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平成 30 年 5 月 17 日
非常用炉心冷却系ストレーナの重大事故等時圧損試験要領について

１．試験目的GE 社製ストレーナの実機プラント条件（デブリ条件）での実機模擬ストレーナを用いた圧損試験を実施し，d 値（繊維質間距離)を求め，圧損評価式に基づき圧損上昇の評価を行う。
２．試験条件（１）流量条件
重大事故等における各事象（有効性評価の事故シーケンスグループ）のうち，大破断 LOCA 時注水機能喪失時に S/P を水源として運転を行うポンプは，代替循環冷却系ポンプであり，その運転時の通水流量は，保守的な試験となるように，3／h である。

3m ／h 以上の流量を模擬することとし，ストレーナを兼用する残留熱除去系ポンプの定格流量（m3／h）を目標とする。

以下では，残留熱除去系ポンプの定格流量における数値を記載しているが，実際の試験時の流量に合わせて数値を修正する。
残留熱除去系ポンプの定格流量（m3／h）の場合の試験流量は，表 2 に示す流量のスケーリング比から表 1 のとおりとなる。
表 1 試験流量（残留熱除去系ポンプ流量の場合）
試験条件
流量

算出方法

(GPM)

表 2 流量のスケーリング比
流量のスケーリング比(側面積比から設定)

基準面積

残留熱除去系
注記＊ 試験装置側面積(÷実機側面積＝（２）デブリ条件① デブリ量試験装置に投入する異物は，重大事故等時において考慮する異物の種類及び量の状況調査に基づき，内規を参考に設定した物量と表 4 に示すデブリのスケーリング比から算出する。

1

D/W から S/P への移行割合及び S/C からストレーナへの移行割合はいずれも100％とする。
試験装置に投入する異物量は，表 3 のとおりとなる。
表 3 投入異物量
試験条件
繊維質保温材

(g)

金属反射型

(m2)

スラッジ(g)

耐 DBA 仕様塗装
(ジェット破損分)

(g)

錆片(g)

塵土(g)

非 DBA 仕様塗装＊1(耐性未確認)
耐 DBA 仕様塗装
(SA 時剥離分)
化学影響生成異物
ALOOH

算出方法

(g)
(g)
(g)

注記＊1 非 DBA 仕様塗装の模擬材料として使用するシリコンカーバイド粉末は，非DBA 仕様塗装に比べ密度が大きいため，同質量とした場合はシリコンカーバイドの方が体積が小さくなる。圧損上昇のメカニズムとして，粒子が繊維ベッドに補足されることで圧損上昇を引き起こすため，体積が等価となるよう，密度比(で補正した量を投入する。

表 4 デブリのスケーリング比
デブリのスケーリング比(表面積比から設定)

基準面積

残留熱除去系
注記＊2 試験装置表面積

÷実機表面積2＝

② デブリサイズ(ア) 金属反射型保温材
サイズ(イ) 繊維質保温材
シュレッダーで細かく裁断したロックウール(ウ) スラッジ

サイズ(エ) 塵土サイズ(オ) 錆片サイズ(カ) 耐 DBA 仕様塗装(ジェット破損分)
サイズ(キ) 非 DBA 仕様塗装(耐性未確認)
サイズ(ク) 耐 DBA 仕様塗装（SA 時剥離)
サイズ（３）試験装置① 装置の仕様
圧損試験装置は，大型化取替工認時と同じモジュール試験装置とし，概要図を図1 に，仕様を表 5 に示す。

図 1 モジュール試験装置概要図（左：系統概要図3

右：ストレーナ写真）表 5 モジュール試験装置の仕様
直径

プール寸法

深さ

プール容量
ポンプ最大接続個数

1台

ポンプ能力
ストレーナ直径
プレート穴径
プレート穴ピッチ
ディスク間ギャップ
評価用表面積評価用側面積試験プールからｽﾄﾚｰﾅ下端までの距離
撹拌機箇所設置② ストレーナのマスキング
a.マスキング領域
現状使用可能な試験プールの最大水量は試験を実施するための最小水量ははであり，ストレーナの圧損であるため，投入可能な ALOOH 溶液となる。

実機条件での ALOOH は）と試験装置であることから，試験装置に投入する ALOOH はの表面積比はkg)×(kg)であり，実機＝となる。
g/ )であることから，濃一方，試験で投入できる ALOOH 溶液の濃度上限は度上限値とした時の試験装置に投入する ALOOH 溶液は÷＝である。
投入可能な ALOOH 溶液はであり，全量を投入できないことから，ストレーナの表面積をさらに縮小する必要がある。
その縮小の割合は，／＝1→となる。

このため，以下のとおりストレーナをマスキングする。
ストレーナの表面積 = 現状表面積×=×

ストレーナの側面積 = 現状側面積×=×4

マスキングにより，試験水量比は実機水量比に比べて小さくなり，異物濃度は，実機以上となる。
試験水量比（ｽﾄﾚｰﾅ単位面積当たり）
：

m3/m2

実機水量比（ｽﾄﾚｰﾅ単位面積当たり）
：

m3/m2

b.マスキング方向
マスキングは，実機における異物の付着状況を模擬できる下向きから吸込むよう実施する＊。装置内のプール水戻り配管の撹拌効果及びストレーナ設置位置とプール底面の距離を実機より短くすることで，ストレーナへの異物の移行効果を高める構成とする。
注記＊ 上向きとした場合，マスキングによりフィルタ部が上向きのポケット状になることから，実機であればサプレッション・プール底部に落下するフィルタ部に付着しない異物についても，ポケット内に保持され過度の保守性を持った評価となる可能性がある。

図 2 マスキング概要

5

③ ストレーナ表面積
実機ストレーナ基準面積を表 6 に示す。
圧損試験で考慮するストレーナの基準面積，ストレーナ基準側面積は，下記の式で算出する。
・ストレーナ基準表面積＝ ( 有 効 表 面 積 ) － ( そ の 他 異 物 （ ス テ ッ カ ー 類 ） 付 着 面 積 ) × 0.75＝

－m2×0.75＝

・ストレーナ基準側面積×π＝m2

÷0.0929(単位換算) ＝

ft2＝（有効表面積）：×

表 6 ストレーナ 1 個あたりの面積
その他異物
有効表面積

系統

（ステッカー類）
付着面積

残留熱除去系

ストレーナ

ストレーナ基準表面積

基準側面積m2m2m2ft2)

ft2)④ ストレーナ接近流速
接近流速は，以下の様に定義される。
U(m/s) =Q/(π D L)
Q(m3/s)：流量，D(m)：ストレーナ直径，L(m)：圧損評価長さ
接近流速を算出するための D, L について，実機ストレーナを図 3 に示す。
今回マスキングする試験装置の接近流速算出は，実機ストレーナと同様に試験装置のストレーナ直径と圧損評価長さから算出する。
・実機ストレーナ接近流速＝（1）/m/s＝

・試験装置側面積＝××π＝・試験装置側面の接近流速＝/（＝注記＊

6＝m/s図 3 実機ストレーナ⑤ 測定計器試験に使用する測定計器を表 7 に示す。
表 7 計測装置の仕様
測定項目
流量 (GPM)

使用計器(型式)
電磁流量計 M

圧 損 (in H2O)

差圧変換機

水熱電対

温 (°F)

測定範囲

データーシート＊ に記録。
測定間隔

注記＊ データーシートの書式を様式 1 に示す。

7

P1：
P2：

３．試験要領（１）試験手順① 異物準備
繊維質保温材，耐 DBA 仕様塗装(ｼﾞｪｯﾄ破損分)，耐 DBA 仕様塗装（SA 時剥離)を水に時間浸す。
② プール内に水を張り，ヒーターを用いて水温を所定の温度（ ℃）まで上げる。
③ ポンプを起動し，所定の流量で安定させた後，クリーン圧損を測定する。
攪拌機の運転を開始する。
④ 異物を以下の順序で投入する。
(ア) 金属反射型保温材(イ) 繊維質保温材(ウ) スラッジ(エ) 塵土(オ) 錆片(カ) 耐 DBA 仕様塗装(ｼﾞｪｯﾄ破損分)(キ) 非 DBA 仕様塗装(耐性未確認)(ク) 耐 DBA 仕様塗装（SA 時剥離)
⑤ 測定(a) 耐 DBA 仕様塗装 (SA 時剥離)投入後， ×(ターンオーバー時間)」に到達したら攪拌機を停止する。

(b)×（ターンオーバー時間）」までは，分毎に圧損，流量及び水温を記録し，水面に浮遊するデブリの変化や透明度の変化が観察されたときに写真撮影を実施する。
(c)

×(ターンオーバー時間)」以降は， 分毎に圧損，流量及び水温を記録し，水面に浮遊するデブリの変化や透明度の変化が観察されたときに写真撮影を実施する。

(d)

分間平均の圧損変化率が落ち着くまで圧損上昇を確認する。

⑥ 撹拌機の運転を開始する。
⑦ 化学影響生成異物を投入する。
以後，⑤（a）～(d)と同じ。

8⑧ ポンプを停止し試験を終了する。

図 4 デブリ投入位置（試験プール平面図）（２）実機ストレーナの圧損算出方法
下記 2 種類の方法にて実機ストレーナの圧損を算出し，保守的な方を採用する(Hsa1 ，Hsa2 の大きい方)。
① 最初に，ALOOH 投入直前の圧損試験結果(圧損 h1) 及び d 値{インターファイバーディスタンス＊}を用いて実機圧損(H1)を算出する。次に，ALOOH 投入後の圧損試験結果(ALOOH 投入による圧損上昇分 h3)を H1 加算して SA 時の実機圧損(Hsa1)を算出する。
Hsa1＝H1＋h3 ，ここに h3＝h2－h1(図 5 参照)② ALOOH 投入後の圧損試験結果(圧損 h2)，及び d 値を用いて SA 時の実機圧損(Hsa2)を算出する。
注記＊

インターファイバーディスタンスは，繊維質間の水が通過できるスペース（距離）であり，実機模擬試験により求めた値である。

9図 5 圧損試験結果の概要

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様式 111