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福島第一原子力発電所3号機の

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Academic year: 2022

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(1)

平成 22 年 7 月 27 日 東京電力株式会社

福島第一原子力発電所3号機の

耐震安全性、高経年化対策、長期保管

MOX燃料の健全性について

(2)

1

福島第一原子力発電所3号機の

耐震安全性

(3)

 平成 18 年、原子力発電所の耐震設計に係る国 の指針が改訂。

 新潟県中越沖地震で得られた知見も踏まえ、福 島第一では平成 21 年6月までに3号機を含む全 号機の安全上重要な機能を有する主要な設備・

施設の評価を実施し、その結果を国に報告。

 代表プラント(5号機)については、これまでに国

から妥当との評価を受領。

(4)

3

地質調査・活断層

の評価

発電所周辺の地質調 査や文献等により活 断層を評価

検討用地震の選 定・評価

発電所の周辺でどの ような地震が発生す るかを想定し、発電 所敷地でどのくらい 揺れるかを評価

基準地震動 の策定

想定した地震による 揺れの評価結果にも とづき、施設の耐震 設計に用いる基準地 震動を策定

耐震安全性 の評価

基準地震動をもと に発電所の安全性 への影響を評価

耐震安全性評価の流れ

(5)

■ 地質調査の内容

福島第一原子力発電所

福島第二原子力発電所

測線5 測線3

測線4 測線2

測線1 海上音波探査測線 地下探査(深部探査)測線

地下探査(浅部探査)側線およびボーリング調査位置 地下探査(浅部探査)測線

凡 例

N 約35km

約90km

約30km

当社が活動性を評価している 双葉断層(約37㎞)

<敷地周辺調査範囲>

調査船(相馬港)

大熊町内調査中の起震車

深いボーリング 浅いボーリング

【発電所敷地内】

・浅いボーリング

・深いボーリング

(深さ約1000m)

実施期間:平成19年11月

~21年3月

(6)

5

地質調査・活断層

の評価

発電所周辺の地質調 査や文献等により活 断層を評価

検討用地震の選 定・評価

発電所の周辺でどの ような地震が発生す るかを想定し、発電 所敷地でどのくらい 揺れるかを評価

基準地震動 の策定

想定した地震による 揺れの評価結果にも とづき、施設の耐震 設計に用いる基準地 震動を策定

耐震安全性 の評価

基準地震動をもと に発電所の安全性 への影響を評価

耐震安全性評価の流れ

(7)

50km 0

塩屋崎沖の地震③

(1938/11/5,M7.3)

塩屋崎沖の地震①

(1938/5/23,M7.0)

福島第一原子力発電所

仮想塩屋崎沖の地震

(プレート間地震塩屋崎沖の地震

①・②・③が連動,M7.9)

仮想塩屋崎沖の地震

(プレート間地震塩屋崎沖の地震

①・②・③が連動,M7.9)

想定敷地下方の地震

(海洋プレート内地震,M7.1)

想定敷地下方の地震

(海洋プレート内地震,M7.1)

塩屋崎沖の地震②

(1938年福島県東方沖地震,

1938/11/5,M7.5)

双葉断層による地震

(内陸地殻内地震,M7.4)

双葉断層による地震

(内陸地殻内地震,M7.4)

福島第二原子力発電所

図 : 基準地震動の策定に当たって考慮した地震

(8)

7

地質調査・活断層

の評価

発電所周辺の地質調 査や文献等により活 断層を評価

検討用地震の選 定・評価

発電所の周辺でどの ような地震が発生す るかを想定し、発電 所敷地でどのくらい 揺れるかを評価

基準地震動 の策定

想定した地震による 揺れの評価結果にも とづき、施設の耐震 設計に用いる基準地 震動を策定

耐震安全性 の評価

基準地震動をもと に発電所の安全性 への影響を評価

耐震安全性評価の流れ

(9)

370ガル ※ 600ガル ※

これまでの基準地震動 新たに策定した基準地震動

※最大加速度の値

図:福島第一原子力発電所の基準地震動

(10)

9

地質調査・活断層

の評価

発電所周辺の地質調 査や文献等により活 断層を評価

検討用地震の選 定・評価

発電所の周辺でどの ような地震が発生す るかを想定し、発電 所敷地でどのくらい 揺れるかを評価

基準地震動 の策定

想定した地震による 揺れの評価結果にも とづき、施設の耐震 設計に用いる基準地 震動を策定

耐震安全性 の評価

基準地震動をもと に発電所の安全性 への影響を評価

耐震安全性評価の流れ

(11)

■止める(原子炉を止めるための設備)

①炉心支持構造物

②制御棒

■冷やす(原子炉を冷やすための設備)

③残留熱除去系配管

④残留熱除去系ポンプ

■閉じこめる(放射性物質を閉じこめる ための設備)

⑤主蒸気系配管

⑥原子炉圧力容器

⑦原子炉納格容器

⑧原子炉建屋 原子炉建屋断面図(イメージ)

安全上重要な機能を有する主要な設備・施設

基準地震動( 600 ガル)をもとに評価した結果、3号機を含む全

号機の安全上重要な機能を有する主要な設備・施設の安全

性が確保されることを確認。

(12)

11

福島第一原子力発電所3号機の

高経年化対策

(13)

■法令に基づき、運転開始30年目までに60年間の運転期間を 仮定して実施

■原子力発電所を構成する安全上重要な機器・構造物について、

長期間の使用にあたり、発生の否定できない経年劣化事象を抽出

■これらの経年劣化事象に対して、現在実施している保全活動を今 後も継続的に実施することで対応できる範囲を確認

■上記確認結果から、現状の保全活動に追加すべき項目を明確化

(点検の強化、知見の拡充等)

■長期保管方針として、追加的な保全対策を評価後の10年間に展 開し、実施することにより、原子力発電設備の安全性、信頼性を 確保

■運転開始30年での評価以降、10年毎に再評価を実施

○高経年化対策とは

(14)

13

営業運転開始 高経年化対策報告書提出 1号機 1971年3月 1999年2月(30年目)

2010年3月(40年目)

2号機 1974年7月 2001年6月(30年目)

3号機 1976年3月 2006年3月(30年目)

4号機 1978年10月 2008年5月(30年目)

5号機 1978年4月 2007年10月(30年目)

6号機 1979年10月 2009年6月(30年目)

高経年化対策に関する報告書の提出実績

(福島第一)

(15)

図:福島第一3号機の主な取替え設備

(16)

15

○福島第一3号機の主な点検状況

<実績の例>現状の保全活動に追加すべき項目として、第23回定期検査

(平成21年2月~8月)までに実施済もしくは継続実施中のもの。

機器又は系統名 部位と経年劣化 点検項目 点検時期・結果

炉心シュラウド 中性子照射脆化(靭性低下) 目視点検 第22回定検:異常なし ※2

原子炉圧力容器

ノズル及びセーフエンドの 粒界型応力腐食割れ

超音波探傷検査または

浸透探傷検査、漏えい試験 第21,22,23回定検

異常なし ※2

CRDハウジング等の粒界型応力腐食割れ 漏えい試験 原子炉再循環系

ステンレス配管 粒界型応力腐食割れ 超音波探傷検査

漏えい試験

第21,22,23回定検

異常なし ※2

排ガス再結合器 胴、鏡板等の粒界型応力腐食割れ 超音波探傷検査 第22回定検:異常なし ※1 高圧・低圧

タービン

翼・車軸接合部の

応力腐食割れ 超音波探傷検査 第22回定検

異常なし ※2

原子炉格納容器 ドライウェル等の腐食 鋼板の肉厚測定 第21,22回定検:異常なし ※1 制御棒 照射誘起型応力腐食割れ 外観点検 第21,22回定検:異常なし ※2

※1:実施済 ※2:継続実施中

(17)

機器類の点検・取替など、現状の保全活動なら びに追加して計画した保全活動により安全性が 確保できることを確認。

タービンの取替

原子炉建屋コンクリートの点検

原子炉内のシュラウドの取替 配管の点検(超音波探傷検査)

(18)

17

 MOX燃料を使用することで中性子の量が若干増加(※)

するため、原子炉圧力容器の耐久性等への影響が考え られるが、 評価の結果、 その影響はごくわずかであり、

プラントの健全性は確保できることを確認。

MOX燃料装荷に伴う高経年化技術評価への影響

※高速中性子束が約2%上昇

(19)

長期保管MOX燃料の健全性

(20)

19

MOX燃料(32体)を平成11年の搬入以降、10年以 上、燃料プール(水中)に保管してきたため、健全 性を確認するための点検・評価を実施。

約 4.5

m

水中テレビカメラによる点検

(21)

燃料 集合体

上部 タイプレート

スペーサ

燃料棒

下部 タイプレート

<燃料集合体外観検査例>

下方視 ファイバー

スコープ

<ファイバースコープ観察例>

スペーサ

水中テレビカメラやファイバースコープで点検した 結果、健全性に影響をおよぼすような損傷・腐食・

異物等がないことを確認。

<点検実施期間>

■水中テレビカメラによる燃料集合体の外観検査 :平成22年2月25日~3月9日

■ファイバースコープ等による燃料集合体内部確認:平成22年3月23日~4月27日

(22)

21

 MOX燃料にごくわずかに含まれる プルトニウム 241 の一部が時間経過 によりアメリシウム 241 という核分裂 しない物質に変化。

 アメリシウム 241 に変化した分だけ 核分裂で発生する熱が減少するが、

その割合はMOX燃料全体の 0.5 % 以下と非常に少なく、新燃料(ウラン 燃料)の数や配置の工夫などで補う ことができるため、 使用することに 問題がないことを確認。

燃料組成変化の影響

MOX燃料の成分変化

変化

<核分裂する物質> <核分裂しない物質>

プルトニウム 241

アメリシウム 241

参照

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