別添資料－１

伊方発電所第３号機
１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールのリークオフ流量増加について平 成 ２ ８ 年 ８ 月
四国電力株式会社

１．件

名

伊方発電所第３号機
加について

１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールのリークオフ流量増

２．事象発生の日時
平成２８年７月１７日

９時２０分

３．事象発生の設備
３号機

１次冷却材ポンプ３Ｂ

４．事象発生時の運転状況
３号機

第１３回定期検査中

５．事象発生の状況
定期検査中の伊方発電所第３号機は、１次冷却材ポンプの調整運転を実施していたところ、平成２８年７月１６日１１時２０分、１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールリークオフ流量が増加するという事象が認められた。
このため、当該ポンプの第３シールのシート状態を改善するための調整作業を実施したが、運転状態を改善することができなかったため、７月１７日９時２０分、当該シールを予備品に取り替えることとした。
その後、当該ポンプのパージ水を隔離し、第３シールリークオフの停止を確認した。
なお、本事象による周辺環境への放射能の影響はなかった。
（添付資料－１、２、３）
６．事象の時系列
平成２８年７月８日
３時５０分
１次冷却材ポンプ３Ｂ起動（運転状態異常なし）
平成２８年７月９日
２時００分
１次冷却材ポンプ３Ｂ停止
平成２８年７月１１日～１５日 原子炉格納容器全体漏えい率検査実施（改造工事に伴う耐圧検査含む）
平成２８年７月１６日
１１時２０分
１次冷却材ポンプ３Ｂ起動
第３シールリークオフ流量が増加
１１時２１分
「ＲＣＰ第３シールリークオフ流量高」警報発信
１次冷却材ポンプ３Ｂ停止
１２時２１分
１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールのシート状態を改善するための調整作業を開始
平成２８年７月１７日
９時２０分
調整作業を実施したが、運転状態を改善することがで1

きなかったため、当該ポンプの軸シールの取替を決定
１次冷却材ポンプ３Ｂパージ水停止

１６時０４分
平成２８年７月１８日
０時００分
１次冷却材ポンプ３Ｂ第３シールリークオフの停止を確認
なお、１次冷却材ポンプ３Ａについては、第３シールリークオフ流量について異常は見られなかった。１次冷却材ポンプ３Ｃについては、原子炉格納容器
全体漏えい率検査実施後、第３シールリークオフ流量の増加が確認されたが、調整作業により運転状態を改善することができた。
７．状況調査結果（１）シート状態改善のための調整作業
１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールのシート状態を改善するため、オイルリ
フトポンプの起動停止、ハンドターニング、寸動運転等を実施したが、第３シールのシール性は改善しなかった。
（２）第３シールリークオフ水の分析
第３シールリークオフ水の分析を行った結果、１次冷却水に含まれる放射性核種およびほう素は検出されず、第２シールからの漏えいはないことを確認した。
（３）第３シールリークオフ流量計の調査
第３シールリークオフ流量については、７月１６日１１時２０分の１次冷却材ポンプ３Ｂ起動前後において、パージ水流量および第２シールリークオフ流量の変動と対応するように変動していることから、第３シールリークオフ流量計の誤指示ではないことを確認した。

（４）事象発生時の運転パラメータ調査
今回の事象発生時、封水注入流量および封水戻り流量は許容値内であったことを確認した。また、第２シールリークオフ流量については、事象発生まではパージ水流量と一致していたが、１次冷却材ポンプ３Ｂ起動直後に第３シール
リークオフ流量が増加したことに伴い流量が減少し、指示値が０ｍ３／ｈとなっていたことを確認した。なお、第２シールリークオフラインのスタンドパイ
プは、第３シールリークオフラインよりも高い位置に設置されているため、第３シールのシール機能が喪失した場合は、パージ水が第３シールリークオフラ
インに優先的に流れることになる。
（添付資料－４、５）（５）点検実績調査
１次冷却材ポンプ３Ｂの軸シールは、今回の定期検査にて分解・組立点検を実施しており、重大事故等時の高温高圧条件下での耐力を向上させた改良型シ2

ールに取替えている。また、第３シールの組立点検記録を調査した結果、外観・目視点検結果および寸法計測結果等に異常は認められなかった。
（添付資料－６）（６）運転履歴調査
１次冷却材ポンプ３Ｂは、今回の定期検査にて分解・組立点検を実施した後、１次冷却材水質調整のために約１日間運転しており、その間、第３シールリー
クオフ流量に異常は認められていない。
その後、原子炉格納容器全体漏えい率検査（以下、「ＣＶＬＲＴ」という。）のために１次冷却材ポンプ３Ｂを停止し、７月１６日に再度起動したところ、第３シールリークオフ流量が増加した。
今回のＣＶＬＲＴにおいては、格納容器スプレイ配管耐震性向上工事に伴い溶接作業を行った原子炉格納容器（以下、「ＣＶ」という。）の耐圧検査を実施するために、ＣＶの圧力を、通常よりも高い３１８ｋＰａまで加圧していた。
また、第２シールから第３シール間はＣＶ雰囲気と分離されており、第３シー
ルに外部から高い圧力がかかる系統構成となっていたことを確認した。
（添付資料－４、７、８）
８．詳細調査結果
今回の事象は、７．
（２）、（４）より、第１、第２シールが原因ではなく、第３シールに問題が生じたものと考えられることから、第３シールのシール性について、要因ごとに以下の調査を実施した。
（添付資料－９）
８．１ シール面からのリーク（１）シール面不良
ａ．シール面のなじみ不足（ａ）運転履歴
１次冷却材水質調整時のリーク量は許容値内であったことを確認した。
ｂ．シール面の面荒れ（ａ）組立点検実績
至近の組立点検記録より、シール面に面荒れ等の異常がなかったことを確認した。また、カートリッジシールリークテスト（以下、「リークテ
スト」という。）時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
（ｂ）分解点検
分解点検の結果、シール面に面荒れ等の異常がないことを確認した。
また、シール面の摩耗量が許容値内であることを確認した。
ｃ．シール面のゆがみ（ａ）組立点検実績
至近の組立点検記録より、シール面にゆがみ等の異常がなかったことを確認した。また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
（ｂ）分解点検
3

分解点検の結果、シール面にゆがみ等の異常がないことを確認した。
（２）面開きａ．シールランナーの傾き（ａ）組立不良
イ．組立点検実績
至近の組立点検記録より、組立後のリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
（ｂ）シールランナーとスリーブ間の異物噛み込み
イ．組立点検実績
至近の組立点検記録より、組立時に異物がなかったことを確認した。
また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
ロ．分解点検分解点検の結果、シールランナーとスリーブ間に異物等の噛み込み痕がないことを確認した。
ｂ．シールリングの傾き（ａ）組立不良
イ．組立点検実績
至近の組立点検記録より、組立後のリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
（ｂ）スプリング反力の不均一
イ．組立点検実績
至近の組立点検記録より、スプリングに異物の残留、付着等がなかったことを確認した。また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
ロ．分解点検分解点検の結果、スプリングの自由長および着座状態等に異常がないことを確認した。
（ｃ）インサート部のＯリング摩擦大イ．組立点検実績
至近の組立点検記録より、組立時に異物がなかったことを確認した。
また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
ロ．分解点検分解点検の結果、Ｏリングにむしれおよびねじれ等はなく、線径および硬度の計測結果も計画値どおりであったが、シールリングの傾きが確認された。また、シールリング動作確認において、シールリング
が固着して動かない状態であったことから、Ｏリングの噛み込み等により摩擦が大きくなっていた可能性がある。
（添付資料－１０）
ｃ．シール面の異物噛み込み（ａ）組立点検実績
至近の組立点検記録より、シール面に異物がなかったことを確認した。
また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。

4

（ｂ）分解点検
分解点検の結果、シール面に異物付着等の異常がないことを確認した。
ｄ．シールリングの追従不良（ａ）シールリング拘束力大イ．ドライブピン接触による拘束力大（イ）組立点検実績
至近の組立点検記録より、ドライブピンに曲がり、傷等がなかったことを確認した。また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
（ロ）分解点検
分解点検の結果、ドライブピンに軽微な当たり跡はあるが、異常な摺動傷および曲がり等がないことを確認した。
ロ．インサート部のＯリング摩擦大（イ）組立点検実績
至近の組立点検記録より、組立時に異物がなかったことを確認した。また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
（ロ）分解点検
分解点検の結果、Ｏリングにむしれおよびねじれ等はなく、線径および硬度の計測結果も計画値どおりであったが、シールリン
グ動作確認において、シールリングが固着して動かない状態であったことから、Ｏリングの噛み込み等により摩擦が大きくなっていた可能性がある。
（添付資料－１０）（ｂ）スプリング反力不足
イ．組立点検実績
至近の組立点検記録より、スプリングに異物の残留、付着等がなかったことを確認した。また、リークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
ロ．分解点検分解点検の結果、スプリングの自由長および着座状態等に異常がないことを確認した。
８．２ シール面以外からのリーク（１）Ｏリング部からの漏えい
ａ．分解点検分解点検の結果、シールリング内面、シールハウジングＯリング溝等にリーク跡がないことを確認した。
８．３

まとめ
上記調査結果から、第３シールのシール性を損なわせた原因は、以下の要因
によりシール面の面開きが生じ、シール面からのリークが発生したものと考えられる。
・インサート部のＯリング摩擦大によるシールリングの傾き

5

・インサート部のＯリング摩擦大によるシールリングの追従不良
ここで、当該Ｏリングは、分解点検において、線径・硬度とも異常がないものであったことから、当該Ｏリング自体の不良ではないと考えられる。
（添付資料－１０）
また、当該ポンプの軸シールは、今回の定期検査にて改良型シールに取替えているが、当該Ｏリングは従来型と同仕様であり、ＣＶＬＲＴ前のポンプ運転時に異常は認められていないことから、改良型シールへの取り替えが原因ではないと考えられる。
一方、第３シールリークオフ流量については、ＣＶＬＲＴ前のポンプ運転時は正常であり、ＣＶＬＲＴ後のポンプ起動時に異常が認められたことから、Ｃ
ＶＬＲＴにより、インサート部のＯリングの摩擦が大きくなり、第３シールのシール性が変化した可能性が考えられる。
なお、今回のＣＶＬＲＴにおいては、１次冷却材ポンプの第３シールに外部から圧力がかかり得る状態であった。
（添付資料－７、８）以上から、インサート部のＯリングの摩擦が大きくなった原因は、Ｏリング自体の不良ではなく、ＣＶＬＲＴにおいて第３シールに外部から高い圧力がかかったことにより、Ｏリングによる摩擦が大きくなったためと考えられる。
なお、これまでのＣＶＬＲＴにおいて、当該シール部への不具合は認められていない。

９．ＣＶＬＲＴ時の第３シールの挙動に関する検討
８．の調査結果を踏まえ、ＣＶＬＲＴ時の高い圧力により、インサート部のＯ
リングの摩擦が大きくなるメカニズムについて検討した。
（１）ＣＶＬＲＴ時の外部からの圧力発生メカニズム
今回のＣＶＬＲＴにおいて、第３シールの上流部分（添付資料－７の青色部分）
は、第２シール、第３シール、弁３Ｖ－ＣＳ－２５５（パージ水ライン）および
弁３Ｖ－ＣＳ－２６３Ｂ,２６４Ｂ（第２シールリークオフライン）にて閉止されており、微正圧（約１００ｋＰａ）状態となっている。
一方、第３シールの下流部分（添付資料－７の赤色部分）は、ＣＶ内雰囲気とつながっており、今回のＣＶＬＲＴでは最大３１８ｋＰａとなる。なお、通常時のＣＶ内雰囲気は約０ｋＰａであり、当該部に大きな圧力はかかっていない。
よって、第３シールには外部から高い圧力がかかる。
（添付資料－７）（２）外部からの圧力発生時の第３シールの応力状態
第３シールに外部から高い圧力がかかった場合、Ｏリング部には、通常状態とは逆向きのＯリングを押し下げる方向に力がかかる。
一方、機械的に固定されていないカーボンリングとリテーナーとの境界には、
リテーナーを押し上げる方向に力がかかる。
ここで、カーボンリングにはシールランナーを押し付ける力がかかるため、第３シールのシール性は保たれている状態となる。

6

次に、今回行ったＣＶＬＲＴ時のＣＶ内圧力（３１８ｋＰａ）で、Ｏリング、
リテーナーおよびカーボンリングの応力状態から以下の挙動となる可能性が高い
ことを確認した。
・Ｏリング：下方へ移動
・リテーナー：上方へ移動
・カーボンリング：シールランナーに着座（添付資料－１１）（３）インサート部のＯリング摩擦大によるシールリングの追従不良（シールリングの傾き）推定メカニズム（添付資料－１１）
当該Ｏリングの摩擦大によりシールリングの追従不良（シールリングの傾き）が発生したメカニズムについて、以下の時系列ごとに整理する。
①１次冷却材ポンプ正常運転時②ＣＶＬＲＴによる外部からの高い圧力発生時
・Ｏリングの摩擦力大③ＣＶＬＲＴ降圧時④オイルリフトポンプ起動時⑤１次冷却材ポンプ起動時（事象発生時）
・シールリングの追従不良
・シールリングの傾き
ａ．１次冷却材ポンプ正常運転時
１次冷却材ポンプ正常運転時には、シールリング（カーボンリング・リテー
ナー・ホルダー）は、パージ水ライン圧力による荷重、スプリングによる荷重、
Ｏリングの摩擦力および自重を受け、シールランナーに着座し、シール性を確保している。
ｂ．ＣＶＬＲＴによる外部からの高い圧力発生時
ＣＶＬＲＴによる外部からの高い圧力発生時には、（２）に示したように、カーボンリングはシールランナーに着座した状態となる。また、リテーナーは上に押し上げられ、Ｏリングは、下に押し下げられる。
このとき、今回のＣＶＬＲＴ時にＯリングにかかる圧力（３１８ｋＰａ）は、Ｏリングの静止摩擦力をわずかに超える程度であったため、Ｏリング全周が均一に押し下げられるのではなく、不均一に押し下げられたものと推定される。
この場合、押し下げられた部分のＯリングは、ＣＶＬＲＴ時のＣＶ内圧力（３１８ｋＰａ）がリテーナーを水平方向に押すことでシールリングが動くこととなり、それに伴い、押し下げられた部分のＯリングの変形もさらに大きくなる。
ｃ．ＣＶＬＲＴ降圧時
ＣＶＬＲＴ降圧時には、ＣＶ内圧力（３１８ｋＰａ）が徐々に低下すること
により、外部からの高い圧力によって移動していたシールリングがｂ．の逆方向に移動する。
この移動により、ＣＶＬＲＴによる外部からの高い圧力発生時に押し下げら

7

れた部分のＯリングは、Ｏリング溝の外で大きい変形を受け、通常より大きな摩擦力を生じる。
一方、カーボンリングはスプリング荷重、パージ水ライン圧力による荷重および自重により、下向きの力を受け、シールランナーに押さえつけられており、シール性は保たれる。
ｄ．オイルリフトポンプ起動時
オイルリフトポンプ起動時には、ｃ．の状態のまま、シールランナーが約０．０５ｍｍ上昇する。
ｅ．１次冷却材ポンプ起動時（事象発生時）
１次冷却材ポンプ起動時には、シールランナーが約０．１ｍｍ下がるが、ｃ．
で記載しているように、ＣＶＬＲＴによる外部からの高い圧力発生時に押し下げられた部分のＯリングには、通常より大きな摩擦力が生じるため、シールリ
ングはシールランナーの動きに追従できずシール面が開き、シール機能が喪失したと考えられる。
この時、外部からの高い圧力により押し下げられていない部分のＯリングは、
通常の状態であり、シールリングはシールランナーの動きに追従できるが、他方（外部からの高い圧力発生時に押し下げられた部分のＯリング）が追従できていないため、シールリングが若干傾いた状態となり、固着したものと考える。
なお、調整作業で実施したオイルリフトポンプの起動時には、固着している
シールリングまでシールランナーが上昇し、シール性が一時的に回復したものと推定される（ｄ．の状態）。
１０．推定原因
今回の事象は、ＣＶＬＲＴにおいて、１次冷却材ポンプの第３シールに外部からこれまでよりも高い圧力がかかったことを起点とし、部分的にインサート部のＯリングの摩擦力が大きくなったことでシールリングの追従不良が生じ、シール機能が喪失したものと推定される。
シールリングの傾きは、部分的なＯリングの摩擦力の増加により、シールリン
グの追従性に偏りが生じ、結果として傾いた状態で固着したものと推定される。
１１．１次冷却材ポンプ３Ｃの調査結果
１次冷却材ポンプ３Ｃについては、ＣＶＬＲＴ前後の連続運転において特に異常は認められていないものの、ＣＶＬＲＴ後のパージ水通水時に、第３シールリークオフ流量が増加する事象が発生したことから、第３シールの分解点検を実施した。
分解点検の結果、シール面やＯリング等に異常はなく、１次冷却材ポンプ３Ｂと異なり、シールリング動作確認の際、シールリングの押し下げに対して固着は見られなかったものの、カートリッジスリーブの下降に対しては引っ掛かりが見られた。このため、Ｏリングとシールリングは固着しないまでも多少摩擦力が大きい状態であったものと推定される。
以上のことから、１次冷却材ポンプ３Ｃの第３シールは、Ｂ号機と同様、ＣＶ

8ＬＲＴ時の第３シールに対する外部からの高い圧力により、部分的にインサート部のＯリングの摩擦力が大きくなっていたが、調整作業により緩和されたと考えられ、カートリッジスリーブ下降時の大きな動きには追従していなかったものの、ポンプ運転時の微小な動きには追従していたものと考えられる。
１２．対策（１）１次冷却材ポンプ３Ｂについては、一体型の組立品となっている第２シールと第３シールを取り替え、シール性を回復させた。
また、１次冷却材ポンプ３Ｃについては、分解点検の結果、３Ｂと同じ傾向がみられたことから、３Ｂ同様に第２シール、第３シールを取り替えた。
なお、３Ａについても万全を期すため、３Ｂ、３Ｃと合せて第２シールと第３シールを取り替えた。
１次冷却材ポンプ３Ａ～３Ｃのシールの取替完了後、１次冷却材ポンプを運転し、８月１日に第３シールリークオフ流量に問題がないこと、また第１、第２シールやポンプ全体の振動等のパラメータについても異常がなく、ポンプ各部に異音もないことから、運転状態が良好であることを確認した。
（２）ＣＶＬＲＴ実施時には、１次冷却材ポンプ第３シールに外部から高い圧力がかからないように、
昇圧開始前の系統構成において、弁３Ｖ－ＣＳ－２６３Ａ、Ｂ、Ｃ（第２シールリークオフベント弁）を「開」とするよう要領書を改定した。
（添付資料－１２）以9上添 付 資 料

添付資料－１

１次冷却材ポンプ軸シール水系統図

添付資料－２

１次冷却材ポンプ構造図

添付資料－３

１次冷却材ポンプ軸シール構造図

添付資料－４

１次冷却材ポンプ３Ｂ軸シール水系統に係る運転パラメータ

添付資料－５

事象発生時のパージ水の流れ

添付資料－６

１次冷却材ポンプ３Ｂ前回組立点検時の第３シール点検結果

添付資料－７ＣＶＬＲＴ時の第３シール圧力状態概略図

添付資料－８ＣＶＬＲＴ実績について

添付資料－９１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールのリークオフ流量増加に関する要因分析図

添付資料－１０

分解点検結果添付資料－１１

推定メカニズム

添付資料－１２

ＣＶＬＲＴ時の第３シール圧力状態概略図（対策後）10添付資料－１

１次冷却材ポンプ軸シール水系統図

FI

FI

M

M

11

M

添付資料－２

１次冷却材ポンプ構造図

12

添付資料－３

１次冷却材ポンプ軸シール構造図

第３シール拡大図13

添付資料－４

１次冷却材ポンプ３Ｂ軸シール水系統に係る運転パラメータ

７月８日 運転時

７月１６日 運転時

3060
パージ水流量［l/h］

2010

第３シールリークオフ
スタンドパイプ水位［%］

0
3:00
6:00
9:00
▲ＲＣＰ－３Ｂ起動

20
0
12:00

15:00

18:00

21:00

封水注入ライン流量［m3/h］

2
1.5
1

封水戻りライン流量［m3/h］

[%]
100

40

80

30

60
パージ水流量［l/h］

40

20
第２シールリークオフ流量［l/h］

10
0
11:10

封水注入ライン流量
封水戻りライン流量

封水注入ライン流量
封水戻りライン流量[m3/h]
2.5

第３シールリークオフ
スタンドパイプ水位［%］

11:15

3/h]
[m[l/h]
2.5

11:20
11:25
▲ＲＣＰ－３Ｂ起動

20

0
11:30

封水注入ライン流量［m3/h］

2
1.5
1
封水戻りライン流量［m3/h］

0.5
0
3:00
6:00
9:00
▲ＲＣＰ－３Ｂ起動

40

[l/h]
50

第３シールリークオフスタンドパイプ水位80

第２シールリークオフ流量
パージ水流量第２シールリークオフ流量［l/h］

40

第３シールリークオフスタンドパイプ水位

第２シールリークオフ流量
パージ水流量

[%]
100

[l/h]
[l/h]
50

0.5
12:00

15:00

18:00

21:00

0
11:10

11:15

11:20
11:25
▲ＲＣＰ－３Ｂ起動

11:30

14

添付資料－５

Ｓ

事象発生時のパージ水の流れ

15

16

外観・目視点検外観・目視点検

リークテストドライブピン

シール一式

カートリッジシールリークテスト

曲がり、接触痕の有無

有意な欠陥、異物の付着等の有無

有意な欠陥、異物の付着等の有無

シールリング組込後の動作確認

動作確認

外観・目視点検

ノーズ高さ計測

異物の付着の有無

シール面の異常の有無

シール面の段差計測

異物の付着の有無

シール面の異常の有無

主な点検内容寸法計測

外観・目視点検寸法計測

外観・目視点検

点検項目

スプリング

(インサート部)

０リング

シールリング

シールランナー

名称

良

良

良

良

良

良

点検結果

１次冷却材ポンプ３Ｂ前回組立点検時の第３シール点検結果

－

－

－

－

－

－

備考

添付資料－６

添付資料－７Ｓ

ＣＶＬＲＴ時の第３シール圧力状態概略図

17

18

第３シールに外部から圧力がかかる（3V-CS-258B：閉、3V-CS-263B：閉、3V-CS-264B：閉）
第３シールに外部から圧力がかかる（3V-CS-258B：閉、3V-CS-263B：閉、3V-CS-264B：閉）

1.7 [kgf/cm2G]（167 [kPaG]）

1.7 [kgf/cm2G]（167 [kPaG]）

170 [kPaG]

170 [kPaG]

283 [kPaG]

318 [kPaG]

第１回定期検査

第３回定期検査

第６回定期検査

第９回定期検査

第１２回定期検査

第１３回定期検査（今回）※：最大値を示す。

第３シールに外部から圧力がかからない（3V-CS-255：閉、3V-CS-263B：閉、3V-CS-264B：開）

3.3 [kgf/cm2G]（324 [kPaG]）

建設時

第３シールに外部から圧力がかかる（3V-CS-255：閉、3V-CS-263B：閉、3V-CS-264B：閉）

第３シールに外部から圧力がかかる（3V-CS-255：閉、3V-CS-263B：閉、3V-CS-264B：閉）

第３シールに外部から圧力がかかる（3V-CS-255：閉、3V-CS-263B：閉、3V-CS-264B：閉）

第３シールに外部から圧力がかかる（3V-CS-258B：閉、3V-CS-263B：閉、3V-CS-264B：閉）

１次冷却材ポンプ軸シール部
の圧力状態

試験圧力※

ＣＶＬＲＴ実績について

溶接事業者検査実施

使用前検査実施

備考

添付資料－８

添付資料－９

１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールのリークオフ流量増加に関する要因分析図
要因

事象
１次冷却材ポンプ３Ｂの第３シールのリーク
オフ流量増加シール面
からのリークシール面不良確認内容

シール面のなじ
み不足
シール面の面荒れ

シール面のゆがみ

面開き

シールランナーの傾き

・運転履歴

１次冷却材水質調整時のリーク量は許容値内であったことを確認した。

×

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、シール面に面荒れ等の異常がなく、カートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、シール面に面荒れ等の異常がないことを確認した。また、シール面の摩耗量が許容値内であることを確認した。

×

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、シール面にゆがみ等の異常がなく、カートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、シール面にゆがみ等の異常がないことを確認した。

×

・組立点検記録

組立点検記録より、組立後のカートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。

×

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、異物なく組み立てられ、カートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、シールランナーとスリーブ間に異物等の噛み込み痕がないことを確認した。

×

・組立点検記録

組立点検記録より、組立後のカートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。

×

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、スプリングに異物の残留、付着等がなく組み立てられ、カートリッジシールリー
クテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、スプリングの自由長、着座状態等に異常がないことを確認した。

×

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、異物なく組み立てられ、カートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、Ｏリングのむしれ、ねじれ等がなく、線径および硬度の計測結果は計画値どおりであることを確認した。
分解点検の結果、シールリングの傾きおよび動作不良が確認された。

△

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、異物なく組み立てられ、カートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、シール面に異物付着等の異常がないことを確認した。

×

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、ドライブピンに曲がり、傷等がなく、カートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、ドライブピンに軽微な当たり跡はあるが、異常な摺動傷、曲がり等がないことを確認した。

×・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、異物なく組み立てられ、カートリッジシールリークテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、Ｏリングのむしれ、ねじれ等がなく、線径および硬度の計測結果は計画値どおりであることを確認した。
分解点検の結果、シールリングの傾きおよび動作不良が確認された。

△

・組立点検記録
・分解点検結果

組立点検記録より、スプリングに異物の残留、付着等がなく組み立てられ、カートリッジシールリー
クテスト時のリーク量が許容値内であったことを確認した。
分解点検の結果、スプリングの自由長、着座状態等に異常がないことを確認した。

×

・分解点検結果

分解点検の結果、シールリング内面、シールハウジングＯリング溝等にリーク跡がないことを確認し
た。

×

組立不良

シールランナーとスリーブ間の異物噛み込み
シールリングの傾き

組立不良

スプリング反力の不均一

インサート部のOリン
グ摩擦大

シール面の異物
噛み込み

シールリングの追従不良

シールリング拘束
力大ドライブピン接触による拘束力大インサート部のOリン
グ摩擦大スプリング反力不足シール面以外からのリーク

Ｏリング部からの漏えい確認結果△：可能性あり×：可能性なし
評価

19

添付資料－１０（１／６）

分解点検結果（インサート部のＯリング外観目視点検）

O リング
全景

記録写真貼付け

0°方向

90°方向

180°方向270°方向・外観・目視結果より、インサート部 O リングにむしれ、ねじれ、異物付着等の異常は見られな
かった。

20

添付資料－１０（２／６）

分解点検結果（インサート部のＯリング硬度、線径計測結果）

基準点
①

④

②

③
O リング硬度計測結果
判定基準

①

②

③

④

計画値どおりであること

良

良

良

良

O リング線径計測結果
判定基準
計画値どおりであること

①

②

③

④

X(径方向)良良良良Y(軸方向)良良良良・インサート部 O リングの硬度および線径は、計画値どおりであることが確認された。

21

添付資料－１０（３／６）

分解点検結果（インサート部外観目視点検）
インサート先端の当たり跡

インサート

当たり跡
0°方向

90°方向

光沢有り

180°方向270°方向O リングのあたり痕強い。
（手入れ後もあたり痕が見える）

・外観・目視結果より、インサート先端に組込時に生じたと推定される当たり跡が確認されたが、通常の O リング位置から離れていることから、リークに影響するとは考え難いと判断された。
・インサート部に異物による圧痕、傷等の異常は見られなかった。

22

添付資料－１０（４／６）

分解点検結果（シールリング動作確認）
（１／２）
基準点
①

カートリッジスリーブ

②

④

③

リテーナー
ハウジング

カートリッジスリーブ下降途中の移動量：
1 回目 4mm(カートリッジスリーブ 4mm 下げ)
2 回目 8mm(カートリッジスリーブ 8mm 下げ)
単位：mm

カートリッジスリーブ
切り離し前寸法（A）
カートリッジスリーブ
下降途中の寸法（B）

シールリング降下量
（B－A）

①

②

③

④

21.5

21.5

21.5

21.5

1 回目

21.5

21.5

21.5

21.5

2 回目

21.5

21.5

21.5

21.5

0

0

0

0
（最小目盛 0.5mm）

・シールリング動作確認を行った結果、シールリングがカートリッジスリーブの動きに追従していないことが確認できた。

23

添付資料－１０（５／６）

分解点検結果（シールリング動作確認）
（２／２）

押し下げる

カーボンリング
ホルダー

ハウジング

スプリング

・シールリングが固着して動かない状態であった。
・荷重を強めると、カタンという音とともに固着が解け、その後は軽い力でスムーズに押し下げられることとなった。

24

添付資料－１０（６／６）

分解点検結果（シールリング傾き確認）
ストレッチ
カーボンリング
B

A
ホルダー

ハウジング
基準点
①
②

⑧
スプリング

⑦
③

⑥

④
⑤

単位：mm
寸法
①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

ハウジング ～ ホルダー間の高さ (A)

56.97

56.85

56.71

56.68

56.71

56.77

56.92

56.94

ハウジング ～ カーボン
リング間の高さ (B)

64.79

64.68

64.58

64.52

64.55

64.62

64.71

(64.82)※※ケガキ線があるため参考値

・傾き確認の結果、シールリングがハウジングに対して、約 0.3mm 傾いていることが確認された。

25

添付資料－１１（１／４）

推定メカニズム
時系列

模式図

メカニズム説明（１）
１次冷却材ポンプ正常運転時シールリング（カーボンリング・リテー

Ｏリング摩擦力：パージ水ライン圧力

ナー・ホルダー）は、パージ水圧力による荷重・スプリング荷重・Ｏリング摩擦

スプリング荷重

シールリング

力及び自重を受け、シールリング全体ではシールランナーに着座し（下に押し付けられ）、シール性が確保される。

自重

シール性ありシールリングはシールラ
ンナ－に着座する（２）
ＣＶＬＲＴによる第３シールへの外部からの高い圧力発生時ＣＶＬＲＴの実施にあたり、格納容器冷却材ドレンタンク内の廃液移送が不可能となる系統隔離状態になるため、同タンクへの流入防止対策として、
・3V-CS-255 の「閉」（パージ水ヘッド
タンクからの流入防止）
・3V-CS-264B（A,C）の「閉」を採用していた。
このため、第２、第３シール間は原子炉格納容器雰囲気と分離された状態となった。
この状態で、ＣＶＬＲＴ時にＣＶ内全体を加圧したため、シールリング（カーボンリング・リテーナー・ホルダー）にＣ
Ｖ内圧力が作用し、第３シールへの外部からの高い圧力が発生した。

26

添付資料－１１（２／４）
時系列（３）
第３シールへの
外部からの高い
圧力時の第３シール挙動

模式図メカニズム説明①－１：カーボンリングとリテーナーと③シールリングは左側へ移動の境界には、リテーナーを押しＯリング（インサート部）
摩擦力：ＣＶＬＲＴ時のＣＶ内圧力上げる方向に力が生じ、リテー：パージ水圧力

ナーは上に移動する。
①－２：一方、カーボンリングにはシー②Ｏリング（片側）は下へ移動

ルランナーに押し付ける方向
バネ荷重に力が生じ、第３シールのシー自重①リテーナー・ホルダーは上へ移動

ル性は保たれている状態とな

リテーナー・ホルダーは
浮き上がる

①

る。

Ｏリング摩擦力
自重

Ｏリング摩擦力

ホルダーから受ける荷重②Ｏリングには、通常状態（正常運転時）とは逆向きに、Ｏリング（インサート部）を押し下げる方向に力が生じる。
カーボンリングはシール
ランナ－に着座している

リテーナーとカーボンリングの間にＣＶ内圧力が作用する③Ｏリングが下がったことによりシールリングの受圧面積が広がり、シール①－１：リテーナー・ホルダーに作用する荷重①－２：カーボンリングに作用する荷重

リングは左側へ押され、移動する。
また、シールリングの左側への移動に

Ｏリング（インサート部）ＣＶＬＲＴ時の
ＣＶ内圧力

シール
リング

よりＯリングの受圧面積が広がり、Ｏ
リングに対する下方向への押し付け②

下へ移動
パージ水圧力

パージ水圧力シールリングは左側へ移動下へ移動荷重がさらに増加し、Ｏリングは下側に押し込まれる。

ＣＶＬＲＴ時

正常運転時

Ｏリングに作用する摩擦力は静止摩擦力をわずかに超える程度であったことから、Ｏリングは均一ではなく不均一に下へ移動する（押し下げられる）。（片側のみ下に移動）

ＣＶＬＲＴ時の
ＣＶ内圧力
Ｏリングが下がったことによりシールリングの受圧面積が広がり、シールリ
ングは左側へ押され、移動する。
また、シールリングの左側への移動によりＯリングの受圧面積が広がり、Ｏリングに対する下方向への押し付け荷重がさらに増加し、Ｏリングは下側に押し込まれる。

③

パージ水圧力左側

Ｏリングに作用
する摩擦力

右側

27

添付資料－１１（３／４）
時系列（４）
ＣＶＬＲＴ降圧時（第３シール
への外部からの
圧力解除）

模式図

メカニズム説明ＣＶＬＲＴ降圧時には、第３シールへの
外部からの圧力が解除されるため、左側へ移動していたシールリングはパージ
水圧力により右側へ、リテーナー・ホル
ダーは下へ移動する。
また、この移動によりＯリングはＯリン
グ溝の外の狭隘部でさらに押し込まれて大きく変形し、摩擦力が増大する。
一方、カーボンリングはスプリング荷重、パージ水圧力による荷重および自重により、下向きの力を受け、シールラン
ナーに押さえつけられており、シール性は確保される。

（５）
オイルリフトポ
ンプ起動時

シール性が確保された状態で、オイルリ
フトポンプ起動により、主軸・シールラ
ンナーは上方に約0.05mm移動する。

28

添付資料－１１（４／４）
時系列

模式図

メカニズム説明（６）
１次冷却材ポンプ起動時（事象発生時）

１次冷却材ポンプ起動により、主軸・シールランナーは下方に約 0.1mm 移動するが、第３シールへの外部からの高い圧力発生時に押し下げられたＯリング（右Ｏリング（インサート部）
シールリング側）は、通常より大きな摩擦力を生じる
ため、シールランナーの動きに追従できずシール面が開く。

固着

さらに、Ｏリングの摩擦力は左右で差を生じているため、シールリングは傾いた状態となり固着したと推定される。

Ｏリング摩擦力(小)Ｏリング摩擦力(大)スプリング荷重自重

自重

Ｏリング（右側）には
通常より大きな摩擦力が生じるため、シールランナーの移動にシールリングが追従できず、シール面は開方向となる。
さらに、Ｏリングの摩擦力は左右で差があるため、シールリングは傾く。

29

添付資料－１２

ＣＶＬＲＴ時の第３シール圧力状態概略図（対策後）※２

ＣＶＬＲＴ時にベント弁「開」により、格納容器雰囲気へ開放する。

FI

FI

M

M

M

※１

※２

30

参考資料

用

語

説

１．１次冷却材ポンプ（ＲＣＰ）
２．パージ水
３．パージ水ヘッドタンク
４．スタンドパイプ
５．封水
６．原子炉格納容器（ＣＶ）
７．格納容器冷却材ドレンタンク
８．軸シール９．ドライブピン
１０．リテーナー
１１．カーボンリング
１２．シールリング
１３．ホルダー
１４．Ｏリング
１５．シールランナー
１６．原子炉格納容器全体漏えい率検査（ＣＶＬＲＴ）
１７．オイルリフトポンプ
１８．ハンドターニング
１９．寸動運転２０．改良型シール
２１．シール面
２２．リーク２３．カートリッジシールリークテスト
２４．シールリングの追従
２５．インサート部
２６．カートリッジスリーブ
２７．ハウジング

明１．１次冷却材ポンプ（ＲＣＰ）
１次冷却水を、原子炉容器から蒸気発生器を経て再び原子炉に循環させているポンプ。

２．パージ水第２シール摺動部に流れ込み、第２シール部に析出するほう酸を洗い流すために供給される、放射性物質を含まない純水。第２シール部に供給された後、第２シールリークオフ等を通じて格
納容器冷却材ドレンタンクへ回収される。

３．パージ水ヘッドタンク
１次冷却材ポンプ第２シールに供給されるパージ水を、静水頭差を利用して連続供給するためのヘッドタンク。放射性物質を含まない純水を貯蔵している。

４．スタンドパイプ
１次冷却材ポンプの軸シール部の潤滑のための水を補給するとともに、軸シール部内の水量を監視するために取り付けられた容器。

５．封水
１次冷却材ポンプのシール部の潤滑と清浄度保護のため、外部から軸貫通部へ、内部流体より高い圧力で供給するシール水。

６．原子炉格納容器（ＣＶ）
原子炉容器や蒸気発生器、１次冷却材ポンプなど重要な機器を覆っている気密構造物。

０７．格納容器冷却材ドレンタンク
１次冷却材ポンプのパージ水、封水等のドレンを、専用の配管を通じて回収するタンク。

８．軸シール
内部流体が軸貫通部から漏えいしないようシールするための構成品。

９．ドライブピン
シールランナーの回転に対し、シールリングがつれ回ろうとすることに対し、回転を抑制する廻り止めピン。

１０．リテーナー
ハウジングとカーボンリングとの間を仲介する部品。

１１．カーボンリング
軸とともに回転するシールランナーとの摺動部をもつ環で、シール機能を発揮させる部品。

１２．シールリング
カーボンリング、リテーナー、ホルダー等から構成され、ばね等により軸方向に動く軸シール構

成部品の総称。

１３．ホルダーカーボンリングを固定する部品。

１４．Ｏリング
断面が円形の環型をしたシール部品。

１５．シールランナー
シールリング（カーボンリング）との摺動部をもつ環で軸とともに回転し、シール機能を発揮させる部品。

１６．原子炉格納容器全体漏えい率検査（ＣＶＬＲＴ）
原子炉格納容器に内圧を加え、原子炉格納容器からの漏えい量が基準値を超えていないことを測定するための漏えい率検査。

１７．オイルリフトポンプ
１次冷却材ポンプモータ軸受の損傷防止のため、１次冷却材ポンプ起動時に強制的に潤滑油膜を形成するためのポンプ。

１８．ハンドターニング
一次冷却材ポンプの軸を手動で回転させること。

１９．寸動運転
ポンプを瞬時あるいは短時間に起動・停止する操作。

２０．改良型シール
重大事故等時の高温高圧条件下での耐力向上を考慮した軸シール。

２１．シール面
内部流体の漏れや浸入を防ぐ面。

２２．リーク漏えい。

２３．カートリッジシールリークテスト
カートリッジシール（第２シールおよび第３シールを一体として組み立てたもの）の組立後、カートリッジシール単体として実施するリーク試験。

２４．シールリングの追従
シールリングがシールランナーの動きに合わせて滑らかに動くこと。

２５．インサート部
シールリング（リテーナー）の凸部が差し込まれる部分。

２６．カートリッジスリーブ
第２、第３シール回転体を組み付けるスリーブ。

２７．ハウジング
第２シールまたは第３シールを覆う、耐圧機能を有する金属筐体部品。