東海第二発電所 工事計画審査資料
資

料 番 号

提 出 年 月 日

工認-401 改 5
平成 30 年 6 月 26 日

NT2 補① Ｖ-1-4-1 R0

Ⅴ-1-4-1 原子炉格納容器内の原子炉冷却材の漏えいを監視する装置の構成に関する説明書並びに計測範囲及び警報動作範囲に関する説
明書

目次
1.

概要・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1

2.

基本方針・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1

3.

漏えいを監視する装置の構成・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4

3.1 格納容器床ドレン流量計・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
3.2 漏えい検出時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6
3.2.1 検出時間の評価方法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6
3.2.2 漏えい水が蒸気になる割合・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・7
3.2.3 記号の定義・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8
3.2.4 検出時間の算出・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11
3.2.5 検出時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・16
3.2.6 原子炉冷却材圧力バウンダリの範囲の拡大が検出時間に与える影響・・・・・・・・22
4.

漏えいを監視する装置の計測範囲及び警報動作範囲・・・・・・・・・・・・・・・・・・23

NT2 補① Ｖ-1-4-1 R0

4.1 格納容器床ドレン流量計の計測範囲及び警報動作範囲・・・・・・・・・・・・・・・・23

1.

概要
本資料は，
「実用発電用原子炉及びその附属施設の技術基準に関する規則（以下「技術基準規則」という。）」第 28 条及びその「実用発電用原子炉及びその附属施設の技術基準に関する規則の解釈（以下「解釈」という。）」に基づき，原子炉冷却材圧力バウンダリに属する配管等（以下「ＲＣＰＢ配管」という。）から原子炉冷却材の漏えいが生じた場合に，漏えいを確実に，かつ速やかに検出する監視装置の構成並びに計測範囲及び警報動作範囲について説明するものである。また，これらの監視装置は，ＲＣＰＢ配管の破断前漏えいを監視する観点で使用する。
なお，技術基準規則第 28 条並びにその解釈に関わるＲＣＰＢ配管（拡大範囲を除く）からの原
子炉冷却材の漏えいを監視する装置に関しては，技術基準規則の要求事項に変更がないため，今回の申請において変更は行わない。
今回は，原子炉冷却材圧力バウンダリの拡大範囲となる弁 E12-F009（残留熱除去系停止時冷却系供給ライン第１隔離弁）から弁 E12-F008（残留熱除去系停止時冷却系供給ライン第２隔離弁）
まで及び弁 E12-F050A，B（残留熱除去系 A，
B 停止時冷却系戻りライン第１隔離弁）
から弁 E12-F053A，
B（残留熱除去系 A，B 停止時冷却系戻りライン第２隔離弁）までの配管の拡大部分を含め漏えいNT2 補① V-1-4-1 R0

位置を特定できない原子炉格納容器内の原子炉冷却材の漏えいを監視する装置について説明する。
2.

基本方針
ＲＣＰＢ配管からの原子炉冷却材の漏えいの検出装置として，原子炉格納容器内への漏えいに対しては，格納容器機器ドレン流量計，格納容器床ドレン流量計，ドライウェルエアークーラー
ドレン流量計及び核分裂生成物モニタ粒子放射線モニタを設置する設計とする。そのうち，漏えい位置を特定できない原子炉格納容器内への漏えいに対しては，格納容器床ドレン流量計により1 時間以内に 0.23 m3/h の漏えい量（0.23 m3/h（1 gpm）＊の漏えい量）を検出する能力を有した設計とするとともに自動的に警報を発信する設計とする。
原子炉冷却材は高温高圧であり，ＲＣＰＢ配管からの漏えいは蒸気と液体（水）に分離され，原子炉格納容器内に漏えいする。
原子炉格納容器内への漏えいのうち蒸気分については，原子炉格納容器内に設置する各機器からの放熱量に漏えいした 0.23 m3/h（1 gpm）の蒸気分を凝縮させるための熱量を加えても十分な冷却能力を有するドライウェル内ガス冷却装置により凝縮され，これらの凝縮液はドレン配管内を通って格納容器床ドレンサンプへ流入する。
原子炉格納容器内への漏えいのうち液体分については，漏えい水がＲＣＰＢ配管の保温材内に滞留した後，保温材から漏れ出し，床面等を経由して，格納容器床ドレンサンプに流入する。格
納容器床ドレンサンプに流入した後，導水管及びドレン配管内を通って原子炉建屋原子炉棟床ド
レンサンプへ流入する。
このドレン配管に流量計を設置することにより，漏えい量を検出できる設計とする。
なお，今回溶融炉心・コンクリート相互作用の影響対策として格納容器床ドレンサンプを改造するが，通常運転時における格納容器床ドレンサンプには当該箇所からの蒸発水に加え，サプレ
ッション・プールの蒸発水を格納容器内ガス冷却装置にて凝縮し，格納容器床ドレンサンプに流入させる設計となっていることから，格納容器床ドレンサンプは常時導水管高さ（水位：1 m）に維持されている。また，プラント起動時のような，格納容器内の温度が上昇し湿度が低下する場
1

合においては，格納容器内ガス冷却装置による凝縮量が格納容器床ドレンサンプの蒸発量を下回る場合がある。このように格納容器床ドレンサンプの水位が低下していると想定される場合には，格納容器床ドレンサンプに水張りを実施し，格納容器床ドレン流量計の指示が増加することを確認することにより，格納容器床ドレンサンプが常時導水管高さ（水位：1 m）に維持されていることを確認する。このため，格納容器床ドレンサンプに流入後，導水管を経由してドレン配管へ流れ始めるまでの時間遅れは考慮しない。さらに，導水管内に対して生じる液体の表面張力の影響については，導水管呼び径３Ｂであるため自由表面が小さいこと，また，0.23 m3/h（1 gpm）の漏えいに対しては蒸気と液体（水）に分離された後，異なる経路により格納容器床ドレンサンプに到達することから，同時に到達することはなく，先に流入した漏えい水により流路が形成されていることから考慮しない。
水張りに使用する小口径配管については，接続先の格納容器下部注水配管が重大事故等クラス２管であることを考慮し，同等の強度を有する設計とする。また，水張り時以外は２重の隔離弁を閉とした上で補給水系より切り離すこと及び，格納容器下部注水系からの逆流を防止するための逆止弁を設置することにより，格納容器下部注水系への悪影響を防止する設計とする。
（第 2-1NT2 補① V-1-4-1 R0

図「漏えい監視装置の概略図」参照）＊

0.23 m3/h（1 gpm）：原子炉冷却材圧力バウンダリからの漏えいでないことが確認されていない
漏えい率の制限値2

NT2 補① V-1-4-1 R1

3
第 2-1 図 漏えい監視装置の概略図

3.

漏えいを監視する装置の構成
高温高圧の原子炉冷却材が原子炉格納容器内に放出されると，原子炉格納容器内の雰囲気における飽和蒸気と飽和水になる。漏えいの検出装置は，エネルギ保存の式より 38 %相当が飽和蒸気となり，残り 62 %相当が飽和水となることを考慮する。
（「3.2.2 漏えい水が蒸気になる割合」
参照）
ＲＣＰＢ配管からの漏えいのうち蒸気分については，漏えい量の 38 %相当の蒸気をドライウェ
ル内ガス冷却装置で凝縮することにより漏えい水を格納容器床ドレンサンプに回収し，また，Ｒ
ＣＰＢ配管からの漏えいのうち液体分については，格納容器床ドレンサンプに流入することから，格納容器床ドレン流量計にて全漏えい量 0.23 m3/h（1 gpm）の漏えいを検出する設計とする。その構成について「3.1 格納容器床ドレン流量計」に示す。
この漏えい装置が，1 時間以内に 0.23 m3/h（1 gpm）の漏えいを検出することについて「3.2NT2 補① V-1-4-1 R0

漏えい検出時間」に示す。

4

3.1 格納容器床ドレン流量計
ＲＣＰＢ配管からの漏えいのうち蒸気分は，ドライウェル内ガス冷却装置の冷却コイルに付着して凝縮液となりドレン配管及び床ドレン受口を経由して格納容器床ドレンサンプに流入する。また，ＲＣＰＢ配管からの漏えいのうち液体分は，床面の床ドレン受口から床ドレン配管を経由して格納容器床ドレンサンプに流入する。格納容器床ドレンサンプに流入した後，導水管及びドレン配管内を通って原子炉建屋原子炉棟床ドレンサンプへ流入する。このドレン配管に設置された流量計により，漏えい量を検出する。
格納容器床ドレン流量計の検出信号は，容量式流量検出器からのパルス信号を，演算装置にて時間当たりの流量（漏えい率）に変換した後，中央制御室に指示及び記録する。また，0.23 m3/h
（1 gpm）の漏えい率を検出した場合には，中央制御室に音とともに格納容器床ドレンサンプ流

NT2 補① V-1-4-1 R0

量高の警報を発信する設計とする。
（第 3-1-1 図「格納容器床ドレン流量計の概略構成図」参照）

第 3-1-1 図 格納容器床ドレン流量計の概略構成図

5

3.2 漏えい検出時間
3.2.1 検出時間の評価方法
ＲＣＰＢ配管からの漏えいは蒸気と液体（水）に分離されることから，飽和蒸気と飽和水になる割合を求め，漏えい発生から 0.23 m3/h（1 gpm）相当の漏えいを検出するまでの時間について個別に算出する。蒸気分は，ドライウェル内ガス冷却装置で凝縮することによりドレン配管及び床ドレン受口を経由して格納容器床ドレンサンプに回収し，格納容器
床ドレン流量計で漏えいを検出する時間までとする。液体分は，床ドレン受口を経由して格納容器床ドレンサンプに回収し，格納容器床ドレン流量計で漏えいを検出する時間とする。ここでは，格納容器床ドレン流量計での漏えい検出時間について，以下の「第 3-2-1-1
図

漏えい検出時間について」に示す漏えい箇所から検出装置までの経路における遅れ時

間要素（Ｔ１～Ｔ１０）を考慮し最大となる時間を算出しても 1 時間以内に漏えいが検出できることを評価する。
（1 時間以内に 0.23 m3/h の漏えい量を検知できる設計であれば，Ｒ
ＣＰＢ配管の破断前漏えいの判断基準である 0.23 m3/h（1 gpm）を超える漏えいを監視可
能である。
）なお，
「2. 基本方針」に記載の通り，格納容器床ドレンサンプは常時導水管
高さ（水位：1 m）に維持されているため，格納容器床ドレンサンプに回収後，導水管を経NT2 補① V-1-4-1 R0

由してドレン配管へ流れ始めるまでの時間遅れは考慮しない。

第 3-2-1-1 図 漏えい検出時間について
6

3.2.2 漏えい水が蒸気になる割合
ＲＣＰＢ配管からの漏えい水は，漏れ出した際，瞬時に原子炉格納容器内の雰囲気における飽和蒸気と飽和水に変化するため，断熱変化として評価する。漏えい水が蒸気になる
割合を以下のエネルギ保存の式により求める。
ｉ１＝ｉ２・Ｘ＋ｉ２’（1－Ｘ）＝ｉ２・Ｘ＋ｉ２’－ｉ２’
・Ｘ

ｉ－ｉ２’
ｉ２－ｉ２’

Ｘ＝ １

NT2 補① V-1-4-1 R0

第 3-2-2-1 表 漏えい水が蒸気になる割合に使用する記号の説明
記号

単位

定義

Ｘ

－

蒸発する割合漏えい水が蒸気ｉ１

J/kg

原子炉冷却材のエンタルピ＊1

になる割合

ｉ２

J/kg

大気圧での蒸気のエンタルピ

ｉ２’

J/kg

大気圧での水のエンタルピ＊1：原子炉定格圧力（6.93 MPa）における飽和水のエンタルピ
第 3-2-2-2 表 漏えい水が蒸気と液体（水）になる割合
計算結果

インプットパラメータ
ｉ１ ：原子炉冷却材のエンタルピ＊1ｉ２ ：大気圧での蒸気のエンタルピ

蒸気になる割合

液体になる割合

2.676×106

0.38

0.62＊2（J/kg）（38 %）（62 %）

1.269×106（J/kg）

6ｉ２’：大気圧での水のエンタルピ

0.419×10（J/kg）＊1：原子炉定格圧力（6.93 MPa）における飽和水のエンタルピ＊2：蒸気になる割合の残りを液体の割合とする。

7

3.2.3 記号の定義
漏えい検出時間の計算に用いる記号について，以下に説明する。

蒸気分

格納容器床ドレン流量計の検出時間

NT2 補① V-1-4-1 R0

第 3-2-3-1 表 格納容器床ドレン流量計の検出時間の計算に使用する記号の定義
記号

単位

Ｔ１

min

Ｔ２

min

Ｔ３

min

Ｔ４

min

Ｖ

m3

定義
ドライウェル内ガス冷却装置までの蒸気到達時間（配管～ドライウェル内ガス冷却装置）
凝縮液量が平衡に達する時間
凝縮液ドレン管移送時間（ドライウェル内ガス冷却装置～床ドレン受口）
床ドレン管移送時間（床ドレン受口～格納容器床ドレンサンプ）
原子炉格納容器内自由体積

3ＱＦ１

m /min

ドライウェル内ガス冷却装置風量ＱＦ２

m3/min除湿に寄与するドライウェル内ガス冷却装置風量

Ｑ１kg/min

漏えい量（蒸気分）

Ｘ

3

kg/m

原子炉格納容器内雰囲気湿分

Ｘ０

kg/m3

ドライウェル内ガス冷却装置出口湿分

Ｑkg/min

ドライウェル内ガス冷却装置での凝縮液量

ｖ３

m/s

凝縮液ドレン管を流れる漏えい水の平均流速

ｖ４

m/s

床ドレン管を流れる漏えい水の平均流速

Ｃ

－

流速係数

ｉ

－

こう配

ｎ

－

粗度係数

Ａ

m

2

ＱＤ

m3/h

ドレン管を流れる漏えい水の流量

ｍ

m

平均深さ

Ｌ

m

ドレン管のぬれ縁長さ

Ｌ３

m

Ｌ４

m

流路断面積

凝縮液ドレン管の長さ（ドライウェル内ガス冷却装置～床ドレン受口）
床ドレン管の長さ（床ドレン受口～格納容器床ドレンサンプ）

8NT2 補① V-1-4-1 R0

液体分

格納容器床ドレン流量計の検出時間

記号

単位

定義

Ｔ５

min

Ｔ６

min

Ｔ７

min

ｄ１

m

保温材外径

ｄ２

m

配管外径

Ｌ５

m

保温材最大長さ

Ｑ２m3/h

漏えい量（液体分）

ｖ６m/s

床面を流れる漏えい水の平均流速

ｖ７

m/s

床ドレン管を流れる漏えい水の平均流速

Ｃ

－

流速係数

ｉ

－

こう配

ｎ

－

粗度係数

Ａ

m2

流路断面積

ＱＤ

3

m /h

床面及び床ドレン管を流れる漏えい水の流量

ｍ

m

平均深さ

Ｌ

m

床面又は床ドレン管のぬれ縁長さＬ６m

床ドレン受口までの床面距離Ｌ７m

保温材から漏れ出るまでの時間
床ドレン受口までの到達時間（保温材～床ドレン受口）
床ドレン管移送時間（床ドレン受口～格納容器床ドレンサンプ）

床ドレン管の長さ（床ドレン受口～格納容器床ドレンサンプ）

9NT2 補① V-1-4-1 R0

共通分

格納容器床ドレン流量計の検出時間

記号

単位

定義

Ｔ８

min

Ｔ９

min

ｖ８

m/s

ｖ９

m/s

サンプ移送配管を流れる漏えい水の平均流速

Ｃ

－

流速係数

ｉ

－

こう配

ｎ

－

粗度係数

Ａ

m2

流路断面積

ＱＤ

m3/h

ｍ

m

平均深さ

Ｌ

m

サンプ移送配管（スリット部含む）のぬれ縁長さＬ８m

サンプ移送配管長さ（スリット部）

Ｌ９m

サンプ移送配管長さ（導水管高さ含む）

サンプ移送配管移送時間（スリット部）
サンプ移送配管移送時間（スリット部除く）
サンプ移送配管（スリット部）を流れる漏えい水の平均流速

サンプ移送配管（スリット部含む）を流れる漏えい
水の流量

10

3.2.4 検出時間の算出
検出時間の評価方法に基づき，漏えい水が蒸気になる割合及び記号の定義を踏まえ各装置での漏えい検出時間を算出する。
(1)

ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（蒸気分）の検出時間

ａ．ドライウェル内ガス冷却装置までの蒸気到達時間（配管～ドライウェル内ガス冷却装
置）：Ｔ１
ＲＣＰＢ配管からの漏えいのうち，蒸気分は保温材継目より直ちに保温材外に出ると考える。漏れ出た蒸気は，やがてドライウェル内ガス冷却装置の冷却コイルに達し，冷却されて凝縮液となる。
本項では，ＲＣＰＢ配管からの漏えいした蒸気がドライウェル内ガス冷却装置の冷却コ
イルに達し，冷却が開始されるまでの時間を評価する。
ＲＣＰＢ配管が設置されている空間の空気はドライウェル内ガス冷却装置により強制的に循環することから，ＲＣＰＢ配管から漏えいした蒸気がドライウェル内ガス冷却装置の冷却コイルに達する最長経路は，漏えい蒸気を含む原子炉格納容器内の空気がドライウ
ェル内ガス冷却装置により一巡する経路であると考える。従って，ドライウェル内ガス冷

NT2 補① V-1-4-1 R0

却装置までの到達時間は，安全側に評価して，原子炉格納容器内の空気が冷却ファンにより一巡する時間Ｔ１を求める。
Ｔ１＝

Ｖ
ＱＦ１

ｂ．凝縮液量が平衡に達する時間（凝縮液量平衡到達時間）：Ｔ２
ＲＣＰＢ配管から漏えいした蒸気により，一定の時間をかけて原子炉格納容器内の湿分が増加するとともに，ドライウェル内ガス冷却装置における凝縮液量が増加するが，最終的には漏えい蒸気量とドライウェル内ガス冷却装置における凝縮液量が同量になり，
原子炉格納容器内の状態が平衡状態に達する。
本項では，漏えい蒸気量とドライウェル内ガス冷却装置における凝縮液量が同量になるまでの時間を評価する。
ドライウェル内ガス冷却装置の冷却コイルで冷却された凝縮液が平衡に達するために必要な時間Ｔ２は，以下の式の原子炉格納容器内の湿分の時間変化量（左辺）と原子炉格
納容器内部への漏えい量及び凝縮量（右辺）により微分方程式及び初期条件ｔ＝0 においてＸ＝Ｘ０が成り立ち，これらを解くことにより(1)式に示す凝縮液量Ｑと凝縮開始後の経過時間ｔとの関係により求めることができる。具体的には，(1)式の結果から凝縮液が平衡に達する時間として評価し，凝縮液量が平衡に達する時間（Ｔ２）は，凝縮液量Ｑが漏えい量Ｑ１の 95 %以上となる平衡到達時間とする。
なお，0.23 m3/h（1 gpm）に相当する漏えいを検出し，警報を発信するための設定値は，凝縮液量Ｑが漏えい量Ｑ１の 95 %となる値に設定する。
（第 3-2-4-1 図「凝縮液量平衡時
間算出の概略図」参照）

11

ｄＸ＝Ｑ１－ＱＦ２（Ｘ－Ｘ０）
ｄｔ

Ｖ

Ｑ＝ＱＦ２（Ｘ－Ｘ０）

NT2 補① V-1-4-1 R0

初期条件ｔ＝0，Ｘ＝Ｘ０

第 3-2-4-1 図 凝縮液量平衡時間算出の概略図

Ｑ＝Ｑ１ 1 exp

ＱＦ２・ｔ ・・・・・・・・・・・・・・(1)Ｖ

なお，本評価時間は，原子炉格納容器の体積が大きいため，徐々に変化するとともに，蒸気分の検出時間の評価として最も大きな値となることから，
ドライウェル内ガス冷却装置までの蒸気到達時間（Ｔ１）及び凝縮液ドレン管移送時間（Ｔ３），床ドレン管移送時間（Ｔ４）の一部が包絡される。
ｃ．凝縮液ドレン管移送時間（ドライウェル内ガス冷却装置～床ドレン受口）：Ｔ３
ドライウェル内ガス冷却装置にて凝縮した凝縮液はドレン管を通って床ドレン受口に導かれる。
本項では，凝縮液がドライウェル内ガス冷却装置のドレン管を経由し，床ドレン受口に到達するまでの時間を評価する。
ドライウェル内ガス冷却装置から床ドレン受口までの呼び径２Ｂのドレン管（内径0.0527 m）には，床ドレン受口に向かってこう配を設ける設計であり，ドレン管を流れる
平均流速ｖ３を，シェジー形の公式及びガンギェ・クッタの経験式（「新版機械工学便覧」（1987 年 4 月日本機械学会編）A5-11.8 項より）から算出することにより，凝縮液ドレン
12管移送時間Ｔ３を求める。
（第 3-2-4-2 図「ドレン管の概略図」参照）
ｖ＝Ｃ ｍ・ｉ
Ｃ＝Ｔ３＝

23＋ 1／ｎ＋ 0.00155／ｉ
1＋ 23＋ 0.00155／ｉ ｎ／ ｍ
Ｌ３ｖ３

ＱＤ＝ｖ・Ａ・3600

NT2 補① V-1-4-1 R0

ｍ＝Ａ／Ｌ

第 3-2-4-2 図 ドレン管の概略図
ｄ．床ドレン管移送時間（床ドレン受口～格納容器床ドレンサンプ）：Ｔ４
ドライウェル内ガス冷却装置にて凝縮した凝縮液は床ドレン受口を経由して格納容器
床ドレンサンプに流入するが，床ドレン受口から格納容器床ドレンサンプまでの床ドレン
管には格納容器床ドレンサンプに向かってこう配を設ける設計であり，呼び径３Ｂの床ド
レン管（内径 0.0739 m）を流れる平均流速ｖ４を，3.2.4(1)ｃ．凝縮液ドレン管移送時間で用いたジェシー形の公式及びガンギェ・クッタの経験式から算出することにより，床ド
レン管移送時間Ｔ４を求める。
Ｔ４＝

Ｌ４
ｖ４

(2) ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（液体分）の検出時間
ａ．保温材から漏れ出るまでの時間（保温材内滞留時間）：Ｔ５
原子炉冷却材配管は保温材（金属保温）を設置しており，保温材から漏えい水が漏れ出るまでの時間Ｔ５は，保守的に保温材の一部が損傷したことを仮定し，漏えい水が 2 分割の一部の保温材及び保温材と原子炉冷却材配管のすき間の 2 分割部分に滞留後（保温材は円周方向に一体構造のものではなく，独立に 2 分割された金属保温を止め合わせて取り付
けていることから漏えい水は保温材内に入り込むとは考えにくいが安全側の評価をしている。
）に接合部から漏れ出ると仮定し，次式により保温材内滞留時間Ｔ５を求める。
（第13

3-2-4-3 図「保温材の概略図」参照）

12
2・ ｄ１ ｄ２ ・Ｌ５
2 4
Ｔ５＝
Ｑ２

60

NT2 補① V-1-4-1 R0

第 3-2-4-3 図 保温材の概略図
ｂ．床ドレン受口までの到達時間（保温材～床ドレン受口）：Ｔ６
保温材からの漏えい水はループ室下部の床面に落下するが，床面には床ドレン受口があり，この床ドレン受口に向かってこう配を設ける設計であり，床面を流れる平均流速ｖ６を，3.2.4(1)ｃ．凝縮液ドレン管移送時間で用いたジェシー形の公式及びガンギェ・クッ
タの経験式から算出することにより，床ドレン受口までの到達時間Ｔ６を求める。

Ｔ６＝

Ｌ６
ｖ６

ＱＤ＝ｖ・Ａ・3600
ｍ＝Ａ／Ｌ

ｃ．床ドレン管移送時間（床ドレン受口～格納容器床ドレンサンプ）：Ｔ７
床ドレン管には格納容器床ドレンサンプに向かってこう配を設ける設計であり，呼び径３Ｂの床ドレン管（内径 0.0739 m）を流れる平均流速ｖ７を，3.2.4(1)ｃ．凝縮液ドレン
管移送時間で用いたジェシー形の公式及びガンギェ・クッタの経験式から算出することにより，床ドレン管移送時間Ｔ７を求める。
Ｔ７＝

Ｌ７
ｖ７

14

ｄ．サンプ移送配管移送時間（スリット部）：Ｔ８
サンプ移送配管には原子炉建屋原子炉棟床ドレンサンプに向かってこう配を設ける設計であり，底部鉄筋コンクリートマット中に設けたスリット部（厚さ 0.01 m，幅 0.5 m）
を流れる平均流速ｖ８を，3.2.4(1)ｃ．凝縮液ドレン管移送時間で用いたジェシー形の公式及びガンギェ・クッタの経験式から算出することにより，サンプ移送配管移送時間Ｔ８
を求める。
Ｔ８＝

Ｌ８
ｖ８

ｅ．サンプ移送配管移送時間（スリット部除く）：Ｔ９
サンプ移送配管には原子炉建屋原子炉棟床ドレンサンプに向かってこう配及びＵシール設ける設計であり，呼び径３Ｂのサンプ移送配管（内径 0.0739 m）を流れる平均流速
ｖ９を，3.2.4(1)ｃ．凝縮液ドレン管移送時間で用いたジェシー形の公式及びガンギェ・
クッタの経験式から算出することにより，サンプ移送配管移送時間Ｔ９を求める。

NT2 補① V-1-4-1 R0

Ｔ９＝

Ｌ９
ｖ９

ｆ．格納容器床ドレン流量計の検出時間：Ｔ１０
様々な経路を経て格納容器床ドレンサンプに流入する漏えい水を，原子炉建屋原子炉棟
床ドレンサンプへの移送配管中に設置した格納容器床ドレン流量計で検出し，容量式流量検出器からのパルス信号を，演算装置にて流量信号に変換し監視する。
演算装置の出力は 1 分間のパルス信号積算値出力を次の 1 分間の出力まで保持する設計としているため，格納容器床ドレン流量計の検出時間を 2 分とする。

15

3.2.5検出時間「3.2.1 検出時間の評価方法」及び「3.2.2 漏えい水が蒸気になる割合」を踏まえて検出時間の算出を行った結果を「第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表」に示す。蒸気分として格納容器床ドレンサンプに回収されるまでの時間（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）は 36
分であり，また，液体分として格納容器床ドレンサンプに回収されるまでの時間（Ｔ５＋
Ｔ６＋Ｔ７）は 48 分である。サンプ移送配管移送時間及び格納容器床ドレン流量計の検出時間を加算した時間（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ８＋Ｔ９＋Ｔ１０）及び（Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７＋
Ｔ８＋Ｔ９＋Ｔ１０）のうち最大時間としても 56 分で検出可能であることから，1 時間以内

NT2 補① V-1-4-1 R0に検出できる設計である。

16

第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表（１／４）
項目
ａ．ドライウェル内ガス
冷却装置までの蒸気

評価時間計算パラメータ
Ｖ：原子炉格納容器内自由体積
（m3）

（min）
5700

到達時間（配管～ドライウェル内ガス冷
却装置）：Ｔ１（min）

Ｔ１＝2
ＱＦ１：ドライウェル内ガス冷却装
3

置風量（m /min）
Ｖ：原子炉格納容器内自由体積ｂ．凝縮液量が平衡に達する時間（凝縮液量

ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（蒸気分）の検出時間

NT2 補① V-1-4-1 R0

平衡到達時間）
：Ｔ２
（min）

（m3）
ＱＦ２：ドライウェル内ガス冷却装
置風量（m3/min）
Ｑ１：漏えい量（蒸気分）（kg/min）
Ｑ：ドライウェル内ガス冷却装置
での凝縮液量（kg/min）ｖ３：ドレン管を流れる漏えい水の平均流速（m/s）

2950＊1

5700
563
1.5
（数式）
0.161

Ｃ：流速係数

26.062＊4

ｉ：こう配

0.01

時間（ドライウェル

ｎ：粗度係数

0.01＊3

内ガス冷却装置～床Ａ：流路断面積（m2）

ドレン受口）：Ｔ３

ＱＤ：ドレン管を流れる漏えい水

ｃ．凝縮液ドレン管移送（min）の流量（m3/h）

Ｌ：ドレン管のぬれ縁長さ（m）

0.0367＊4の平均流速（m/s）（床ドレン受口～格
納容器床ドレンサンプ）：Ｔ４（min）

0.153
25.417＊4

ｉ：こう配

0.01

ｎ：粗度係数

0.01＊3

ＱＤ：ドレン管を流れる漏えい水の流量（m3/h）

0.000150＊4

0.00363＊4

Ｌ：ドレン管のぬれ縁長さ（m）

0.0414＊4

Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４
17

Ｔ４＝1

0.087

ｍ：平均深さ（m）

Ｌ４：ドレン管の長さ（m）
検出時間合計11

Ｃ：流速係数

Ａ：流路断面積（m2）

Ｔ３＝2

0.087
0.00386＊4

ｖ４：ドレン管を流れる漏えい水

ｄ．床ドレン管移送時間

0.000142＊4

ｍ：平均深さ（m）

Ｌ３：ドレン管の長さ（m）

Ｔ２＝31＊2

636

注記 ＊1：ドライウェル内ガス冷却装置 3 台分の風量＊2：凝縮液量Ｑが警報設定値である漏えい量（蒸気分）Ｑ１の 95 %以上となる平衡到達時間として算出。
（第 3-2-5-1 図参照）
＊3：
「機械工学便覧」の金属配管（黄銅管）の係数を参考に，実機における配管仕様（粗度係数 0.01 以下）を踏まえて設定した値

NT2 補① V-1-4-1 R0＊4：流体平均深さｍを仮定し，収束計算によって得られる値

18

第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表（２／４）
項目

（min）

ｄ１：保温材外径（m）

0.718

までの時間（保温材

ｄ２：配管外径（m）

0.508

内滞留時間）：Ｔ５

Ｌ４：保温材最大長さ（m）

0.9

Ｑ２：漏えい量（液体分）（m3/h）

0.143

ａ．保温材から漏れ出る（min）ｖ６：床面を流れる漏えい水の平均流速（m/s）
ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（液体分）の検出時間

NT2 補① V-1-4-1 R0

評価時間

計算パラメータ

0.0344

Ｃ：流速係数

10.145＊4

ｉ：こう配

0.01

ｎ：粗度係数

0.013＊2

到達時間（保温材～

Ａ：流路断面積（m2）0.00115＊4

床ドレン受口）：Ｔ６

ＱＤ：床面を流れる漏えい水の流

ｂ．床ドレン受口までの（min）

量（m3/h）
ｍ：平均深さ（m）
Ｌ：床面のぬれ縁長さ（m）
Ｌ６：床ドレン受口までの床面距
離（m）
ｖ７：床ドレン管を流れる漏えい
水の平均流速（m/s）

ｃ．床ドレン管移送時間（床ドレン受口～格
納容器床ドレンサンプ）：Ｔ７（min）

0.00115＊4
1＊1
15
0.187
27.767＊4

ｉ：こう配

0.01

ｎ：粗度係数

0.01＊3

ＱＤ：床ドレン管を流れる漏えい
水の流量（m3/h）

0.000212＊4

Ｔ７＝1

0.143

ｍ：平均深さ（m）

0.00454＊4

Ｌ：床ドレン管のぬれ縁長さ（m）

0.0467＊4

Ｌ７：床ドレン管の長さ（m）
検出時間合計

Ｔ６＝8

0.143

Ｃ：流速係数

Ａ：流路断面積（m2）Ｔ５＝39

Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７

6
48

注記 ＊1：実測値に基づき設定した値＊2：「機械工学便覧」の純セメント平滑面の係数を参考に設定した値＊3：「機械工学便覧」の金属配管（黄銅管）の係数を参考に，実機における配管仕様（粗度係数 0.01 以下）を踏まえて設定した値＊4：流体平均深さｍを仮定し，収束計算によって得られる値

19

第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表（３／４）
項目

ｖ８：床ドレン管を流れる漏えい
水の平均流速（m/s）

ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（共通分）の検出時間

NT2 補① V-1-4-1 R0

ｄ．サンプ移送配管移送

0.075218.451＊3

ｉ：こう配

0.01

ｎ：粗度係数

0.01＊10.000833＊3

ＱＤ：床ドレン管を流れる漏えい
水の流量（m3/h）

Ｔ８＝2

0.23
0.00167＊3

ｍ：平均深さ（m）
Ｌ：床ドレン管のぬれ縁長さ（m）

0.5

Ｌ８：床ドレン管の長さ（m）

5

ｖ９：床ドレン管を流れる漏えい
水の平均流速（m/s）

ｅ．サンプ移送配管移送（min）

Ｃ：流速係数時間（スリット部）： Ａ：流路断面積（m2）Ｔ８（min）

評価時間

計算パラメータ

0.220

Ｃ：流速係数

29.836＊3

ｉ：こう配

0.01

ｎ：粗度係数

0.01＊1時間（スリット部除

Ａ：流路断面積（m2）0.000284＊3く）：Ｔ９（min）

ＱＤ：床ドレン管を流れる漏えい
水の流量（m3/h）

0.23

ｍ：平均深さ（m）

0.00548＊3

Ｌ：床ドレン管のぬれ縁長さ（m）

0.0518＊3

Ｌ９：床ドレン管の長さ（m）

Ｔ９＝4

45

ｆ．格納容器床ドレン流－＊2量計の検出時間

Ｔ１０＝2：Ｔ１０（min）
検出時間合計

Ｔ８＋Ｔ９＋Ｔ１０

8

注記 ＊1：「機械工学便覧」の金属配管（黄銅管）の係数を参考に，実機における配管仕様（粗度係数 0.01 以下）を踏まえて設定した値＊2：計算パラメータなし＊3：流体平均深さｍを仮定し，収束計算によって得られる値

20

第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表（４／４）
項目

評価時間
（min）

ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（蒸気分）の検出時間（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）＋ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（共格納容器床ドレン
流量計の検出時間

44通分）の検出時間（Ｔ８＋Ｔ９＋Ｔ１０）
ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（液体分）の検出時間（Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７）＋ＲＣＰＢ配管からの漏えい水（共通分）

56の検出時間（Ｔ８＋Ｔ９＋Ｔ１０）
上記検出時間の最大時間56

NT2 補① V-1-4-1 R0

検出時間

第 3-2-5-1 図 凝縮液量が平衡に達する時間について

21

3.2.6 原子炉冷却材圧力バウンダリの範囲の拡大が検出時間に与える影響
原子炉冷却材圧力バウンダリの範囲の拡大が検出時間に与える影響を評価するために，
原子炉冷却材圧力バウンダリの拡大範囲から漏えいが発生した場合の漏えい時間が，蒸気分及び液体分のそれぞれについて「第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表」で整理した
検出時間に包絡されているかを確認する。
(1) 蒸気分の漏えい
原子炉冷却圧力バウンダリの拡大範囲からの漏えいのうち蒸気分は，保温材継目より直ちに保温材外に出るため，従前のＲＣＰＢ配管からの漏えいと同様にドライウェル内ガス冷却装置で冷却・凝縮し，凝縮液ドレン管を経由して格納容器床ドレンサンプへ到達した
後に格納容器床ドレン流量計にて検出される。よって，「第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表」におけるＲＣＰＢ配管からの漏えい水（蒸気分）の検出時間であるＴ１＋Ｔ２＋Ｔ
３＋Ｔ４＋Ｔ８＋Ｔ９＋Ｔ１０＝44 分に包絡される。

(2) 液体分の漏えい

NT2 補① V-1-4-1 R0

原子炉冷却材圧力バウンダリの拡大範囲からの漏えいのうち液体分は，従前のＲＣＰＢ
配管からの漏えいと同様に保温材で一定時間滞留した後に，原子炉格納容器内の床に漏えいする。その後，床ドレン受口から格納容器床ドレンサンプへ到達した後に，格納容器床
ドレン流量計にて検出される。
原子炉冷却材圧力バウンダリの拡大範囲を含めた原子炉冷却材配管には 2 分割の保温材（金属保温）を設置しており，このうち最も保温材内容積の大きい箇所において，3.2.4(2)ａ．保温材から漏れ出すまでの時間で使用した条件および式から算出すると，配管外径が0.508 m，保温材外径が 0.718 m，長さが 0.9 m であることから，約 38.2 分となるが，安全側に 39 分と評価する。
保温材から漏れ出た後に床ドレン受口へ到達する時間へ到達する時間については，当該の床ドレン受口までの距離を原子炉格納容器内において床ドレン受口から最も離れた箇所に設定し 15 m、平均流速 0.0344 m/s から求めると約 436 秒となるが，安全側に 8 分と評価する。
次に，床ドレン受口から格納容器床ドレンサンプへ到達するまでの時間については，当該の床ドレン管長さ 6 m，平均流速 0.187 m/s から求めると約 32 秒となるが，安全側に 1分と評価する。
よって，原子炉冷却材圧力バウンダリの拡大範囲から漏えいした液体分が格納容器床ド
レンサンプまで到達する時間は，Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７＋Ｔ８＋Ｔ９＋Ｔ１０＝56 分となり，蒸気になった漏えいについては，「第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表」における格納容器
床ドレン流量計の検出時間の最大値である漏えい水（液体分）の検出時間にに包絡される。

22

(3) 評価結果(1)(2)より，本評価においては原子炉冷却材圧力バウンダリの拡大範囲も含め，保守的な条件を設定していることから，原子炉冷却材圧力バウンダリの拡大範囲での漏えいを検出する時間は，「第 3-2-5-1 表 漏えい検出時間の整理表」で整理した検出時間に包絡される。
4.

漏えいを監視する装置の計測範囲及び警報動作範囲

4.1 格納容器床ドレン流量計の計測範囲及び警報動作範囲
格納容器床ドレン流量計の計測範囲は，ＲＣＰＢ配管からの全漏えい量 0.23 m3/h（1 gpm）
が格納容器床ドレンサンプから原子炉建屋原子炉棟床ドレンサンプへ排出される際の流量が計測できるよう 0.6 m3/h を設定する。
格納容器床ドレン流量計は，容量式流量検出器からのパルス信号を，演算装置にて流量に変換し監視する。
警報動作範囲は 0～0.6 m3/h で設定可能であり，0.23 m3/h（1 gpm）の流量を検出した場合

NT2 補① V-1-4-1 R0Eに格納容器床ドレンサンプ流量高の警報を中央制御室に発信する。なお，警報動作流量以上の流量では，警報動作状態を継続する。
（第 4-1-1 図「格納容器床ドレン流量計の計測範囲」参照）

第 4-1-1 図 格納容器床ドレン流量計の計測範囲

23