大きく分けて以下の

3

つに分けられ ると考えられる。

・大きな運動量を持つ飛来物の地上平行移動による原子炉補助建物の裏面剥離

・補助冷却設備及び/またはメンテナンス冷却系の空気冷却器の吸気口、排気口等 の開口部に飛来物が侵入することによる、崩壊熱除去系に係る重要機器・設備の 機能喪失

・原子炉補助建物外の燃料タンクなどの設備への飛来物の衝突による機能喪失

（b）飛来物の候補

平成２５年度に選定したように、発電所敷地内で飛来物になる可能性のものに加え

3.1.4-4

て、発電所周辺にある山側森林からの木を想定した。以降、具体的には以下の括弧内 の物を飛来物と想定する。

・大きな運動エネルギーを持つ飛来物（自動車、コンテナ）

・施設の貫通抵抗を確認するための固い飛来物（鋼製パイプ、鋼製材）

・開口部等を通過することができる程度に小さくて固い飛来物（砂利等）

・高所からの飛来物（森林からの木）

（c）飛来物により破損する可能性のある機器

崩壊熱除去機能に関係する機器・設備のうち、飛来物に影響されるものとして以下 が想定される。本評価では、各機器の設置高さは、燃料タンク及びディーゼル発電機

が地上数

m、それ以外は数十m

を想定した。

・補助冷却設備

山側からの飛来物は、補助冷却設備の空気取入口から侵入し、空気冷却器あるいは ２次ナトリウム配管に衝突することでそれらを破損し、補助冷却設備が機能喪失に至 る可能性がある。特に、山側のうち、屋上より高い位置からの飛来物については、屋 上に配置する排気ダクト側から侵入し、空気冷却器内の伝熱管に衝突することで伝熱 管を破損し、補助冷却設備が機能喪失に至る可能性も考えられる。ただし、３系統あ るため、1 系統でも健全であれば除熱可能である。

・メンテナンス冷却系

山側からの飛来物は、その角度からメンテナンス冷却系の空気取入口側に侵入でき ないと考えられる。屋上高さより高い位置の山側からの飛来物については、落下して きた飛来物が排気ダクト側から侵入し、空気冷却器内の伝熱管に衝突することで破損 し、メンテナンス冷却系が機能喪失に至ることが考えられる。

・ディーゼル発電機

ディーゼル発電機の空気取入口から飛来物が侵入し、ディーゼル発電機に衝突、破 損し、機能喪失に至ることが想定される。本評価では外部電源は喪失すると想定する ため、ディーゼル発電機が機能喪失すれば、電源は全て喪失し、補助冷却設備及びメ ンテナンス冷却系の強制循環は機能喪失すると想定する。この場合、自然循環による 崩壊熱除熱に期待できる。

・換気空調設備の出入口ダクト

屋上高さより高い位置の山側からの飛来物については、落下してきた飛来物が排気

ダクト側から侵入し、主要な機器に衝突することで破損し、換気空調設備が機能喪失

に至ることが考えられる。本評価では、換気空調設備が機能喪失すれば、電源から動

的機器へ電力を供給するための配電設備が機能喪失すると想定するため、補助冷却設

備及びメンテナンス冷却系の強制循環は機能喪失すると想定する。この場合、自然循

ドキュメント内 外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発（PDF:23.4MB）　 (ページ 65-69)