JAEA-Technology
2010-036

HTTR 高圧ガス製造施設の保守管理
Maintenance of Manufacturing Facility of High Pressure Gas in HTTR
関田 健司

新垣 悦史

若林 宏

Kenji SEKITA, Etsushi ARAKAKI and Hiroshi WAKABAYASHI

大洗研究開発センター
高温工学試験研究炉部
Department of HTTR
Oarai Research and Development Center

November 2010
Japan Atomic Energy Agency

日本原子力研究開発機構

JAEA-Technology 2010-036
HTTR 高圧ガス製造施設の保守管理
日本原子力研究開発機構
大洗研究開発センター高温工学試験研究炉部
関田 健司、新垣 悦史、若林 宏（2010 年 8 月 20 日受理）

高温工学試験研究炉（以下、HTTR）では、高圧ガス製造施設として液化窒素製造施設が設置されており、1 次ヘリウム純化設備及び 2 次ヘリウム純化設備のコールドチャコールトラップ、また、1 次ヘリウ
ムサンプリング設備及び 2 次ヘリウムサンプリング設備のガスクロマトグラフ質量分析計の不純物ガスト
ラップに液体窒素を使用している。
HTTR の液化窒素製造施設は、法令に基づいて定期自主検査を行っており、その結果、各項目とも
規定値の範囲内であることから、設備の維持管理は適切である。
また、これまでの液体窒素貯蔵タンクの液位監視の実績、及び原子炉運転中及び原子炉停止中における液体窒素の消費量から、貯蔵タンクへの充填時期、充填回数及び充填量を考慮した効率的かつ有効な液体窒素の使用量を明確にした。
本報は、これまでに行ってきた定期自主検査の実施方法及び結果、さらに、設備の管理方法と実績について纏めたものである。

大洗研究開発センター：〒311-1393 茨城県東茨城郡大洗町成田町 4002

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JAEA-Technology 2010-036
Maintenance of Manufacturing Facility of High Pressure Gas in HTTR

Kenji SEKITA, Etsushi ARAKAKI and Hiroshi WAKABAYASHI

Department of HTTR
Oarai Research and Development Center
Japan Atomic Energy Agency
Oarai-machi,Higashiibaraki-gun,Ibaraki-ken(Received August 20, 2010)

The Liquid Nitrogen (LN2) manufacturing facility in HTTR, is a high-pressure gas
manufacturing facility. The facility provides LN2 to cold charcoal trap (CCT) in primary and secondary
helium purification systems, impurities gas trap for gas chromatography mass spectrometer in primaryand secondary helium sampling systems.
The facility has been performed periodical inspection according to the law and rule, and eachinspection item satisfied the judgment value. Thus, it was confirmed that the maintenance of LN2
manufacturing facility was appropriate.
In addition, the effective and efficient LN2 amount to be consumed was clarified on the basisof the monitoring.. Results of the liquid level of the storage tank and the consumption of LN2 as thereactor was operated or stopped, by considering the filling frequency and amount of the filling of LN2 to
the facility by a tank lorry.
This report describes method and result of periodical inspection and equipment management.

Keywords: HTTR , Maintenance , High Pressure Gas , Liquefied Nitrogenii

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目 次
１．はじめに ································································································································································ 1２．設備概要······························································································································································· 2
2.1 液体窒素の概要········································································································································· 2
2.2 液体窒素供給系········································································································································· 2
2.3 1 次及び 2 次ヘリウム純化設備 ·········································································································· 3
2.4 1 次及び 2 次ヘリウムサンプリング設備 ·························································································· 4３．設備の保守管理 ················································································································································ 5
3.1 CE 設備の保守管理 ································································································································· 5
3.2 運転要領 ······················································································································································· 6
3.3 巡視点検及び記録の保存 ····················································································································· 7
3.4 保安教育訓練 ············································································································································· 7
４．定期自主検査 ····················································································································································· 8
4.1 整備経歴 ······················································································································································· 8
4.2 定期自主検査結果 ···································································································································· 8５．液体窒素の消費量 ········································································································································· 12
5.1 液体窒素の充填量 ·································································································································· 12
5.2 原子炉運転中における消費量 ··········································································································· 12
5.3 原子炉停止中における消費量 ··········································································································· 14
5.4 検討課題 ····················································································································································· 14
６．おわりに ······························································································································································ 16
謝辞 ············································································································································································· 16
参考文献 ··································································································································································· 16iii

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Contents

1.

Introduction ······························································································12.

System Outline ··························································································2

3.

4.

5.

6.

2.1

Outline of Liquid Nitrogen ·····································································2

2.2

System of Liquid Nitrogen Supply ···························································2

2.3

Primary and Secondary Helium Purification Systems ·······························3

2.4

Primary and Secondary Helium Sampling Systems ··································4Security management of System ·································································5
3.1

Security management of Cold Evaporator ·················································53.2

Operation Points ···················································································63.3

Inspection Check and Preservation of Record ············································7

3.4

Security Education Training ···································································7Regularly Inspection ··················································································84.1Results of Maintenance ··········································································84.2Results of Regularly Inspection ·······························································8Consumption of Liquid Nitrogen ······························································· 12
5.1

Amount of Filling of Liquid Nitrogen ····················································· 12

5.2

Operation of Nuclear Reactor ································································ 12

5.3

Stop of Nuclear Reactor ······································································ 14

5.4

Examination problem ········································································· 14

Conclusion ······························································································ 16

Acknowledgements ························································································ 16
References ·································································································· 16iv

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１． はじめに
日 本 原 子 力 研 究 開 発 機 構 （ 原 子 力 機 構 ） の 高 温 工 学 試 験 研 究 炉 （ HTTR ： High Temperature
Engineering Test Reactor）は、高温ガス炉技術基盤の確立と高度化、高温工学に関する先端的基礎研究の実施を主目的として、原子力機構・大洗研究開発センターに建設された日本初の高温ガス炉である 1)。
HTTR は、系統別機能試験、総合機能試験を経て、1998 年 11 月 10 日に初臨界に達した後、1999 年
9 月から出力上昇試験を開始し、2001 年 12 月 7 日に原子炉出力 30MW、原子炉出口冷却材温度 850℃を達成し 2)、2002 年 3 月 6 日に、定格運転（原子炉出口冷却材温度 850℃までの運転）の使用前検査合格証を取得した。その後、2004 年 4 月 29 日に原子炉出力 30MW、原子炉出口冷却材温度 950℃を達成
し 3)、2004 年 6 月 24 日に、高温試験運転（原子炉出口冷却材温度 950℃までの運転）の使用前検査合格証を取得した。また、2007 年 3 月から 2007 年 5 月にかけては、定格・並列運転モードにおいて、約30MW での 30 日間長期連続運転を実証した。さらに、2009 年 11 月から 2010 年 3 月にかけて、高温試
験・並列運転モードにおいて、約 30MW での 50 日間長期連続運転を達成した。
HTTR は、このような高温の原子炉出口冷却材温度を得るために、炉内構造物に耐熱性に優れた黒鉛構造材、さらに鋼構造物である中間熱交換器等が設置されているが、冷却材中に含まれる不純物により、材料強度の劣化を招く恐れがあるため、冷却材であるヘリウムガス中の不純物濃度の値を厳しく管理している。
HTTR を構成する施設のうち、原子炉の運転及び安全を保持するために設置する、原子炉補助施設
である 1 次ヘリウム純化設備及び 2 次ヘリウム純化設備のコールドチャコールトラップ、さらに 1 次ヘリ
ウムサンプリング設備及び 2 次ヘリウムサンプリング設備で使用する、ヘリウムガス中の不純物を高い検出感度で測定するガスクロマトグラフ質量分析計に液体窒素を使用している。
HTTR ではこれらの設備に液体窒素を供給するために、液化窒素製造施設が設置されている。HTTRの液化窒素製造施設は、高圧ガス保安法に基づき、年 1 回の定期自主検査を行っており、設備の状態が法で定める技術上の基準に適合しているかを確認している。液化窒素製造施設は、コールドエバポレータによりこれらの設備に液体窒素を供給しており、設備の運用を開始してから今日に至るまで、高圧ガス製造施設特有の漏えい、破裂、爆発等の事故は一度も発生しておらず、十分な保守管理を行ってきたことがその結果に反映されている。また、液体窒素貯蔵タンクの液位を常時監視しており、原子炉
運転中及び原子炉停止中における、液体窒素の消費量について着目した結果、効率的かつ有効な液体窒素の使用量を明確にできた。
本報は、これまでに行ってきた定期自主検査の実施方法及び結果、さらに、設備の管理方法と実績について纏めたもので、今後の HTTR の運転に反映していくことを目的としている。

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２． 設備概要
HTTR の液化窒素製造施設は、窒素供給設備の液体窒素供給系として区分されおり、高圧ガス保安法に基づいて、茨城県から「HTTR 液化窒素製造施設」として、高圧ガス製造の許可を受けている。
2.1 液体窒素の概要
表 2.1 に液体窒素の一般的性質を示す。液体窒素は冷却された窒素の液体であり、-196℃で沸騰して気化する。そのため容器の中では絶えず蒸発し続けており、仮に 1ℓの液体窒素が気化し膨張した場
合には、体積が約 650 倍にもなることから、容器は密閉してはならない。液体窒素の容器を密閉した場
合、蒸発した窒素ガスが圧縮され、超高圧状態になってしまい、容器が破裂を起こしてしまう。また、室内に液体窒素が大量にこぼれた場合は、急速に蒸発した窒素が酸素濃度を下げるため、酸欠状態に陥るので、室内の換気に注意する必要がある。この窒素は、ガスの性状から不活性ガスに分類されるが、その不活性ガスによる事故の大半は酸欠によるものである。また、液体窒素は極低温であるため、取扱い時に皮膚にかかった場合には凍傷になる可能性があるので、取扱う場合には必ず専用の皮手袋を使用する必要がある。

2.2 液体窒素供給系
液体窒素供給系は、コールドエバポレータ型（以下、「CE」）で、移動式製造設備（以下、「タンクローリ」）により液体窒素を超低温状態にて貯槽に貯蔵し、真空断熱配管で各系統、機器に供給するもので、液体窒素貯蔵タンク、加圧蒸発器、配管及び弁類から構成される。表 2.2 に構成機器仕様を、図 2.1 に液体窒素供給系の系統図、図 2.2 に CE の外観を示す。一般に CE とは、超低温液化ガスを安全に貯蔵し、加圧蒸発器で一定の圧力を維持しながら自圧で送液し、送ガス蒸発器で気化させて、あるいは液状のまま消費系統へ供給する設備のことである。
貯槽は、ステンレス鋼製の内槽及び外槽からなる二重殻構造で、3本の脚で支持され、各々は基礎ボ
ルト4本により鉄筋コンクリート台上に固定されている。内槽と外槽の空間には熱伝導度の小さい粉末断
熱材（パーライト）を充填し、かつ、空間を真空に保持して、熱の浸入を抑え、高度の断熱性を持たせている。加圧蒸発器は、液体窒素を気化する機能を有し、ここで生成された窒素ガスは貯槽の加圧源となり、液体窒素を各消費先に送液している。また、操作に必要な貯槽内圧力計、液面計等の計器類は外槽正面に装備され、弁類は外槽正面下部に配置してある。以下に、液体窒素供給系の各ラインの機能を示す。
（１）充填ライン
充填ラインは、貯槽に超低温の液体窒素を受け入れるラインである。最初に、タンクローリ搭載のチャージポンプの出口と液入逆止弁（1761VC3）とをフレキシブルチューブで接続し、下部液入口弁(1761V7)又は上部液入口弁（1761V8）を用いて行う。入口弁が下部と上部にそれぞれある理由は、CEの運転圧力を一定に保ちながらチャージ作業（受入れ）を行うためのもので、下部液入口弁を用いれば、貯槽内の液量の増加により内槽上部のガス層が圧縮されCEの圧力は上昇し、上部液入口弁を用いれば、内槽上部にあるガスが充填された液の冷熱により再液化しCEの圧力は下降する。
（２）加圧ライン
加圧ラインは、貯槽内の液化ガスの消費による圧力降下に応じて作動し、貯槽内のガス圧力を-2-

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一定に保つために設けられている。まず、貯槽の底部から液体窒素を取り出し、加圧弁（1761V5）を経て、加圧蒸発器に送られる。ここで気化されたガスは加圧調整弁（1761VC1）、加圧ガス弁（1761V
6）を経て貯槽頂部に送られ、貯槽の液面を一定圧力になるように加圧する。ここで用いる加圧調整
弁は二次圧力調整弁であり、貯槽圧力を検知し、所定圧力以下では開、所定圧力以上では閉となる。また、CEは高度の真空を保持した断熱貯槽ではあるが、外部からの僅かな熱の浸入によって液体窒素を気化させ、貯槽上部空間の圧力を上昇させる。この圧力上昇をひきおこす余分なガスを
ブリーダ弁（1761VC2）により大気中に排気し、貯槽圧力を一定圧力まで降下させる。
（３）送液ライン
貯槽の底部から液体窒素を取り出すラインで、送液弁（1761V1）を通り、出口弁（1761V17）、取り合い弁（1761V3、1761V15、1761V4）を経て各消費先に供給される。
（４）検液ライン
CEに充填するとき過充填を防止するために最大充填量（内容積の90%）を確認するためのラインである。
（５）放出ライン
緊急時等必要に応じてCEの頂部からガスを外部に放出し、貯槽の圧力を下げるためのラインである。
（６）安全弁
安全弁は、加圧ライン（1761VR1）、内槽（1761VR2）、充填ライン（1761VR3）、送液ライン（1761VR
4）に合計4台設置しており、各々のラインの設定条件により、貯槽若しくは配管内のガスの圧力が異常に上昇した場合に動作し、その圧力を所定の圧力まで降下させる。
2.3 1 次及び 2 次ヘリウム純化設備
1 次ヘリウム純化設備は、補助冷却設備、1 次ヘリウムサンプリング設備及び燃料破損検出装置から
1 次ヘリウム純化設備に入るヘリウムガスを純化して補助冷却設備及びスタンドパイプに戻すことにより、
1 次冷却設備の不純物濃度を制限濃度内にする。図 2.3 に概略系統図を示す。不純物を含むヘリウム
ガスは補助冷却設備から 1 次ヘリウム純化設備に導入され、入口フィルタにて黒鉛粉塵などのダストが除去される。入口フィルタを出たヘリウムガスはプレチャコールトラップに入り、放射性ヨウ素等が吸着除去される。プレチャコールトラップを出たヘリウムガスは、入口加熱器を経て、酸化銅反応筒（以下、「CuOT」）、モレキュラシーブトラップ（以下、「MST」）に入る。MST を出たヘリウムガスの 1/4 はコールド
チャコールトラップ（以下、「CCT」）に入る。CCT には液体窒素が常時入っており、液体窒素バス（液体窒素が入っている部分）は、-196℃に維持されている。CCT では、メタン(CH4)、窒素（N2）、酸素（O2）及び放射性希ガスが吸着除去されるとともに、吸着した不純物を保持させるために液体窒素による冷却を継続する。CH4 等が除去されたヘリウムガスは、CCT をバイパスさせたヘリウムガスと混合してガス循環機に入り昇圧され、戻り加熱器により昇温して、補助冷却設備及びスタンドパイプへ入る。
2 次ヘリウム純化設備は、2 次ヘリウム冷却設備の加圧水冷却器のヘリウムガス循環機吐出側及び2 次ヘリウムサンプリング設備からヘリウムガスを取り入れ、純化した後、2 次ヘリウム冷却設備の加圧
水冷却器ヘリウムガス循環機吸込側に戻す系統である。図 2.4 に概略系統図を示す。2 次ヘリウム冷却設備より取り入れられたヘリウムガスは、入口フィルタでダストを除去する。入口フィルタを出たヘリウム
ガスは、2 次ヘリウムサンプリング設備からのヘリウムガスと混合し、入口加熱器を経て、CuOT、MST に入る。MST を出たヘリウムガスはＣＣＴに入る。ＣＣＴには液体窒素が常時入っており、液体窒素バスは、-3-

JAEA-Technology 2010-036-196℃に維持されている。CCT では、CH4、N2、O2 を吸着除去するとともに、吸着した不純物を保持させるために液体窒素による冷却を継続する。CH4 等が除去されたヘリウムガスは、ガス循環機で昇圧し、戻り加熱器により昇温して、2 次ヘリウム冷却設備加圧水冷却器に入る。
2.4 1 次及び 2 次ヘリウムサンプリング設備
１次ヘリウムサンプリング設備は、１次冷却設備及び１次ヘリウム純化設備から１次冷却材を採取し、その化学的不純物濃度の測定及び放射能測定を行う設備である。図 2.5 に概略系統図を示す。
1 次ヘリウムサンプリング設備には冷却材であるヘリウムガス中の化学的不純物濃度を、高い分解能で分析するガスクロマトグラフ質量分析計（以下、「GC/MS」）が設置されている。この高い分解能を得るた
め、GC/MS には、測定中、超高純度ヘリウムガスをキャリアガスとして供給し続ける必要がある。そのため、本設備には高純度ヘリウムガス中の不純物を除去する、液体窒素トラップが設置されており、測定中は液体窒素の自動供給を行っている。図 2.6 にガスクロマトグラフ質量分析計及び液体窒素トラッ
プ概略図を示す。
2 次ヘリウムサンプリング設備は、2 次冷却設備及び 2 次ヘリウム純化設備から 2 次ヘリウム冷却材を採取し、その化学的不純物濃度の測定及び放射能測定を行う設備である。図 2.7 に概略系統図を示す。2 次系における化学的不純物濃度の測定は、100%出力運転時における 2 次ヘリウム不純物濃度を目標値内に管理することにより、2 次ヘリウム冷却設備の腐食速度を遅くし、構造健全性、耐久性を保持することを目的に実施している。また放射能測定は、１次冷却材側から 2 次ヘリウム冷却材側に漏洩する放射能濃度を監視することにより、中間熱交換器（IHX)伝熱管のクラック等の異常を検知することを目的に実施している。2 次ヘリウムサンプリング設備には 1 次ヘリウムサンプリング設備同様、冷却材であるヘリウムガス中の化学的不純物濃度を、高い分解能で分析する GC/MS が設置されている。この高い分解能を得るため、GC/MS には、測定中、超高純度ヘリウムガスをキャリアガスとして供給し続ける必要がある。そのため、本設備には高純度ヘリウムガス中の不純物を除去する、液体窒素トラップが設置されており、測定中は液体窒素の自動供給を行っている。

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３． 設備の保守管理
原子力機構 大洗研究開発センターでは、高圧ガス保安法（以下、「法」）に基づき、一般高圧ガス保安規則（以下、「一般則」）の適用を受ける高圧ガス製造施設に関する保安について、危害予防規程（以下、「大洗センター危害予防規程」）を定めており、災害の発生を防止するとともに、保安管理組織の設置、運転要領の作成、異常時及び事故時の措置等を定め、安全を確保することを目的としている。
高圧ガスとは、以下に掲げるいずれかに該当するものをいい、法に定義されている。また、法では高圧ガスによる災害を防止するため、高圧ガスの製造、貯蔵、販売、移動その他の取扱い及び消費並びに容器の製造及び取扱いを規制するとともに、事業者及び高圧ガス保安協会による高圧ガスの保安に関する自主的な活動を促進し、もって公共の安全を確保することを目的としている。
【高圧ガスの定義】① 常用の温度においてゲージ圧力（以下同じ）が 1MPa 以上となる圧縮ガスであって現にその圧力が1MPa 以上あるもの又は温度 35℃において圧力が 1MPa 以上となる圧縮ガス。（圧縮アセチレンガスを除く）② 常用の温度において圧力が 0.2MPa 以上となる圧縮アセチレンガスであって現にその圧力が0.2MPa 以上であるもの又は温度 15℃において圧力が 0.2MPa 以上となる圧縮アセチレンガス。
③ 常用の温度において圧力が 0.2MPa 以上となる液化ガスであって現にその圧力が 0.2MPa 以上であるもの又は圧力が 0.2MPa 以上となる場合の温度が 35℃以下である液化ガス。
④ その他、温度が 35℃において圧力 0Pa を超える液化ガスのうち、液化シアン化水素、液化ブロムメ
チル及び液化酸化エチレン。
また、高圧ガス保安法では、核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律（以下、「原子炉等規制法」）により規制を受けるものは、適用除外となっており、HTTR 内の施設は高圧ガス保安法の規制は受けないが、原子炉施設に直接影響を与えない液体窒素供給系は、高圧ガスの製造行為に該当するため、高圧ガス保安法の規制対象となっている。
3.1 CE 設備の保守管理
表 3.1 に CE の設置、改造及び廃止にあたって必要な手続きと法令条項一覧表を示す(4)。
第一種製造者とは、0℃、0Pa（1atm）のガスに換算したガスの処理能力が、第一種ガス（窒素が該当、その他ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、二酸化炭素、フルオロカーボン、空気をいう。）は 300m3／日以上、第一種ガス以外は 100m3／日以上である CE を運転するものであって、許可を受けた者をいい、処理能力が第一種ガスでは 300m3／日未満、第一種ガス以外では 100m3／日未満の場合は第二種製造者となり、届け出を行わなければならない。この許可を受けた事業者を第一種製造者と呼ぶが、第一種製造者は、完成検査を受け、これに合格し、さらに危害予防規程の届出、保安教
育計画の作成、保安統括者等の選任、製造開始の届け出をして、はじめて製造を開始することができる。
さらに、第一種製造者は、法第 11 条第 1 項の規定により高圧ガス製造施設を、技術上の基準に適合す
るように維持し、同条第 2 項の規定により、その基準に従って高圧ガスを製造する義務がある。
また、CE のみを設置する第一種製造者の場合には、一定条件に該当する者に CE の保安について監督させれば保安統括者等の選任は不要であるが、大洗研究開発センターにおいては、高圧ガス製造
施設が 12 施設あるため、保安統括者を選任しており、そのうち 6 施設については、保安監督者を選任し-5-

JAEA-Technology 2010-036ている。
HTTR 液化窒素製造施設では、気化器若しくは減圧弁により高圧ガスを製造する CE のみを設置しているという条件に該当するため、保安監督者を選任して製造に係る保安について監督している。以下に保安監督者の職務を示す。
（１）製造施設の位置、構造、設備が法第 8 条第 1 号の技術上の基準に適合するよう監督する。
（２）製造の方法が、法第 8 条第 2 号の技術上の基準に適合するよう監督する。
（３）製造施設の巡視及び点検並びに定期自主検査に係る業務の指導及び監督を行う。
（４）高圧ガス製造施設運転要領の作成に関し、保安上必要な指導及び助言を行う。
（５）法に基づく完成検査及び保安検査に立会い、その結果に基づく措置及び対策に関し、保安上必要な指導及び助言を行う。
（６）製造施設の増設、修理及び改造に係る業務の指導助言を行う。
（７）保安教育について、保安上必要な指導及び助言を行う。
（８）製造施設に係る災害の発生又はそのおそれがある場合における応急の措置について、保安上必要な措置を行う。
（９）請負業者に対し、製造施設の製造並びに増設、改造及び修理に関する業務の保安について、指導及び助言を行う。
また、保安監督者が監督すべき CE における、日常作業上の一般事項を以下に示す。これらは、一般作業者についても準用される。
（１）標識等は常にきれいな状態にしておくこと。
（２）CE の周辺の整理整頓に心掛けること。
（３）電気設備等は異常のないように常に整備点検に心掛けること。
（４）塗装の状態に注意し、腐食防止に心掛けること。
（５）CE の充填液量は内容積の 90%を超えないこと。
（６）バルブの開閉状態は常に開閉表示板で表示すること。
（７）安全弁の元弁は常に全開の状態を維持し、元弁のハンドルには回り止めを施し、封印すること。
（８）超低温ガスを取扱うときは、常に凍傷防止のため、専用の皮手袋を着用すること。
3.2 運転要領
運転要領は、製造施設の運転、点検及び保守に関すること、教育訓練に関すること、異常時及び事故時の措置、記録作成・保管に関すること、その他保安のために必要な事項等を定めており、災害の発生を未然に防止するとともに、自主保安の管理を徹底して行っている。その中の主な作業として、液体窒素をタンクローリから CE に受入れる（充填）作業があり、特に原子炉運転中には頻繁に行う必要がある。以下にタンクローリからの液体窒素受入れ手順を示す。
（１）受入れ前の保安確認受入れ前には次の事項を確認すること。
①タンクローリは所定の位置に停車し、車止めがなされていること。
②付近に火気及び引火性又は発火性のものがないこと。
③「高圧ガス充填中」の警戒標識が出されていること。
④貯槽圧力が正常であること。
⑤液面計の指示を確認すること。
-6-

JAEA-Technology 2010-036⑥弁の開閉が通常運転時の状態になっており、バルブ等からの漏洩がないこと。
（２）受入れ要領
受入れは次の要領で行うこと。
①充填用ホースを確実に取り付け、漏れのないように締付ける。この際、過大な力を加えてはならない。
②ブロー弁を開いてガスをブローしてホースの予冷を十分に行う。予冷終了後は弁を閉じる。
③タンクローリのポンプを予冷し、予冷終了後起動する。
④上部液入口弁及び下部液入口弁を操作して、貯槽圧力を変動させないように充填する。
⑤受入れ作業中は加圧弁を閉じる。
⑥過充填にならないように液面計の指示に常に注意し、最大充填量マークに近くなったら適時検液
弁により液面を確かめる。
⑦規定充填量に達したならば充填を終了してポンプを停止する。
⑧充填終了後は上部液入口弁及び下部液入口弁を閉じ、加圧弁を開き通常運転時の状態に戻す。
⑨タンクローリの液出口弁を閉じ、ホース内の液体窒素及び内圧をブロー弁によりゆるやかにブローした後、取り外す。
（３）受入れ時の注意事項①受入れ中に貯槽圧力の上昇等異常が発生したときは、直ちに受け入れ作業を中止して処置を講ずる。
②ポンプの音及びモータの電流値に注意し、異常を認めたときは直ちにポンプを停止する。
③過充填にならないように、特に液面計の指示値に注意する。
④受入れ作業中は、各部のガス漏れの有無を監視する。
なお、受入れ作業を行った場合には、運転要領中の「液化窒素受入れ記録表」に必要事項を記入する。
3.3 巡視点検及び記録の保存
製造施設は 1 日に 1 回以上巡視及び点検を行っており、貯槽の圧力、液体窒素の貯蔵液位等を点検している。表 3.2 に日常巡視点検項目を示す。また、巡視点検において CE の異常を発見した場合の措置を表 3.3 に示す。なお、製造施設に係る各記録等については表 3.4 に掲げる期間保存することが義務付けされている。
3.4 保安教育訓練
高圧ガス製造施設に従事する者に対して、大洗センター危害予防規程及び運転要領に基づいて、年度ごとに保安教育訓練を行っている。また、設備の異常や事故を想定した応急措置訓練を実施し、危険な状態が発生したときにとるべき措置等を確認するとともに、保安意識の高揚、技術、技能の習熟を図
っている。

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４． 定期自主検査
HTTR 液化窒素製造施設では、高圧ガス保安法第 35 条の 2 に基づき、設備の状態が法で定める技
術上の基準に適合しているかを定期的に確認し、保安のために自主検査を行っている。この期間は、一
般則第 83 条に、1 年に 1 回以上と定められている。表 4.1 に定期自主検査の内容を示す。
4.1 整備経歴
液化窒素製造施設において、これまでに実施した整備経歴を表 4.2 に示す。特に重要となる改造等の整備は行っていないが、H11 年 5 月及び 7 月に液面計の修理を行った。これは、通常時において中央制
御室で貯槽の液面指示値を監視していたところ、H11 年 5 月に、1 時間の間に指示値が約 100cm、H11
年 7 月に 4 時間 30 分の間に約 200cm 変動していることが確認されたため、調査した結果、CE 内槽に混入した大気及び水分等の凍結したものが液面計導圧管に混入したと推測された。そのため導圧管内を不活性ガスでパージすることで、氷結物を除去し指示値が正常に復帰したことを確認した。
さらに、H11 年 8 月には同事象の解決策として、CE の加温作業を実施した。作業は、まず CE 内槽に混入したと推測される不純物（水分氷結物）を除去するために、液抜きを行い、その後 3 日間連続の加温作業を行うことにより氷結物を溶かして放出除去したものである。この作業以降、液面計の指示値変
動事象は起こっていない。
また、H18 年 2 月に、貯槽タンクの液位指示計及び液位伝送器、並びに貯槽タンク圧力指示計の各計器を交換した。これは、液位指示計の精度低下及び劣化のために行ったものであり、液位伝送器及び圧力指示計については予防保全のため交換した。
H21 年 12 月には、計器用計測配管、支柱及び配管サポート等について、潮風の影響による塩害のため錆びが発生していたことから、錆を除去した後、当該部の補修塗装を行った。その中で、圧力計取付
架台については、腐食が進行していたため、新規に更新した。
4.2 定期自主検査結果
H21 年 11 月に実施した定期自主検査の結果を以下に示す。また、測定値を計測するものについては、
過去の記録とともに結果を示す。
（１）境界線、警戒標
境界線は、フェンスにより明示されており、外観に異常は無かった。また、警戒標は、外部の者が明瞭に識別できる大きさであり、出入口付近に掲げてあり、所定の事項が明示されており、外観に異常は無かった。
（２）保安距離
保安距離とは、高圧ガス設備に事故が発生した場合に、周囲にある保安物件に対する危害を防止するために確保すべき距離のことで、貯蔵設備、処理設備の外面から第一種保安物件まで 8.0m
以上の第一種設備距離を有する必要があるところ、約 2200m であった。また、第二種保安物件まで 5.3m 以上の第二種設備距離を有する必要があるところ、約 370m であった。HTTR 液化窒素製造施設の第一種保安物件には小学校が該当し、第二種保安物件には民家が該当する。
（３）高圧ガス設備の気密性能
貯槽について常用圧力 0.490MPa に対して 0.50MPa、液入口配管について常用圧力 1.47MPa に対して 1.50MPa、真空二重管について常用圧力 0.490MPa に対して 0.50MPa の圧力で気密試験を-8-

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行い、漏れ等の異常は無かった。
（４）高圧ガス設備の強度
高圧ガス設備の強度を確認するために、配管の肉厚測定を実施し確認している。
配管の肉厚測定位置を図 4.1 に、これまでに確認した肉厚測定結果を表 4.3 に示す。肉厚は測定
箇所 1761PP7（2・2’)、1761PP17（4・4’)、1761PP10（6・6’) 、1761PP11（7・7’)、1761PP53（10・10’)については、据付け時から測定値の変化はないと判断している。1761PP6（1・1’)は、据付け時から
H20 年まで X 方向が 1.7mm、Y 方向が 1.6mm であったが、H21 年に X、Y 両方向とも 1.6mm まで低下した。1761PP8（3・3’)は、据付け時は X 方向及び Y 方向とも 1.7mm であったが、H14 年には X
方向が 1.6mm に低下し、H15 年には X 方向及び Y 方向ともに 1.6mm に低下した。1761PP12（5・5’)は、据付け時は X 方向及び Y 方向とも 1.7mm であったが、H14 年に 1.6mm まで低下した。1761PP2（8・8’) は、据付け時 X 方向及び Y 方向とも 1.7mm であったが、H13 年には X 方向が 1.6mm に低下し、H15 年には X、Y 両方向ともに 1.6mm に低下した。1761PP54（9・9’) は、据付け時 X 方向及び Y 方向とも 1.6mm であったが、H13 年には X 方向 Y 方向ともに 1.5mm に低下した。 これらの肉厚測定値については、値が 0.1mm の範囲で前後しているが、これは計測器の測定精度の問題と推定しており、実際には減肉していないと判断しているが、今後も定期的に測定し、継続的に監視していく。
（５）ガス設備に使用する材料
ガス設備に使用する材料は、ガスの種類、性状、温度及び圧力等に応じ、当該設備の材料に及ぼす化学的影響及び物理的影響に対し、安全な化学的成分及び機械的性質を有するものであるが、これについては、設置時に確認して以来変更がないため、問題はない。
（６）高圧ガス設備の基礎
高圧ガス設備の基礎は、不同沈下等により有害なひずみは生じていない。また、貯槽の支柱は同一の基礎に緊結してあり、沈下状況を測定するための措置が講じられている。
（７）貯槽の沈下状況
不同沈下測定位置及び計算式を図 4.2 に、貯槽の不同沈下測定結果を表 4.4 に示す。沈下率は、
H10 年に B-C 間及び A-C 間で 0.06%であったが、その後は 0%となった。H19 年に再度 A-C 間で0.06%、H20 年には A-B 間及び A-C 間で 0.06%が測定された。また、H21 年では A-B 間が 0.06%、
B-C 間が 0.19%、A-C 間で 0.25%が測定された。しかし、この値は非常に小さいものであり設備に影響はない。不同沈下の状況は、貯槽を設置後 5 年以上が経過し、かつ過去 3 年間の沈下率が 0.5%
以下の場合は 3 年に 1 回の測定で良いが、HTTR では他項目と同様に毎年確認している。なお、沈下率が 0.5%を超えた場合は、測定を 1 ヶ月に 1 回行わなくてはならず、さらに 1.0%を超えた場合
は、貯槽の使用を停止して適切な措置を行わなくてはならない。そのため、今後も引き続き継続して測定し、監視していく。
（８）高圧ガス設備の耐震設計構造物
貯蔵能力 3 トン以上の貯槽及び配管並びにその支持構造物及び基礎は、耐震設計の基準により、地震に対して安全な構造であることを、記録により確認したが、設置時以来変更がないため、問題は無い。
（９）高圧ガス設備の圧力計及び安全装置
高圧ガス設備には圧力計を設置して、定められた期間内に、目視・精度検査又は代替比較検査を行っている。定められた期間とは 1 年間のことであり、貯槽用及び真空二重管用の 2 個とも判定-9-

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基準である、最大誤差が最小目盛の 2 分の 1 以下の範囲であり、また、外観についても特に問題な
く良好な状態であった。 安全装置とは、当該設備内の圧力が許容圧力を超えた場合に直ちに許容圧力の範囲内に戻すことができるものであり、通常は安全弁のことである。安全弁は合計 4 台設置しているが、何れも判定基準である、吹出圧力が設定圧力の-5%以内であり、吹止圧力が設定
圧力の 10 分の 8 以上の範囲であった。また、外観についても特に問題なく良好な状態であった。
（10）液面計
液化ガスの貯槽には液面計を設置しているが、圧力計のように定められた期間内に検査をする必要はないが、HTTR では圧力計と同様に 1 年に 1 回指示精度を確認している。この結果、判定基準のフルスケールの±1.5%以内であることを確認した。また、合わせて貯槽液位用の差圧伝送器
及び圧力用の圧力伝送器の測定精度の確認を行い、判定基準のフルスケールの±0.2%の範囲内であった。さらに、この伝送器の値は中央制御室のオペレータズステーション（OPS）で確認することができ、何れも問題なく指示されることを確認した。通常、運転員は、この指示値を 24 時間の中で定期的に確認し、貯槽の状態を確認している。
（11）保安電力等対象設備に適切な保安電力等を設けてあり、また、設備の状態及び周辺の状態は良好であった。
（12）通報設備
事業所の保安統括者等が常駐する事務所と製造施設を運転又は管理する者が常駐する事務
所間に、構内電話、構内放送設備が設けられており、事業所全体には校内放送設備及び携帯用
拡声器、事業所の任意の場所における作業員相互間の通報用にページング設備及び携帯用拡声器が設けられている。また、外観に異常は無く、使用状況は良好であった。
（13）バルブ等の操作に係る措置
作業員がバルブ等を誤操作しないように、バルブの開閉方向、流体の種類、流れ方向が明示されており、重要なバルブには施錠、封印等の措置が講じられている。また、バルブの操作に必要な足場、照明が確保されており、何れも外観に異常は無く良好な状態であった。
（14）貯槽の真空度
貯槽の断熱性能の状態を確認するため真空度を確認している。CE の真空度測定結果を表 4.5に示す。真空度は H10 年から徐々に増加傾向であり、H21 年は 9.0Pa であった。これらの値は何れも、判定基準値の 27Pa 以下であり問題はないと考えられるが、このまま値が増加していくと、断熱性能が低下し、外槽から熱が浸入し、液体窒素の蒸発ロスに繋がる可能性があるので、今後も定期的に測定し、継続的に監視していく。
（15）CE 設備の絶縁抵抗測定
絶縁抵抗測定結果を表 4.6 に示す。絶縁抵抗はタンクローリのチャージポンプ用電源である電源箱を測定するものであり、H10 年から H13 年の測定値は無限大であったものの、H14 年は 50MΩであり、H15 年は 10MΩまで低下した。これらの理由は、天候によるもので、定期自主検査数日前からの雨の影響により、地面が湿っていたためである。その後 H16 年からは 100MΩ以上となり、安全確保上十分な値となっている。ちなみに H21 年の 90MΩも天候の影響によるものである。
（16）CE 設備の接地抵抗測定
接地抵抗測定結果を表 4.7 に示す。接地抵抗はタンクローリのチャージポンプ用電源である電源
箱の接地抵抗を測定するものであり、接地工事により 300V 以下の機械器具の外箱を 100Ω以下- 10 -

JAEA-Technology 2010-036にすることが電気設備技術基準により規定されている。H10 年から H21 年まで 0.2Ωから 3.0Ωまで変化しているが、判定基準 100Ωに対して十分に低い値であり、安全確保上十分な値となっている。
以上の結果、高圧ガス保安法に定める技術上の基準である規定値等を逸脱している項目はなく、設備管理上、問題のないことを確認した。

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５． 液体窒素の消費量
HTTRのCEに貯蔵される液体窒素は、原子炉運転中及び原子炉停止中において、ヘリウム純化設備のコールドチャコールトラップ（以下、「CCT」）及びヘリウムサンプリング設備のガスクロマトグラフ質量分
析計に使用される。CEの設置場所から各供給先までは真空断熱二重配管により供給しているが、配管経路が100m以上と非常に長い。そのため、供給初期は配管内を予冷する必要があることから、液体窒
素の消費量は多くなる。また、ヘリウム純化設備のCCTは、設備の起動時に、2系統のうち片系統のCCTに液体窒素が制御範囲上の上限まで充填される。その後はCCTの運用で使用される他に、断熱ロスや蒸発等により、低下した液位分に対して、自動供給弁により規定値まで供給される。CCTの制御範囲は、トラップの上側を基準に0cm～-15cmの液位であり、空の場合には1次系が-190cm、2次系は-150cmとなっている。
液体窒素貯蔵タンクに充填される液体窒素は、法によりタンク内容積の90%を超えて充填することができない。そのためタンクの液位高警報を680cmに設定しており、過充填を防止している。また、充填残量確認のための液位低警報は100cmに設定している。さらに、タンク圧力については、0.355MPa～0.49
MPaの範囲に自動調整するように加圧調整弁を設定しているが、応答性が緩慢であることから、安全性を考慮して、自動調整範囲内の約0.40MPa～0.48MPaを目安に手動で降圧している。
5.1 液体窒素の充填量
図5.1に、H18年10月からH21年10月までの期間における液体窒素の充填量の実績を示す。この間の運転サイクルは、RS-8(H18年10月～12月)、RS-9（H19年1月～2月）、RP-10（H19年3月～5月に実施）及び HP-11-1～3(H21年1月～5月)の合計6回行った。但し、HP-11-1～3については、原子炉運転は行っていない。原子炉運転中の液体窒素の充填間隔は2日～3日に1回であり、その充填重量は平均で約6000kgである。液体窒素の消費量は、設備の運転状態及び気象条件に影響されており、外気温が比較的高い場合は、CEでの蒸発等のロス分が増加し、見かけ上の消費量が増えていく。また、設備側の補給要求により補給回数が増加すれば、液体窒素の消費量は多くなる。これについては、設備に起因することから原状を維持していくことになる。因みに、充填作業は平日に行うことを基本としている。
また、原子炉停止中では、液体窒素の消費量は少ないため、充填回数は比較的少なくなっており、一度充填すると、設備側の条件により14日～70日は使用することができる。また、液体窒素重量（W）と液面計指示値（⊿P）の関係は図5.2に示す相関にあり、液面計指示値からCE内の液体窒素の重量が推定できる。また、液面計における差圧⊿P（kPa）と液位H（cm）の関係は図5.3のとおりである。
5.2 原子炉運転中における消費量
図5.4に、RS-8サイクルにおけるCEの圧力及び液位の推移を示す。
RS-8は、H18年10月10日に設備を起動したが、原子炉起動前の液体窒素の消費は、1次及び2次ヘリウ
ム純化設備のCCTだけであり、液位の低下量はCCTに液体窒素を充填後は、約2KPa／日と比較的少ない。また、その期間のCEの液体窒素は10日間にわたり使用することができた。しかし、1次及び2次ヘリ
ウムサンプリング設備のガスクロマトグラフ質量分析計の点検校正を開始したH18年10月21日からは、消費量は増加している。また、ガスクロマトグラフ質量分析計の測定を開始したH18年10月26日からは、さらに消費量は増加しており、その後運転終了まで、CEの液体窒素は2日～3日程度しか使用することができなくなった。また、CEの圧力は390Pa～460Paの範囲で変動しているが、通常の範囲内のため問題で- 12 -

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はない。液位はcm値とPa値を同時にプロットしたがほぼ同じ傾向であり、計器が正常であることが分かる。
液体窒素の消費量が増加する要因の一つに、2次ヘリウムサンプリング設備に供給する液体窒素供給系の占める割合が大きく、その状況は以下に示すとおりとなる。
原子炉建家外に設置する液体窒素供給系から、２次ヘリウムサンプリング設備の液体窒素トラップが設置される原子炉建家内管理区域である K-180 室までは、真空断熱二重配管経路が約 140m と非常に長いことから、実際に液体窒素トラップに液体窒素が供給されるまでには相当の時間を要してしまう。また、液体窒素トラップへの補給要求により、自動供給弁が開となってから真空断熱二重配管に液体窒素が供給される場合、供給初期においては、供給配管が予冷により冷却されるため、気化した窒素ガス（N2）が多量に、かつ長時間流入することで、液体窒素トラップに溜まっていた液体窒素（LN2）を吹き飛
ばしてしまうため、一時的に液体窒素トラップ内がカラになってしまう状態が確認された。この補給間隔
は数時間ごとであり、比較的頻繁に行われることから、結果として消費量は多くなってしまう(5)。 この状
況は設備の配置上、改善することが困難であることから、CE の液体窒素消費量の傾向は変わらないと推測される。
図 5.5 に RS-9 サイクルにおける CE の圧力及び液位の推移を、図 5.6 に RP-10 サイクルにおける CEの圧力及び液位の推移を示す。RS-9 では、ガスクロマトグラフ質量分析計の点検校正に関係なく、液体窒素トラップへの液体窒素供給を継続していたことから、原子炉起動前の液体窒素の消費量は一定量で減少している。これは、RS-9 の運転サイクル期間が短いことと、RS-8 終了後からそれほど時間が経過していないことから、ガスクロマトグラフ質量分析計を計測可能状態に維持していたことによるものである。しかし、原子炉の運転が開始された H19 年 1 月 23 日からは CE の液体窒素は、2 日～3 日程
度しか使用することができなくなった。また、圧力については 390Pa～460Pa の範囲であり、通常の圧力変動幅のため問題はなかった。
一方 RP-10 では、CCT に液体窒素を供給開始した H19 年 3 月 11 日から、液位の減少量は増加している。これは、RP-10 に向けて、ガスクロマトグラフ質量分析計の点検校正を行ったことも影響している。
H19 年 3 月 19 日に原子炉を起動してからは、CE の液体窒素は 1 回の充填で、2 日～3 日程度しか使用することができなくなった。また、圧力は 390Pa～460Pa の範囲であり、通常の圧力変動幅のため問題はなかった。
図 5.7 に HP-11-4 サイクルにおける CE の圧力及び液位の推移を示す。HP-11-4 では H21 年 11 月
25 日に設備を起動し、CCT に液体窒素の供給を開始した。それまでは CCT をバイパスしていたことから、液体窒素の消費量は約 0.5KPa／日であったが、CCT への供給を開始すると約 2KPa／日に上昇するが、それでも約 10 日間は CE に充填することなく使用することができた。H21 年 12 月 17 日に原子炉を起動してからも、液体窒素の消費はガスクロマトグラフ質量分析計及び CCT の維持だけであり、消費量も約2KPa／日程度であった。しかし、H22 年 1 月 3 日に CCT への通気を開始してからは、約 10～15KPa／
日で CE の液位は低下した。そのため、CE への液体窒素充填は 2 日～3 日に 1 回の割合で行った。また、圧力については 380Pa～470Pa の範囲であり、通常の圧力変動幅のため問題はなかった。H22 年 3月 22 日に、2 次ヘリウム純化設備 CCT の再生運転を開始したこと、並びに H22 年 3 月 23 日に 1 次ヘ
リウム純化設備 CCT への通気停止を行ってからの消費量は約 3～4KPa／日に変化している。
これらのデータから、原子炉運転中における CE の液体窒素の液位及び圧力変化は、ほぼ同様の傾向を示しており、消費量から判断する液体窒素の充填タイミング及び充填間隔、充填回数、充填量の目
安を確認することができた。
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5.3 原子炉停止中における消費量
原子炉停止中は、通常の状態として、1 次及び 2 次ヘリウム純化設備の各トラップは再生されて待機状態にある。これは、系統の各トラップに吸着された不純物が除去されて、次期運転に備えて使用可能
な状態のことである。ここで、施設定期自主検査に移行する等、長期の停止状態が続く場合は、CCT には液体窒素が入っていない空の状態である。また、次期運転が予定されており、トラップの再生を行わない場合には、CCT には運転中に引き続き、液体窒素が充填されているが、蒸発ロス等により、時間経
過とともに CE の液位は減少していく。また、1 次及び 2 次ヘリウムサンプリング設備は停止しており、それに伴ってガスクロマトグラフ質量分析計での測定は行っていないことから、液体窒素は使用しておらず、原子炉停止中における液体窒素の消費は、ヘリウム純化設備が占めている。
図 5.8 に CCT に液体窒素を供給している場合の原子炉停止中における CE の圧力及び液位の推移を示す。液体窒素は平均約 2kPa／日程度低下しており、実液位では約 20～30cm 低下している。この状態での CE の液体窒素の運用日数は 14 日～17 日間程度であり、液位の低下量を考慮して充填を行っている。
図 5.9 に CCT に液体窒素を供給していない場合（CCT が再生済待機状態）の原子炉停止中におけるCE の圧力及び液位の推移を示す。液体窒素は平均約 0.5kPa／日程度低下しており、変動はあるが実液位では約 5cm 低下している。この状態での CE の液体窒素の運用日数は 60 日～70 日間であり、CCTに液体窒素を供給している場合と比較して約 4 倍になっている。
また、図 5.10 に HP-11-3 サイクル終了後の CE の圧力及び液位の推移を示す。液体窒素は約 0.2～
0.4kPa／日程度低下しており、変動はあるが実液位で約 5cm 低下している。この状態での CE の液体窒素の運用日数は 50 日～60 日間程度であり、CCT に液体窒素を供給している場合と比較して約 3.5 倍になっている。また、圧力については 390Pa～450Pa の範囲であり、原子炉運転中と比較しても同様の値である。
これらのデータから以下のことが明らかになった。
①CE への液体窒素の充填重量は 1 回あたり平均約 6000kg である。
②原子炉運転中の CE への液体窒素の充填は、2 日～3 日ごとに行う。
③原子炉停止中に、CCT に液体窒素を供給中の場合、CE に液体窒素を充填してから 14 日～17 日
程度は負荷側への供給が可能である。
④原子炉停止中に、CCT での液体窒素の消費がない場合、CE に液体窒素を充填してから 60 日程度
は負荷側への供給が可能である。
⑤CE の液位及び圧力を常時監視することで、異常状態を早期に発見することができる。
5.4 検討課題（１） CE の外面腐食対策
CE 設備の設置場所は、原子炉建家に隣接する屋外であることから、潮風による塩害を受け易い。
そのため、H21 年 12 月には、計器用計測配管、配管サポート等の錆対策処置を行った。しかし、CE
タンクの錆対策処置は行っていないことから、外槽に錆の影響による外面腐食が発生する可能性があることから、定期自主検査期間中に外表面の塗装を実施して健全性の確保を行うことが必要である。
（２）液体窒素の消費率
原子炉運転中及び停止中における液体窒素の消費率を表 5.1 に纏めて示す。液体窒素の消費- 14 -

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率は、ｹｰｽ 1 からｹｰｽ 5 に分類することができ、その消費率は表中に示すとおり原子炉の運転状態
及び各設備の状態によって変化している。これらをもとに、液体窒素の手配等の充填計画を立てることができる。また、原子炉及びヘリウム純化設備等の運転状態に応じた消費率を監視することで、異常を早期に発見することができる。
（３） 液体窒素使用量の低減化
5.2 項で述べたとおり、原子炉運転中における液体窒素（LN2）は、2 日～3 日に 1 回の割合で充填を行っており、予算等の問題を考慮すると、運転状態により使用量を低減することが課題となっている。具体的方法として、原子炉出力が安定しており、系統内不純物の発生量が極めて少なく、ヘリウム純化設備により十分に除去されていると判断できる場合には、CCT への系統ガス量を減少させることで、液体窒素の消費量を抑えることが出来る。また、ヘリウムサンプリング設備においては、液体窒素供給配管の真空引きの実施、さらに、液体窒素トラップの導入配管部断熱効率の改善を行うことで消費量が低減すると推測される。

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６．おわりにHTTR の液化窒素製造施設は、高圧ガス保安法に基づき、年 1 回の定期自主検査を行っており、設備の状態が法で定める技術上の基準に適合しているかを確認している。定期自主検査の結果、全ての項目が規定値の範囲内であることから、設備の維持管理は適切である。
また、これまでの液体窒素貯蔵タンクの液位監視の実績から、原子炉運転中及び原子炉停止中における液体窒素の消費量を把握することができ、貯蔵タンクへの液体窒素充填のタイミング、充填回数及
び充填量を考慮することで、効率的かつ有効な液体窒素の使用量を明確にした。
さらに、HTTR の液化窒素製造施設は、運用開始以来、高圧ガス製造施設特有の漏えい、破裂、爆発等の事故は一度も発生しておらず、十分な保守管理を行ってきたことがその結果に反映されている。
これについては、今後も引続き保守管理を徹底して行うことで、安全を継続して確保する。
今後は、運転経験を蓄積して信頼性を検証するとともに、引続き液体窒素供給設備及び高圧ガス製造施設における基礎技術の構築を目指す。

謝辞
本報告書をまとめるにあたり、貴重な御助言を頂いた 小森芳廣 高温工学試験研究炉部長、伊与久
達夫 同部研究主席、中澤利雄 同部次長、藤本望 原子炉主任者、篠崎正幸 HTTR 運転管理課長並びに江森恒一 前 HTTR 運転管理課長 に深く感謝致します。さらに、HTTR 運転管理課員の方々の着実な業務の遂行により、これまで事故等がなく安全に運転、設備維持ができたことを関係者の皆様に感謝致します。

参考文献
1) S.Saito,et al.：“Design of High Temperature Engineering Test Reactor(HTTR)”；JAERI-1332(1994)
2) 藤川正剛他：HTTR（高温工学試験研究炉）の出力上昇試験；日本原子力学会和文論文誌；vol.1,
No.4,PP.361-372(2002)
3) S.Fujikawa,et al：“Achievement of Reactor-outlet coolant Temperature of 950℃ in HTTR” ；J.of Nucl.Sci.and Technol.vol.41,No.12,PP.1245-1254(2004)
4) コールドエバポレータ取扱いハンドブック ； 高圧ガス保安協会
5) 関田健司他 ：HTTRヘリウムサンプリング設備の改善 ； JAEA-Technology 2008-002(2008)- 16 -

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表 2.1 液体窒素の一般的性質
ガス名

液化窒素

性 状

不燃性

色・臭等

液体

無色透明

気体

無色・無臭

分子量

28.01
℃

-195.8

K

77.4

液密度

kg/ℓ

0.809

蒸発潜熱

ｋJ/kg

199

℃

-147.2

K

126.0

MPa

3.399

沸 点

臨界温度
臨界圧力

- 17 -

JAEA-Technology 2010-036

表 2.2 液体窒素供給系の構成機器及び仕様
製造施設名

HTTR 液化窒素製造施設

許可年月日

平成 6 年 10 月 20 日

液体窒素貯蔵タンク

加圧蒸発器

配管

弁類
調節弁

安全弁（系統内）一般弁

工振指令第 1395 号

型 式

竪型円筒二重殻式（CE-15X）

内容積16,712m3

充填量12.1831t

最高使用圧力1.082MPa（11.033kg/cm2G）

製作番号

6 東 1006

製作年月日

平成 6 年 12 月

設備検査番号

工振指令第 1617 号

型 式

フィンチューブ（EAL-40Z）

加熱方式

自然通風型空温式

能 力

40Nm3/h

最高使用圧力1.961MPa（20kg/cm2G）

伝熱面積16.2624m2

内容積

7.1ℓ

製作年月日

平成 7 年 1 月

製作番号

6 東 1311

設備検査番号

工振指令第 1617 号

型 式

真空断熱型二重配管

流 量

約 140 ℓ/h

真空断熱方式

スーパーインシュレーション

設計圧力1.082MPa（11.033kg/cm2）

設計温度-196～+40℃

設計真空圧力

5×10-4Torr 以下

主要材料

SUS304 又は相当品

型 式

ダイヤフラム自力式

基 数

2基

材 質

SCS13 又は相当品

圧力調整範囲

0.39～0.98MPa、0.39～1.47MPa

型 式

バネ式

基 数

4基

材 質

SCS13 又は相当品

設定圧力

約 0.98～1.96MPa

型 式

長軸グローブ式

流 体

液体窒素

基 数

4基

材 質

BC7 又は相当品

操作方式

手動

- 18 -

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表 3.1 CE の設置、改造及び廃止にあたって必要な手続きと法令条項一覧表（高圧ガス保安法規集 第 9 次改訂版）
対象

製造

条件

第一種

許可

法5条1項

届出
危害予防規程

貯蔵所
第二種

第一種

特定 高 圧ガ ス
第二種

消費

法 16 条 1 項
法5条2項

法 17 条の 2

法 24 条の 2

1項

1項

法 26 条 1 項の届出
保安教育計画法 27 条 1 項の作成
保安統括者等の届出
完成検査申請法 27 条の 2

法 27 条の 2

5 項、6 項

5 項、6 項（取扱主任者）

法 20 条、法 20 条、法 20 条の 2

法 20 条の 2

開始届

法 21 条 1 項

廃止届

法 21 条 1 項

法 21 条 2 項

法 21 条 4 項

法 28 条 3 項

法 21 条 4 項

法 24 条の 4
2項

設備等の変更法 14 条 1 項、

（許可又は届2項

法 14 条 4 項

法 19 条 1 項

法 19 条 4 項

法 24 条の 4

2項

1項

出）
事故届

法 63 条 1 項

法 63 条 1 項

法 63 条 1 項

法 63 条 1 項

備考

特定高圧ガス消費については、液化酸素の場合、3000kg 以上が対象

法 63 条 1 項

法：高圧ガス保安法
注：網掛け部は対象外条項- 19 -

JAEA-Technology 2010-036

表 3.2 日常巡視点検項目

点検対象
貯槽

点検項目

点検要領

1. 安 全 弁 、 圧 力 計 、全開されていることを確認する。

備考

液面計の元弁
2.圧力計、液面計の目視により正常であることを確認

圧力計、液面計の指示

指示

する。

値を記入

3.ガス漏れ

目視及び漏洩音により点検し、疑弁、継手部は入念に点わしいときは石鹸水でガス漏れの検する。

ないことを確認する。
4.重要な弁類の開閉

目視により確認する。

表示
5.外観

異常な霜付き、塗装不良、腐食等がないことを確認する。

蒸発器

1.ガス漏れ

目視及び漏洩音により点検し、疑弁、継手部は入念に点わしいときは石鹸水でガス漏れの検する。

ないことを確認する。
2.外観

異常な霜付き、結露、変形、破損、腐食等がないことを確認する。

電源設備

1.電源箱

開閉器ターミナル、アースクリップ
等に破損、焼損のないことを確認する。

2.照明設備

適度な照度があり、非常用電源として携帯灯が備えられていること。

その他

1.周囲の状況

境界柵は破損のないこと、警戒標は立入禁止等規定されたものが取り付けてあること。
周囲 2m 以内において火気の使用
並びに油脂類等の可燃物がない
ことを確認する。
タンクローリの通行、停車位置が確保されていること。

2.通報設備拡声器等通報設備が備えられていること。

- 20 -

JAEA-Technology 2010-036

表 3.3 CE 異常時の処置
現 象

原 因

対策（処置）

貯槽内のガスの圧力が異常に(1)自然蒸発による圧力上昇

放出弁からガスを放出する。

高い(2)真空劣化

真空排気を行う。

(3)加圧自動弁の作動不良

加圧自動弁の調整及び修理をする。

(4)圧力計の指示不良

内槽圧力計を検査して不良の場合は交換する。

貯槽内のガスの圧力が異常に(1)液量不足

液化ガスを充填する。

低い(2)安全弁作動不良

安全弁を再調整するか取り換える。

(3)加圧自動弁の作動不良

加圧自動弁の調整及び修理をする。

(4)加圧弁又は加圧ガス弁の閉加圧弁又は加圧ガス弁を開く

止(5)液の取出し過剰による貯槽内

液の取出し量を調整する。

圧能力不足(6)圧力計の指示不良

圧力計を検査して不良の場合は
交換する。

安全弁作動

外槽安全板作動
液面計指示不良(1)貯槽内のガスの圧力の異常「貯槽内のガスの圧力が異常に上昇

高い」場合の対策に従うこと。

(2)作動圧力調整不良

安全弁作動圧力を調整する。

貯槽又は断熱層内配管からの使用を停止し、貯槽内の液化ガ

ガスの漏えいスを抜き取る。

(1)液面計配管又は弁のガス漏

ガス漏れの修理をする。

れ(2)液面計配管又は弁の閉鎖

閉鎖部分の修理・清掃をする。

(3)液面計の指示不良

液面計の検査又は交換をする。

- 21 -

JAEA-Technology 2010-036

表 3.4 記録等の保存期間
No

記 録 等

保存期間

1

保安教育訓練実施記録

3 年間

2

液化窒素製造施設日常巡視点検記録

3 年間

3

液化窒素受入れ記録表

6 年間

4

定期自主検査報告書

製造施設を廃止するまでの期間

5

工事実施計画書製造施設を廃止するまでの期間

6

完成検査報告書製造施設を廃止するまでの期間

7

異常・事故報告の記録

製造施設を廃止するまでの期間

8

設備台帳

製造施設を廃止するまでの期間

表 4.1 定期自主検査項目
No

検査項目

規定条項等

内 容

1

境界線

6 条の 2 第 1 項

はっきりと分かる境界柵等により施設（6 条 1 項 1 号）の境界線を明示すること。

警戒標①外部から見やすい場所に下記の警戒標を掲げること。
「高圧ガス製造施設」／「第一種貯蔵所」／「第二種貯蔵所」「立入禁止」または「係員以外立入禁止」②緊急連絡先、保安監督者氏名、ガス
名、許可年月日、許可番号も明示する
こと。

2

保安距離

6 条の 2 第 1 項①第一種保安物件に対し第一種設備（6 条 1 項 2 号）

距離以上の距離を有すること。
②第二種保安物件に対し第二種設備
距離以上の距離を有すること。

3

高圧ガス設備の気密性能（6 条 1 項 12 号）

常用の圧力以上の圧力で行う試験に合格すること。

4

高圧ガス設備の強度（6 条 1 項 13 号）

所定の肉厚を有すること。

5

ガス設備に使用する材料（6 条 1 項 14 号）

高圧ガス設備の材料は所定のものであること。

- 22 -

JAEA-Technology 2010-036

6高圧ガス設備の基礎（6 条 1 項 15 号）①高圧ガス設備の基礎は、不同沈下等
により有害なひずみが生じないようなものであること。
②貯蔵能力が 1 ﾄﾝ以上の貯槽の支柱は同一の基礎に緊結すること。

7

貯槽の沈下状況（6 条 1 項 16 号）

貯蔵能力が 1 ﾄﾝ以上の貯槽の沈下測定を行うこと。

8

高圧ガス設備の耐震設計構造（6 条 1 項 17 号）

物

貯蔵能力 3 ﾄﾝ以上の貯槽、支柱及び基礎は、地震に対し安全な構造とすること。

9

高圧ガス設備の圧力計及び安（6 条 1 項 19 号）

圧力計及び安全弁の設置

全装置
10

液面計

（6 条 1 項 22 号）

貯槽には液面計を設けること。

11

保安電力等

（6 条 1 項 27 号）

保安設備や制御装置に停電時等の保安電力を備えること。

12

通報設備

（6 条 1 項 40 号）①事業所内で緊急時に必要な通報を速やかに行うための携帯用拡声器、メガホン等を備えること。
②携帯用拡声器には、予備電池を用意しておくこと。

13

バルブ等の操作に係る措置（6 条 1 項 41 号）

作業員がバルブ等を誤操作しないような措置を講ずること。（開閉表示／開閉方向／ガスの種類及びガスの流れ）

適用条項は一般高圧ガス保安規則第 6 条の 2
注：かっこ書は準用規定- 23 -

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表 4.2 整備経歴
実施日

項

H11.5

液面計の修理目

内

容

液面計の指示が変動したため調査した結果、CE 内槽に混入した大気及び水分等が凍結したものが液面計導圧管に混入したと推測されたため、導圧管内をガスパージした。

H11.7

液面計の修理同上

H11.8

CE 加温作業

CE 内槽に混入したと推測される不純物（水分氷結物）を除去するために、液抜きを行い、3 日間連続の加温作業を行い、氷結物を溶かし、放出除去した。

H18.2

計器交換

液位指示計の精度低下及び劣化のため。液位伝送

・液位計（伝送器、現場計

器及び圧力計については予防保全のため交換した。

器）
・圧力計（現場計器）
H21.12

計器用計測配管、サポート

塩害により腐食していたため、電線管、配管サポート

等の補修塗装等を錆除去処置後、補修塗装を行った。また、圧力計取付架台が腐食していたため新規更新した。

- 24 -

1761PP6（1・1'）
1761PP7（2・2'）
1761PP8（3・3'）
1761PP17（4・4'）
1761PP12（5・5'）
1761PP10（6・6'）
1761PP11（7・7'）
1761PP2（8・8'）
1761PP54（9・9'）
1761PP53（10・10'）

測定箇所

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0.26

0.13

0.13

0.06

0.11

0.09

- 25 -

0.12

0.18

0.04

0.04

1.5/1.5

1.6/1.6

1.7/1.7

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.2/1.1

1.7/1.7

1.5/1.6

1.7/1.6

1.5/1.5

1.6/1.6

1.7/1.7

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.2/1.1

1.7/1.7

1.5/1.6

1.7/1.6

計算肉
腐れ代
厚
H10年
（mm） 据付け時
（mm）
8月3日

1.5/1.5

1.6/1.6

1.7/1.7

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.2/1.1

1.7/1.7

1.5/1.6

1.7/1.6

1.5/1.5

1.6/1.6

1.7/1.7

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.2/1.1

1.7/1.7

1.5/1.6

1.7/1.6

1.5/1.5

1.5/1.5

1.6/1.7

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.2/1.2

1.7/1.7

1.6/1.6

1.7/1.7

1.5/1.5

1.5/1.5

1.6/1.7

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.1

1.6/1.7

1.6/1.6

1.7/1.7

1.5/1.5

1.5/1.5

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.2

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.5/1.5

1.5/1.5

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.2

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

H17年8月3日

1.5/1.5

1.5/1.5

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.2

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.5/1.5

1.5/1.5

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.2

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.5/1.5

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.2

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

1.5/1.5

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.2

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

H18年
H19年
H20年
H21年
9月25日 9月20日 9月26日 11月13日

表中の値 ： Ｘ方向／Ｙ方向

1.5/1.5

1.5/1.5

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.6/1.6

1.2/1.1

1.6/1.6

1.6/1.6

1.7/1.7

配管の肉厚（mm）
H11年
H12年
H13年
H14年
H15年
H16年
8月12日 8月28日 7月27日 8月16日 8月19日 9月15日

JAEA-Technology 2010-036

表 4.3 配管の肉厚測定結果

JAEA-Technology 2010-036

表 4.4 不同沈下測定結果
不同沈下率（%）
測定箇所

CE15X
A-B
CE15X
B-C
CE15X
A-C

H10 年

H11 年

H12 年

H13 年

H14 年

H15 年

H16 年

H17 年

8月3日

8 月 12 日

8 月 28 日

7 月 27 日

8 月 16 日

8 月 19 日

9 月 15 日

8月3日

0

0

0

0

0

0

0

0

0.06

0

0

0

0

0

0

0

0.06

0

0

0

0

0

0

0

不同沈下率（%）
測定箇所

CE15X
A-B
CE15X
B-C
CE15X
A-C

H18 年

H19 年

H20 年

H21 年

9 月 25 日

9 月 20 日

9 月 26 日

11 月 13 日

0

0

0.06

0.06

0

0

0

0.19

0

0.06

0.06

0.25

表 4.5 真空度測定結果
真空度（Pa）
測定箇所

CE15X

H10 年

H11 年

H12 年

H13 年

H14 年

H15 年

H16 年

H17 年

8月3日

8 月 12 日

8 月 28 日

7 月 27 日

8 月 16 日

8 月 19 日

9 月 15 日

8月3日

0.07(*)

0.00075(*)

1.5

4.0

4.0

4.0

5.0

7.0

真空度（Pa）
測定箇所

CE15X

H18 年

H19 年

H20 年

H21 年

9 月 25 日

9 月 20 日

9 月 26 日

11 月 13 日

7.0

8.0

9.0

9.0

- 26 -（＊）Torr
判定基準：27Pa 以下

JAEA-Technology 2010-036

表 4.6 絶縁抵抗測定結果
絶縁抵抗（MΩ）
測定箇所

ﾛｰﾘ用
電源箱

H10 年

H11 年

H12 年

H13 年

H14 年

H15 年

H16 年

H17 年

8月3日

8 月 12 日

8 月 28 日

7 月 27 日

8 月 16 日

8 月 19 日

9 月 15 日

8月3日

∞

∞

∞

∞

50

10

100 以上100 以上絶縁抵抗（MΩ）
測定箇所

ﾛｰﾘ用
電源箱

H18 年

H19 年

H20 年

H21 年

9 月 25 日

9 月 20 日

9 月 26 日

11 月 13 日

判定基準：0.2MΩ以上
100 以上100 以上100 以上90

表 4.7 接地抵抗測定結果
接地抵抗（Ω）
測定箇所

ﾛｰﾘ用
電源箱

H10 年

H11 年

H12 年

H13 年

H14 年

H15 年

H16 年

H17 年

8月3日

8 月 12 日

8 月 28 日

7 月 27 日

8 月 16 日

8 月 19 日

9 月 15 日

8月3日

1.6

1.0

0.7

1,9

1.4

0.2

2.8

0.5

接地抵抗（Ω）
測定箇所

ﾛｰﾘ用
電源箱

H18 年

H19 年

H20 年

H21 年

9 月 25 日

9 月 20 日

9 月 26 日

11 月 13 日

3.0

1.6

1.2

0.2

- 27 -

判定基準：100Ω以下

JAEA-Technology 2010-036

表 5.1 液体窒素の消費率
設備の状態
ｹｰｽ

（○：起動中、×：停止中）

液体窒素

1 次純化設備

2 次純化設備

1 次 SMP 設備

2 次 SMP 設備

消費率

CCT

CCT

ガスクロ

ガスクロ

（kPa/day）

１

○

○

×

×

～2

原子炉起動前

２

○

○

○

○

10～15

原子炉運転中

３

×

×

×

×

～0.5

４

×

×

×

×

3～4

５

×

×

×

×

～2

- 28 -

備考

原子炉停止中（運転終了後）原子炉運転中（再生運転中）原子炉停止中（再生運転中）図 2.1 液体窒素供給系の系統図

JAEA-Technology 2010-036- 29 -

JAEA-Technology 2010-036

図 2.2 CE の外観- 30 -

図 2.3 1 次ヘリウム純化設備概略系統図

JAEA-Technology 2010-036- 31 -

図 2.4 2 次ヘリウム純化設備概略系統図

JAEA-Technology 2010-036- 32 -

図 2.5 1 次ヘリウムサンプリング設備概略系統図

JAEA-Technology 2010-036- 33 -

図 2.6 ガスクロマトグラフ質量分析計用液体窒素トラップ

JAEA-Technology 2010-036- 34 -

図 2.7 2 次ヘリウムサンプリング設備概略系統図

JAEA-Technology 2010-036- 35 -

図 4.1 配管の肉厚測定位置

JAEA-Technology 2010-036- 36 -

JAEA-Technology 2010-036

CEレグ3本
C

L
B

A
(基準脚）
正面

脚間のレベル差
沈下率（％）＝

×100
脚間の距離

図 4.2 不同沈下測定位置及び計算式- 37 -

JAEA-Technology 2010-036

10000
原子炉運転中9000

原子炉停止中

2～3日で補給状況により14～70日で補給

充填量

8000

充填重量（kg）

7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
H18.10.5

H19.2.5

H19.6.5

H19.10.5

H20.2.5

H20.6.5

H20.10.5

H21.2.5

H21.6.5

H21.10.5

日時

図 5.1 液体窒素の充填量

14000

12000

10000

重量W（kg）

W=225.5⊿P-200.4
8000

6000

4000

2000

0
1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55
差圧⊿P(kPa）

図 5.2 液体窒素重量（W）と液面計指示値（⊿P）の関係- 38 -

JAEA-Technology 2010-036

900.0

800.0

700.0

液位H（cm）

600.0

500.0

H=14.2⊿P

400.0

300.0

200.0

100.0

0.0
1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25 27 29 31
差圧⊿P（kPa）

33

35

37

39

41

43

45

47

49

51

53

図 5.3 液面計における差圧⊿P（kPa）と液位（cm）の関係

700.0

50.0

設備起動

GC/MS点検開始

液位（cm）
圧力（Pa）
液位（KPa）

液位（KPa）

600.0

45.0
40.0

圧力（Pa）

35.0
30.0

400.0

25.0
300.0

20.0
液位（cm）

15.0

200.0

10.0
100.0
5.0
0.0
H18.10.7

0.0
H18.10.17

H18.10.27

図 5.4

H18.11.6

H18.11.16
日時

H18.11.26

H18.12.6

H18.12.16

RS-8 サイクルにおける CE の圧力及び液位の推移- 39 -

液位（KPa）

圧力（Pa）／液位（cm）

500.0

55

JAEA-Technology 2010-036

700.0

50.0
充填後の液位

設備起動

液位（cm）
圧力（Pa）
液位（KPa）

液位（KPa）

600.0

45.0
40.0
35.0
30.0

400.0

25.0
圧力（Pa）

300.0

液位（cm）

液位（KPa）

圧力（Pa）／液位（cm）

500.0

20.0
15.0

200.0

10.0
100.0
5.0
0.0
H19.1.13

0.0
H19.1.18

H19.1.23

図 5.5

H19.1.28

H19.2.2
日時

H19.2.7

H19.2.12

H19.2.17

RS-9 サイクルにおける CE の圧力及び液位の推移

700.0

50.0
充填後の液位液位（KPa）

600.0

45.0

圧力（Pa）

40.0
35.0
30.0

400.0

25.0
300.0

20.0

液位（cm）

15.0

200.0
液位（cm）
圧力（Pa）
液位（KPa）

10.0

100.0
5.0
0.0
H19.3.9

H19.3.19

図 5.6

H19.3.29

H19.4.8
日時

H19.4.18

H19.4.28

0.0
H19.5.8

RP-10 サイクルにおける CE の圧力及び液位の推移- 40 -

液位（KPa）

圧力（Pa）／液位（cm）

500.0

JAEA-Technology 2010-036

700.0

50.0
液位（KPa）

液位（cm）
圧力（Pa）
液位（KPa）

600.0

45.0
40.0
35.0
30.0

400.0
25.0
圧力（Pa）

300.0

200.0

液位（Pa）

圧力（Pa）／液位（cm）

500.0

20.0
液位（cm）

15.0
10.0

100.0
5.0
0.0
H21.11.22

H21.12.6

H21.12.20

H22.1.3

H22.1.17
H22.1.31
日時

H22.2.14

H22.2.28

H22.3.14

0.0
H22.3.28

図 5.7 HP-11-4 サイクルにおける CE の圧力及び液位の推移

700.0

圧力（Pa）

50.0

液位（KPa）

45.0
600.0
40.0
35.0
30.0

400.0

25.0
300.0

液位（KPa）

圧力（Pa）／液位（cm）

500.0

20.0

200.0

17日間
液位（cm）

15.0

16日間 16日間

液位（cm）
圧力（Pa）
液位（KPa）

運用日数

10.0

100.0
5.0
0.0
H19.5.9

H19.6.8

H19.7.8

H19.8.7

H19.9.6

H19.10.6

H19.11.5

0.0
H19.12.5

日時

図 5.8 原子炉停止中における CE の圧力及び液位の推移（CCT へ供給中）- 41 -

JAEA-Technology 2010-036

700.0

50.0
液位（KPa）

45.0
600.0
40.0

圧力（Pa）

35.0
30.0

400.0

25.0
300.0

液位（KPa）

圧力（Pa）／液位（cm）

500.0

20.0
71日間

200.0

64日間

69日間

63日間

運用日数

液位（cm）

液位（cm）
圧力（Pa）
液位（KPa）

100.0

15.0
10.0
5.0

0.0
H19.12.16

0.0
H20.1.30

H20.3.15

H20.4.29

H20.6.13
H20.7.28
日時

H20.9.11

H20.10.26

H20.12.10

図 5.9 原子炉停止中における CE の圧力及び液位の推移（CCT が再生済待機状態）

700.0

50.0
液位
（KP ）

600.0

45.0
40.0
圧力（Pa）

35.0
30.0

400.0

25.0
300.0

20.0
液位（cm）

運用日数 ： 58日間

液位（cm）
圧力（Pa）
液位（KPa）

200.0

15.0
10.0

100.0
5.0
0.0
H21.5.29

H21.6.13

図 5.10H21.6.28

H21.7.13

H21.7.28
日時

H21.8.12

H21.8.27

H21.9.11

0.0
H21.9.26

原子炉停止中における CE の圧力及び液位の推移（HP-11-3 以降）- 42 -

液位（KPa）

圧力（Pa）／液位(cm）500.0国際単位系（SI）
表１．SI 基本単位
SI 基本単位

基本量

名称
記号
長
さメ ートル m
質
量 キログラム kg
時
間
秒
s
電
流ア ンペア A
熱力学温度 ケ ル ビ ン K
物 質 量モル mol
光度 カ ン デ ラ cd

表２．基本単位を用いて表されるSI組立単位の例
SI 基本単位
組立量
名称
記号
面
積 平方メートルm2
体
積 立法メートルm3
速 さ ， 速 度 メートル毎秒m/s
加速度 メートル毎秒毎秒
m/s2
波
数 毎メートルm-1
密 度 ， 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル
kg/m3
面
積
密
度 キログラム毎平方メートル
kg/m2
比
体
積 立方メートル毎キログラム
m3/kg
電
流
密
度 アンペア毎平方メートル
A/m2
磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル
A/m
(a)
量 濃度
， 濃 度 モル毎立方メートル
mol/m3
質量
濃度 キログラム毎立法メートル
kg/m3
輝
度 カンデラ毎平方メートル
cd/m2
1
屈
折
率 (b) （数字の） １(b)（数字の） １1
比 透 磁 率

乗数
1024
1021
1018
1015
1012
109
106
103
102
101

活

性 カタール

kat

d

Ｚ
Ｅ

10-2

セ ン チ
ミ
リ

c
m

ペ
テ

タ
ラ

Ｐ
Ｔ

µ
n

ギ
メ

ガ
ガ

Ｇ
Ｍ

マイクロ
ノ
10-9 ナコ
10-12 ピ
10-15 フェムト

キ
ロ
ヘ ク ト
デ
カ

ｋ
ｈ

ト
10-18 ア
10-21 ゼ プ ト
10-24 ヨ ク ト

a
z
y

da

d
°
’

10-3
10-6

p
f

1 d=24 h=86 400 s
1°=(π/180) rad1’=(1/60)°=(π/10800) rad”1”=(1/60)’=(π/648000) radha 1ha=1hm2=104m2
L，l 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3t
1t=103 kg

秒
ヘクタール
リットル
トン

表７．SIに属さないが、SIと併用される単位で、SI単位で表される数値が実験的に得られるもの
名称
記号
SI 単位で表される数値
1eV=1.602 176 53(14)×10-19J

電 子 ボ ル ト
ダ ル ト ン
統一原子質量単位eVDa
u

1Da=1.660 538 86(28)×10-27kg
1u=1 Da天

ua

1ua=1.495 978 706 91(6)×1011m

文

単

位

表８．SIに属さないが、SIと併用されるその他の単位
名称
記号
SI 単位で表される数値
バー
ル bar １bar=0.1MPa=100kPa=105Pa
水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133.322Pa

s-1 mol(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できる。しかし接頭語を付した単位はもはや
コヒーレントではない。
(b)ラジアンとステラジアンは数字の１に対する単位の特別な名称で、量についての情報をつたえるために使われる。
実際には、使用する時には記号rad及びsrが用いられるが、習慣として組立単位としての記号である数字の１は明示されない。
(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中に、そのまま維持している。
(d)ヘルツは周期現象についてのみ、ベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される。
(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称で、セルシウス温度を表すために使用される。セルシウス度とケルビンの単位の大きさは同一である。したがって、温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである。
(f)放射性核種の放射能（activity referred to a radionuclide）は、しばしば誤った用語で”radioactivity”と記される。
(g)単位シーベルト（PV,2002,70,205）についてはCIPM勧告2（CI-2002）を参照。

表４．単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例
SI 組立単位
組立量
SI 基本単位による
名称
記号
表し方
-1
粘
度 パスカル秒
Pa s
m kg s-1
力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル
Nm
m2 kg s-2
表面
張力 ニュートン毎メートル
N/m
kg s-2角
速度 ラジアン毎秒
rad/s
m m-1 s-1=s-1
角
加速度 ラジアン毎秒毎秒
rad/s2
m m-1 s-2=s-2
熱 流 密 度 , 放 射 照 度 ワット毎平方メートル
kg s-3
W/m2
熱 容 量 , エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン
J/K
m2 kg s-2 K-1
比 熱 容 量 ， 比 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎キログラム毎ケルビン J/(kg K)
m2 s-2 K-1
比 エ ネ ルギ ー ジュール毎キログラム
J/kg
m2 s-2
熱伝
導率 ワット毎メートル毎ケルビン W/(m K) m kg s-3 K-1
体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル J/m3
m-1 kg s-2
電界の強さ ボルト毎メートル
V/m
m kg s-3 A-1
電荷密
度 クーロン毎立方メートル C/m3
m-3 sA
表面
電
荷 クーロン毎平方メートル C/m2
m-2 sA
電 束 密 度 ， 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル C/m2
m-2 sA誘
電率 ファラド毎メートル
F/m
m-3 kg-1 s4 A2
透磁率 ヘンリー毎メートル
H/m
m kg s-2 A-2
モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル
J/mol
m2 kg s-2 mol-1
モルエントロピー, モル熱容量 ジュール毎モル毎ケルビン J/(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1
照 射 線 量 （ Ｘ 線 及 び γ 線 ） クーロン毎キログラム
C/kg
kg-1 sA
吸収線
量率 グレイ毎秒
Gy/s
m2 s-3放射
強度 ワット毎ステラジアン
W/srm4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3
放射輝
度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W/(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3
酵 素 活 性濃 度 カタール毎立方メートル kat/m3
m-3 s-1 mol

記号

ゼ
タ
エ ク サ

日
度
分

表３．固有の名称と記号で表されるSI組立単位
SI 組立単位
組立量
他のSI単位による SI基本単位による
名称
記号
表し方
表し方
（ｂ）
平
面
角 ラジアン(ｂ)
rad
m/m
1
（ｂ）
2/ 2
立
体
角 ステラジアン(ｂ) sr(c)
1
m m
周
波
数 ヘルツ（ｄ）
Hz
s-1
力
ニュートン
N
m kg s-2
圧力
応
力 パスカル,Pa
m-1 kg s-2
N/m2
エ ネ ル ギ ー , 仕 事 , 熱 量 ジュールJNm
m2 kg s-2
仕 事 率 ， 工 率 ， 放 射 束 ワット
WJ/s
m2 kg s-3
電
荷
電気量 クーロン,
CsA
電 位 差 （ 電 圧 ） , 起 電 力 ボルト
VW/A
m2 kg s-3 A-1
静電
容量 ファラドF
C/V
m-2 kg-1 s4 A2
電
気
抵
抗 オーム
Ω
V/A
m2 kg s-3 A-2
コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス
S
A/V
m-2 kg-1 s3 A2
磁
束 ウエーバWb
Vs
m2 kg s-2 A-1
磁
束
密
度 テスラ
T
Wb/m2
kg s-2 A-1
イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリーH
Wb/A
m2 kg s-2 A-2
セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(ｅ)℃K
光
束 ルーメンlm
cd
cd sr(c)
2
照
度 ルクス
lx
lm/m
m-2 cdBqs-1
放 射 性 核 種 の 放 射 能 （ ｆ ） ベクレル（ｄ）
吸収線量, 比エネルギー分与,
グレイ
Gy
J/kg
m2 s-2カーマ
線量当量, 周辺線量当量, 方向
Sv
J/kg
m2 s-2シーベルト（ｇ）
性線量当量, 個人線量当量
素

表５．SI 接頭語
記号 乗数
接頭語
Ｙ
シ
10-1 デ

表６．SIに属さないが、SIと併用される単位
名称
記号
SI 単位による値
分
min 1 min=60s
時h
1h =60 min=3600 s（a）量濃度（amount concentration）は臨床化学の分野では物質濃度（substance concentration）ともよばれる。
（b）これらは無次元量あるいは次元１をもつ量であるが、そのことを表す単位記号である数字の１は通常は表記しない。

酸

接頭語
ヨ
タ

オングストローム
海
里
バ
ー
ン

Å
Ｍ

１Å=0.1nm=100pm=10-10m
１M=1852m

b

ノ
ネ
ベ

ト
パ
ル

kn
Np
Ｂ

１b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2
１kn=(1852/3600)m/s

ル

dB

ッ
ー

デ

ジ

ベ

SI単位との数値的な関係は、対数量の定義に依存。

エ

表９．固有の名称をもつCGS組立単位
名称
記号
SI 単位で表される数値
ル
グ erg 1 erg=10-7 J

ダ
ポ

イ
ア

ス
ス

ト ー ク
チ
ル

フ
ガ

ォ

ン dyn 1 dyn=10-5N
ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=0.1Pa s
ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1
ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2
ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lx
ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ｪ ルガ
ウス
エルステッド（ ｃ）

Mx
G
Oe

1 Mx = 1G cm2=10-8Wb
1 G =1Mx cm-2 =10-4T
1 Oe (103/4π)A m-1（c）３元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため、等号「は対応関係を示すものである。

キ
レ
ラ

名称
ュ
リ
ン

レ
ガ

ト

表10．SIに属さないその他の単位の例
記号
SI 単位で表される数値
ー Ci 1 Ci=3.7×1010Bq

ゲ

ン

ン R
ド rad
ム rem
マ γ

1 R = 2.58×10-4C/kg
1 rad=1cGy=10-2Gy
1 rem=1 cSv=10-2Sv
1γ=1 nT=10-9T
1フェルミ=1 fm=10-15m

フェルミ
メートル系カラット

1メートル系カラット = 200 mg = 2×10-4kg

気

ル Torr 1 Torr = (101 325/760) Pa
圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

ロ

リ

ー

cal

ク

ロ

ン

µ

ト
標

準

カ
ミ

大

」

1cal=4.1858J（｢15℃｣カロリー），4.1868J（｢IT｣カロリー）4.184J（｢熱化学｣カロリー）

1 µ =1µm=10-6m（第8版，2006年改訂）

この印刷物は再生紙を使用しています