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改良モデルを反映した3号機解析

ルート

平成 25 年 4 月

1. 最新版MAAP5による福島第一原子力発電所事故進展解析

4.3 改良モデルを反映した3号機解析

・RCIC/HPCIの部分負荷運転をポンプモデルで模擬し、原子炉圧力の測定値と 整合する解析結果を得た(図6(a)) 。

・サプレッションプール(S/P)での温度成層化を蒸気の不完全凝縮で模擬。

格納容器スプレイモデルを改良して格納容器圧力の模擬性を向上(図6(b))。

・スクラム後51.3時間で、下部プレナムに25トンのデブリが蓄積。この後、圧力容器 底部破損が発生する見込み。

4.4 1号機のシュラウド構造解析

・1号機の最新解析結果における温度分布を境界条件として採用し、シュラウドの 構造解析を実施。

・応力のかかる 箇所、温度の高い箇所で変形の可能性が高まることが確認され、

構造解析コードの適用性を確認した。

②-2 & ③-2 SAMPSONコード改良・解析(2/2)

図4

1

号機原子炉圧力に及ぼす減圧条件の影響

(b)723KでSRVガスケット破損 (a)1300KでSRM/IRM破損

図5

2

号機原子炉圧力および格納容器圧力の解析結果

図6

3

号機原子炉圧力および格納容器圧力の解析結果

(b)格納容器圧力 (a)原子炉圧力

(b)格納容器圧力 (a)原子炉圧力

-1

現場オペレーションから得られる情報を活用した炉内状況把握

最近の主な現場オペレーション

・トーラス室調査

1u:原子炉建屋1階床 配管貫通部からの目視調査(

H24.6.26

) 2u:ロボットによるトーラス室内の線量測定および目視確認

H24.4.18

3u:ロボットによるトーラス室内の線量測定および目視確認

H24.7.11

・炉注水源への冷凍機(チラー)インサービス

1~3u共用の炉注水タンクに、夏期の水温上昇対策として、

冷凍機(チラー)をインサービス(

H24.7.18

・水素の有無確認のためのS/C窒素注入

1uにS/C注入(

H24.9.4

)、今後の窒素注入については検討中

・PCV内部調査

1u:PCV貫通部(ペネ)からの調査 (

H24.10.9

10.13

2u:PCV貫通部(ペネ)からの調査 (

H24.1.19

)(

H24.3.26

) H24年度の実施内容

プロジェクト実施委員会の一員として、東京電力から現場のオペレーションより得られる炉内状況把握に資する情報を実施委員会 に共有する。また、その情報を利用し炉内状況把握のための検討を実施する。

炉内状況把握

炉内状況把握のための検討の一例として、現場オペレーション 等から得られた情報をもとに、圧力抑制室の状態を推定し、原 子力安全・保安院「東京電力(株)福島第一原子力発電所事故 に関する技術ワークショップ」(H24.7.23~7.24)にて結果を発表

1号機トーラス室内部 2号機トーラス室内部 3号機トーラス室内部

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

11/3/18 11/5/17 11/7/16 11/9/14 11/11/13 12/1/12 12/3/12 日時

温度[℃]

原子炉抑制室ガス温度 S/Cプール水温度A S/Cプール水温度B 窒素注入開始

(6/28)

●トーラス室内の手すり・マンホール塗装の腐食状況の違い

●2号機S/C温度計でのみ観察された特徴的な温度挙動

一致していた ガス温度と

水温が乖離 窒素注入により ガス温度が低下

1号機PCV内部(水面確認)

平成24年度の実施内容

格納容器、炉内状況把握に資するため、圧力・温度などの熱水力パラメータに関して、簡易モデルや各種コード(汎用熱流 動解析コード等)も用いた評価、デブリ拡がり・冷却挙動解析等を行い、炉内及び格納容器内の状況を総合的に検討する。

1.簡易モデルや各種コードによる評価

-2

シビアアクシデント解析コード以外のコードから得られる情報を活用した炉内状況把握

a)PCV熱バランス :

入熱量,除熱量のバランスを実測値に基づき評価

2.デブリ拡がり・冷却挙動

b)CFDによるPCV内温度評価

CFDコードを用いて,水から露出したデブリ位置をパラメータに 温度分布を評価 ⇒ 解析手法の有効性を確認

蒸気発生

過熱

リーク PLR

FW

温度計(複数個)

(中間高さ)

温度計

(下部)

温度計

(上部)

リーク

放熱

(1)ペデスタル 水面から露出 (2)CRDハ ウジング部

(3)D/W 水面から露出 放熱

放熱

放熱

0 5 10 15 20 25 30

50 100 150 200

D/W(m)

温度 (℃) 実測値

case01 case02 case03

(2)中間高さ

(平均値)

(1)上部

(3)下部

a)デブリ拡がりモデルの開発

SAMPSONコードに,以下のモデルを追加

①デブリ落下モデル(安息角を越える固体デブリの移動を許容)

②傾斜面でのデブリ移動モデル

③溶融デブリの降伏応力評価モデル

圧力容器底部/ペデスタル床

圧力容器底部/ペデスタル床 固体デブリの落下

デブリの崩落

tan

X H

tan

Y H

デブリの安定条件

H 連続相デブリの堆積高さ

安息角

安息角

デブリ落下モデル

クリープ 破損孔直下

ペデスタル内壁 ペデスタル外壁

2000s 3000s 4000s

貫通配管 破損孔直下 クリープ破損孔直下

圧力容器

破損後10s 100s 1000s

連続相デブリの堆積高さ(mm)

1F-1の評価モデル

温度分布評価結果(1F-1)

b)1F-1デブリ拡がり解析

開発モデルを用いて,RPV破損後の格納容器ペデスタルでの デブリ堆積高さを評価

デブリ堆積高さの経時変化

⑤OECD/NEA 国際ベンチマーク解析プロジェクトの実施状況

プロジェクト名:The OECD-NEA Benchmark Study of the Accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (BSAF) Project

実施期間:平成24年11月~平成26年3月末(フェーズ1)

目 的 :燃料デブリ取り出しに必要なデブリの分布・性状等を参加各国の解析により評価すること 参加各国のシビアアクシデント解析技術の高度化に貢献すること

参加機関:以下の8か国

日本:JAEA、JNES、電中研、東電、東芝、日立GE、エネ総工研

米国:USNRC、(USDOE)、EPRI フランス:IRSN、CEA、 ドイツ:GRS、 韓国:KAERI、

ロシア:IBRAE、 スペイン:CSN、 スイス:PSI

運営機関(Operating Agent):JAEA(代表:永瀬文久氏)

解析対象:福島第一原子力発電所1号機~3号機における地震発生後6日間の事故進展挙動

【ただし、格納容器内事象に限定(水素爆発、FPの環境拡散は除く)し、今後の検討事項とする】

これまでの実績:

第一回運営会議およびワークショップ(11/6~11/8)、ならびにサイト視察(11/9)を実施

解析に必要なプラントデータ等を整備。外交手続きが完了した国の参加機関に送付

事故解析と廃止措置に関する情報提供のためのウェブサイトを開設

平成24年度の実施内容

燃料デブリ取り出しに必要な、デブリの分布・性状等を、各国が所有する解析コードを用いて評価するため、

OECD/NEAを事務局とした国際協力事業として、ベンチマーク解析プロジェクトが開始される。ワークショップの運

営や評価に必要なプラントデータの整備等を実施する。

(参考) JAEAにおけるSA模擬試験

1.炉心熱水力挙動評価