資料2-1
柏崎刈羽原子力発電所6号及び7号炉審査資料
資料番号
KK67-0038
提出年月日
平成27年1月9日

柏崎刈羽原子力発電所 6号及び7号炉重大事故等対策の有効性評価の評価条件変更について

平成27年1月
東京電力株式会社

１．評価条件変更内容について
有効性評価の格納容器過圧・過温破損シナリオ（大ＬＯＣＡ＋ＥＣＣＳ機能喪失＋ＳＢＯ）等において、これまでの審査会合の議論等を踏まえ、評価条件を見直したい（１）常設代替交流電源設備による受電時間を「2時間」から「70分」に変更（２）復水貯蔵槽への補給水量を「90m3/h」から「130m3/h」に変更（３）ＭＡＡＰ解析の上部D/W天井面への重力沈降によるＦＰ付着をなくし、その分のＦＰが床面に付着するよう変更（４）外部水源温度（復水貯蔵槽水温）を「32℃」から「50℃（12時間以降は45℃、24時間以降は40℃）」に変更

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1

２．背景
＜現状＞
・設置許可申請後以降、更なる安全対策を実施しており、申請断面より安全性は向上している・また、訓練による要員の力量向上や運用改善などが実施されている＜審査における議論＞
・常設代替交流電源設備の受電時間は、実態にあった評価条件を設定すべき・不確かさ解析においては、申請解析から操作が遅れた場合の解析を提示すべき・格納容器過圧・過温破損シナリオにおいて、炉心損傷時の被ばく線量を提示すること→ 現状は申請時の状態と異なっており、実態と異なっているものに対して、感度解析や評価する技術的な意味はあまりないことから、実態にあったものに対してその評価結果を示していきたい＜現状の評価条件の問題点＞
・他電力の申請内容と比較した結果、本来ＦＰが付着しない上部D/W天井面に重力沈降により、ＦＰの付着が継続し、格納容器内温度が長期間高温で維持されるとの評価となっていることが判明→ ＭＡＡＰで想定している物理的な挙動が正しく反映されておらず、適正な評価となるよう見直し
たい・外部水源温度（復水貯蔵槽水温）は、淡水貯水池又は海水からの復水貯蔵槽補給を想定し設定していたが、実際の復水貯蔵槽水温はその想定より高い可能性がある→ 現状、非保守的な評価条件となっている可能性があるため、見直したい

当社としては、有効性評価の評価条件を実態にあったものに見直していきたい
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2３．常設代替交流電源設備受電時間の変更について
項目

受電時間

条件設定の根拠

解析結果に与える影響

現状の解析

２時間

申請時断面における設備上の想定時間

見直し後の解析

７０分

実訓練、手順の効率化を反映した時間

常設代替交流電源設備受電が早くなることにより、復水移送ポンプによる原子炉注水及び格納容器スプレイが早くなる
上記より、格納容器圧力、温度の上昇は緩慢となる・常設代替交流電源設備受電時間の評価条件をその後の手順の効率化等を反映した受電目標時間に見直し、有効性評価を実態にあったものとする
・操作時間遅れ等の不確かさについては、感度解析等により影響について示していく

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3

３．常設代替交流電源設備受電時間の変更について
常設代替交流電源設備受電時間について
10分【申請断面】

状況把握
現場移動～緊急用Ｍ／Ｃ受電、非常用Ｍ／Ｃ受電～注水10分【見直し後】

状況把握

50分

現場移動～緊急用Ｍ／Ｃ受電

10分
非常用Ｍ／Ｃ受電～注水10分

【実績】

120分

状況把握

41分

現場移動～緊急用Ｍ／Ｃ受電<作業内訳＞
・現場移動
・ガスタービン発電機健全性確認
・緊急用M/C健全性確認
・ガスタービン発電機給電準備
・緊急用M/C給電準備
・ガスタービン発電機起動
・緊急用M/C遮断器投入

10分
非常用Ｍ／Ｃ受電～注水＜作業内訳＞
・非常用M/C 受電・MCC 受電・復水移送ポンプ起動／運転確認
・低圧代替注水系ラインアップ

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70分
61分

4

４．復水貯蔵槽への補給水量の変更について項目

復水貯蔵槽への補給
水量

条件設定の根拠

解析結果に与える影響

現状の解析

事象12時間以降に90m3/hで補給(約25時間後ベント)

申請時断面における設備上の補給水量見直し後の解析

事象12時間以降に130m3/hで補給(約38時間後ベント)運用改善を反映した
補給水量

復水貯蔵槽への補給水量を増加させることにより、格納容器スプレイ時間が延長される
上記より、格納容器ベント実施までの時間が延長される

復水貯蔵槽への補給水量の評価条件を見直し、有効性評価を実態にあったものとする

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5

４．復水貯蔵槽への補給水量の変更について（流量評価）
評価①

評価②
貫通スリーブ部配管

１台目

２台目 ７５Ａ消防ホース

７５Ａ消防ホース
２線送水

２線送水

７５Ａ消防ホース
２線送水

復水貯蔵槽

防火水槽
Ａ．ホース圧損[MPa]（1台目消防車～2台目消防車まで）

評価範囲

180m
（ホース9本）240m（ホース12本）

評価① Ｎｏ．１４防火水槽～２台目消防車まで
評価② ２台目消防車～ＣＳＰまで

Ｄ．評価上のマージン Ｅ．圧損合計[MPa] Ｆ．ポンプ揚程[MPa] 送水成立性[MPa]（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ） （＠１３０ｍ３／ｈ時） （条件：Ｅ＜Ｆ）

Ｂ．貫通スリーブ部
配管圧損[MPa]

Ｃ．水頭圧[MPa]

0.45

－

0.05

0.3

0.8

1.2

○

0.60.17

0.04

0.3

1.11

1.2

○

Ｎｏ．１４防火水槽から取水する場合

参考図：復水貯蔵槽水量の推移
K6,7Rw/ B

2500
復水貯蔵槽水量

貫通スリーブ

K7 K6
CSP CSP

約200m（ホース10本×2ライン）（貫通スリーブ接続口～K7CSPまで）

2000
低圧代替注水系（常設）により原子炉注水開始↓

約40m（ホース2本×2ライン）

代替格納容器スプレイ冷却系により格納容器スプレイ開始↓

1500
水量 [ton]（2台目消防車～貫通スリーブ接続口まで）

1000

格納容器スプレイ停止↓

500

約180m（ホース9本×2ライン）（1台目消防車～2台目消防車まで）

Ｎｏ． １５防火水槽

復水貯蔵槽への補給開始
3（130m /h）

Ｎｏ． １４防火水槽00510

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1520time [hr]253035406５．ＭＡＡＰ解析の上部D/W天井面への重力沈降によるＦＰ付着条件の変更
上部D/W天井面への重力沈降条件設定の根拠

解析結果に与える影響

現状の解析

考慮する

MAAPのモデル上の設定見直し後の解析考慮しない

実際の物理的挙動にあった現実的な設定

上部D/W天井面に対する重力沈降によるＦＰ付着の影響が緩和され、上部D/W天井面でのＦＰによる発熱量が減少する
上記より、長期的な格納容器温度の上昇が抑制される

項目

現状のＡＢＷＲの設定では、ＭＡＡＰで想定しているＦＰ輸送パスが正しく評価されているとはいえないことから、実際の物理的挙動に即した設定に見直す

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５．ＭＡＡＰ解析の上部D/W天井面への重力沈降によるＦＰ付着条件の変更（ＦＰ挙動概要）
ＡＢＷＲでは上部D/W天井は水平ヒートシンクとしていた

ABWRの格納容器内ヒートシンクモデル

MAAPにおけるFP輸送パス

MAAP では格納容器内に設定したヒートシンクに対して衝突、重力沈降、凝縮、拡散泳動といったメカニズムでFP 付着量を計算している
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５．ＭＡＡＰ解析の上部D/W天井面への重力沈降によるＦＰ付着条件の変更（重力沈降メカニズム）•••

重力沈降はエアロゾルから床面に相当する水平壁（FP輸送パス４）及び水（ FP輸送パス３）への移行に対して考慮されている。
重力沈降による落下速度は、重力と落下に伴う流体抵抗がバランスした状態の一定速度（終端速度）で落下するとの仮定から、次式に従う。

MAAPのコードでは、落下による効果等を、空間からのエアロゾルの減衰として、式の除去速度 λ として扱われ、下面の水平壁への沈着のみならず、上面の水平壁（上部D/W天井 ）にも一様に付着。

上部D/W天井面の設定を水平壁 （「重力沈降、熱泳動」を考慮）→垂直壁（「慣性衝突、熱泳動」を考慮）と変更し、重力沈降の影響を除く。よって、重力沈降として格納容器内に沈着する全てのＦＰが、上部D/W床面に対する重力沈降として評価される。
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9５．ＭＡＡＰ解析の上部D/W天井面への重力沈降によるＦＰ付着条件の変更（重力沈降メカニズム）
Ｐ９「MAAPにおけるFP輸送パス」に示すとおり、蒸気／水／エアロゾル／ヒートシンクの間では、各パス毎に次の移行挙動のモデルを設定●蒸気－エアロゾル
蒸発／凝縮●蒸気－ドライ壁（ドライ垂直壁、ドライ水平壁）
D/W壁面の設定
蒸発／凝縮
D/W床面 D/W天井 D/W壁面●エアロゾル－水
拡散泳動／重力沈降／熱泳動
ドライ
ドライ
ドライ
変更前
●エアロゾル－ドライ水平壁
水平壁
水平壁
垂直壁
重力沈降／熱泳動
ドライ
ドライ
ドライ
●エアロゾル－ドライ垂直壁
変更後
水平壁
垂直壁
垂直壁
慣性衝突／熱泳動●水－水没水平壁
溶解／沈着
パス毎、移行挙動毎にFPの質量変化をモデル化し、それを空間からの除去速度λとして評価

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６．外部水源温度（復水貯蔵槽水温）の変更
項目

外部水源温度
条件設定の根拠 解析結果に与える影響（復水貯蔵槽水温）

現状の解析３２℃

淡水貯水池又は海水からの復水貯蔵槽への補給を想定

見直し後の解析

５０℃（12時間以降は45℃、24時間以降は40℃）

プラント運転中の復水移送ポン
プ吐出温度

復水貯蔵槽水温が高くなることから、格納容器スプレイ効果が低減する
上記より、格納容器圧力の上昇は厳しくなる

非保守的な解析となっている可能性があるため、有効性評価を見直す

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６．外部水源温度（復水貯蔵槽水温）の変更
６号機プラント運転中の復水移送ポンプ吐出温度（データ一部抜粋）
最大温度：約５３℃(2006年8月）

60（データ期間：2003年5月～2012年3月）
50

30

2010

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2007年3月

2007年1月

2006年11月

2006年9月

2006年7月

2006年5月

2006年3月

2006年1月

2005年11月

2005年9月

2005年7月

2005年5月

2005年3月

2005年1月

2004年11月

2004年9月

2004年7月

2004年5月

2004年3月

2004年1月

2003年11月

2003年9月

2003年7月

0
2003年5月

温度[℃]

40

12

６．外部水源温度（復水貯蔵槽水温）の変更
７号機プラント運転中の復水移送ポンプ吐出温度（データ一部抜粋）
60

最大温度：約５０℃(2010年9月）（データ期間：2004年1月～2011年8月）

50

40

30

20
復水移送ポンプ吐出ヘッダ温度 ℃
高圧復水ポンプ吸込ヘッダ温度 ℃
10

2011年8月

2011年7月

2011年6月

2011年5月

2011年4月

2011年3月

2011年2月

2011年1月

2010年12月

2010年11月

2010年9月

2010年10月

2010年8月

2010年7月

2010年6月

2010年5月

2010年4月

2010年3月

2010年2月

2010年1月

2009年12月

2009年11月

2009年9月

2009年10月

2009年8月

2009年7月

2009年6月

2009年5月

2009年4月

2009年3月

2009年2月

2009年1月

2008年12月

2008年11月

2008年9月

2008年10月

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６．外部水源温度（復水貯蔵槽水温）の変更
・外部水源温度（復水貯蔵槽水温）の測定データがないものの、復水移送ポンプ吐出温度は夏場では「約５０℃」になるデータが得られている
・復水移送ポンプ吐出温度は、スピルオーバー水のため、実際の復水貯蔵槽水温より高い温度を示していると推定される
保守的に復水移送ポンプ吐出温度「約５０℃」を復水貯蔵槽水温として設定する
温度計等が存在しない

各負荷へ

ＴＥ

最小流量ライン

復水移送ポンプ吐出温度

復水貯蔵槽

復水移送ポンプ
ＣＲＤ系へ
復水温度
復水器
ホットウェ
ルＴＥ

ＣＣ
Ｆ
Ｄ／給水系へ

低圧復水ポンプ

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７．その他のシナリオへの影響について（炉心損傷防止）
項目

影響を与える解析条件

解析結果に与える主な影響（推定）ＴＱＵＶ（４）外部水源温度変更
中小ＬＯＣＡ

・注水温度上昇によるＰＣＴ（被覆管最高温度）の上昇
・格納容器スプレイ効果低減によるベント実施までの時間の短縮ＳＢＯ（４）外部水源温度変更

・注水温度上昇によるＰＣＴ（被覆管最高温度）の上昇・ベント実施までの時間の短縮による被ばく評価の見直し

ＴＷ（取水機能喪失）（１）常設代替交流電源設備受電時間変更（４）外部水源温度変更・ＰＣＴ（被覆管最高温度）の上昇

ＴＷ（ＲＨＲ機能喪失）（２）復水貯蔵槽への補給水量変更（４）外部水源温度変更

・格納容器スプレイ時間延長によるベント実施までの時間の延長
・格納容器スプレイ効果低減によるベント実施までの時間の短縮

備考

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７．その他のシナリオへの影響について（炉心損傷防止）
項目

影響を与える解析条件

解析結果に与える主な影響（推定）ＡＴＷＳ（４）外部水源温度変更・ほとんど影響はない（感度解析結果の一部に影響するが、注水温度上昇による反応度低下によりＰＣＴは低下すると推定）

ＩＳＬＯＣＡ（４）外部水源温度変更

・ほとんど影響はない

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備考

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７．その他のシナリオへの影響について（格納容器破損防止）
項目

影響を与える解析条件

解析結果に与える主な影響

備考

格納容器過圧・過温破損シナ
リオ（大ＬＯＣＡ＋ＥＣＣＳ機能喪失＋ＳＢＯ）（１）常設代替交流電源設備
受電時間変更（２）復水貯蔵槽への補給水量変更（３）重力沈降によるＦＰ付着（４）外部水源温度変更

・格納容器スプレイ時間延長及び格納容器圧力・温度低下によるベント実施までの時間の延長

ＦＣＩ（４）外部水源温度変更

・ペデスタル初期水温上昇による燃料落下時の格納容器圧力スパイクの増加

ＭＣＣＩ（４）外部水源温度変更

・コンクリートの侵食量にほとんど影響はない

水素燃焼（１）常設代替交流電源設備
受電時間変更（３）重力沈降によるＦＰ付着（４）外部水源温度変更

・受電時間を変更したものの、ＦＰ放出量はわずかに変化したのみ
・格納容器圧力挙動についても大きな変化はない

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７．その他のシナリオへの影響について（停止時）
項目

影響を与える解析条件

解析結果に与える主な影響（推定）ＳＢＯ（停止時）（１）常設代替交流電源設備受電時間変更（４）外部水源温度変更

原子炉水位の挙動が若干変化するのみであり、ほとんど影響はない

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備考

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（参考）重力沈降を考慮した場合のＦＰの挙動について■ D/W スプレイを開始する約3 時間までは床面、天井に同等のFP 量が沈着しているが、D/W スプレ
イ後は、③に示す沈着量の大部分が各ヒートシンクのうち④に示す天井側に付着したFP 相当となっている。
■ヒートシンクがPCVスプレイにより水位形成した
場合、ヒートシンクに付着するFP 沈着量は水中の溶解可能なFP 量に基づき計算される。FP の水への溶解度は大きいため、ヒートシンクが水没するとそこに付着したFP は基本的に「水没したヒートシンク」から「液相」へ移行する挙動となる。
■ ⑤の上部D/W 床面のFP 沈着挙動に示すとおりD/W スプレイ後に、FP 沈着量がほぼゼロとなるのは、スプレイにより上部D/W 床面が一時的に水没し、沈着したFP が液相に取り込まれW/W へ移行するためと考える。
■一方、天井側に付着したFP は、D/W スプレイ等により天井ヒートシンクが水没することがないため、FP が発熱源として付着し続ける。
■以上の結果から、水平に設定したヒートシンクには、ヒートシンクの高さによらず、重力沈降によるFP沈着が計算され、上部D/W 天井は水没しないため、結果として上部D/W 天井に多くのFP が沈着して、②に示す壁面温度が高くなる結果になっている。

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19(参考）ＭＡＡＰ解析の上部D/W天井面への重力沈降によるＦＰ付着条件の変更（ＦＰ挙動メカニズム）
エアロゾルの壁面等への沈着– 重力沈降 ： Stokesの重力沈降式とSmoluchowski方程式から得られる質量濃度から沈着を求める。
– 拡散泳動 ： 水蒸気凝縮に伴い発生する気流（Stefan流）に乗ってエアロゾルが運ばれ水蒸気凝縮面に沈着する。蒸気凝縮率から求める。
– 熱泳動 ： 温度勾配存在時に生じる高温側から低温側への移動（熱泳動）による熱泳
動沈着速度をEpsteinのモデルから求める。
– 慣性衝突 ： 触媒の流れの中にある構造物に、流線から外れた粒子が衝突する。衝突による沈着率をSmoluchowski方程式から得られる相関式から求める。
– 凝縮／蒸発 ： 気体状FP分圧がFP飽和蒸気圧を下回る時／超えた時に生じる。

上部D/W天井面の設定
水平壁 （「重力沈降、熱泳動」を考慮） → 垂直壁（「慣性衝突、熱泳動」を考慮）と変更し、重力沈降の影響を除く

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（参考）外部水源温度（復水貯蔵槽水温）の変化の妥当性＜想定＞・事象開始12時間後に淡水貯水池の水（32℃を超えることはないと考えられるが、極めて保守的である40℃と設定した場合）を130m3/hで復水貯蔵槽に補給と想定＜解析条件と計算結果の比較＞
事象開始～12h

事象開始12h～24h

事象開始24h～

復水貯蔵槽水温(解析条件) 50℃

45℃

40℃

復水貯蔵槽水温(計算結果) 50℃

平均41.8℃

平均40.0℃

60

2500
復水貯蔵槽への補給開始
3（130m /h,40℃）

復水貯蔵槽水量
復水貯蔵槽水温低圧代替注水系（常設）
により原子炉注水開始

2000

50

復水貯蔵槽へ補給開始(12h)から24hまでの平均温度：約41.8℃

水量 [ton]24hから格納容器ベント(38h)までの平均温度：約40.0℃
30

1000

復水貯蔵槽水温[℃]40
代替格納容器
スプレイ冷却系により格納容器
スプレイ開始

1500

20500
10
復水貯蔵槽への補給開始 →3（130m /h,40℃）

格納容器スプレイ停止

0005

101520time [hr]

2530

3540

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