伊方発電所２号機
充てんポンプ２Ｂ点検用フランジ部からの漏えいについて

平成２３年 １月
四国電力株式会社

１．件

名
伊方発電所２号機
充てんポンプ２Ｂ点検用フランジ部からの漏えいについて

２．事象発生の日時
平成２２年８月１６日１１時３５分（確認）３．事象発生の設備
化学体積制御設備

充てんポンプ２Ｂ

４．事象発生時の運転状況
通常運転中（電気出力５６５ＭＷ）

５．事象の概要
伊方発電所第２号機は通常運転中のところ、運転中の充てんポンプ２Ｂ*１室内において、ポンプ点検用フランジ部（Ｎｏ．１シリンダ前面側）から１次冷却水が漏えいしていることを運転員が確認した。漏えい量は約１２０ｃｃ（放射能量：約７０ベクレル）であり、全量を紙ウエスで回収した。
当該フランジ部を点検した結果、ポンプ点検用フランジにより締め付けているリフト押さえとポンプケーシング部の接触面をシールするためのＯリングの一部に損傷が認められた。
また、当該フランジ部以外のポンプ点検用フランジ部 （１０箇所）について点検した結果、２箇所（Ｎｏ．２，３シリンダ前面側）のＯリングの一部に損傷が認められた。このため、損傷のあったＯリング（３箇所）を含む全てのＯリングを新品に取り替え、充てんポンプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ運転にて充てんポンプ２Ｂの確認運転を行い漏えいのないことを確認した。
充てんポンプ２Ｂの確認運転終了後、性能検査のため充てんポンプ２Ｃを停止し、充てん流量を調整していたところ、充てんポンプ２Ｂ出口逃がし弁が動作していることを確認したため、充てんポンプ２Ｃを起動し、充てんポンプ２Ｂを停止した。
その後８月２１日８時５０分、充てんポンプ２Ｂ運転状態で漏えいがないことを確認し、通常状態に復旧した。
なお、本事象によるプラント運転への影響および環境への放射能による影響はなかった。
（添付資料－１）1

＊１ 充てんポンプ
原子炉の主循環系統から１次冷却水を抽出し、浄化およびほう素濃度の調整等を行った後、再び主循環系統に戻すためのポンプ。充てんポンプは３台あり、通常１台または２台で運転している。
（１台で１００％の能力を有しており、保安規定では運転上１台以上動作可能であることが要求されている。）

６．事象の時系列
８月１６日
１１時３５分
１２時０７分

充てんポンプ２Ｂのポンプ点検用フランジ部から１次冷却水が漏えいしていることを運転員が確認
充てんポンプ２Ｂの停止により、漏えい停止

８月１７日
１４時１０分

当該フランジ部点検開始

８月１９日
１７時００分

当該フランジ部点検終了

８月２０日
１６時１８分
１６時２１分
１６時４７分
１６時４９分
１７時０３分
１７時０８分
８月２１日
８時５０分

充てんポンプ２Ｂの確認運転を実施（充てんポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ運転）
充てんポンプ２Ｃ停止
充てん流量の調整実施
充てんポンプ２Ｂ出口逃がし弁動作
充てんポンプ２Ｃ起動
充てんポンプ２Ｂ停止

充てんポンプ２Ｂ運転状態で漏えいがないことを確認し、通常状態に復旧

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７．調査結果
当該フランジ部（前面側）から漏えいした原因について、以下の調査を行い、要因の検討を実施した。
（１）現地調査
ａ．フランジ取り付け状態
当該フランジ部を含む１１箇所について分解前に点検した結果、フランジとポンプケーシングの合わせ面の隙間は均等であり、取り付け状態は正常であった。また、締め付けボルトを規定トルク（２４５Ｎｍ[メーカ設定値]）で確認締めを行った結果、緩みは確認されなかった。
ｂ. Ｏリング・当該フランジ部を含む１１箇所についてフランジを取り外し、状態を確認した結果、前面側の３箇所においてリフト押さえとポンプケーシングの隙間から、Ｏリングがはみ出していることを確認した。
・Ｏリングを取り外し、外観を調査した結果、前面側の３箇所に装着していたＯリングの表面全体に荒れが見られ、外周部の一部に損傷が認められた。
・Ｏリングは、設計どおりの仕様であることを検査記録により確認した。
ｃ．リフト押さえおよびポンプケーシングの接触面
リフト押さえおよびケーシングの接触面について外観検査および浸透探傷検査を実施した結果、腐食・変形等の損傷はなかった。また、締め付けボルトに腐食・変形等の損傷はなかった。
（添付資料－２）（２）保守状況の調査
第１７回定検まで当該部の点検周期（Ｏリングの取替周期）は１回／１定検であったが、点検結果が良好であったため、点検周期を１回／３定検に変更した。
至近では、第２０回定検（平成２０年１月～３月）において点検を実施しており、取り外したＯリングに損傷はなかった。また、組み立て時のＯリングの取り付け状態についても問題はなかった。なお、第２０回定検時までの運転時間は３サイクル＊２運転であった。
＊２ サイクル定検から次の定検までの運転期間の呼称（３）運転履歴の調査
当該ポンプは第２０回定検（平成２０年１月～３月）以降、運転をしており、運転時間は約２サイクル運転であった。
（４）類似箇所の調査
充てんポンプ２Ａ、２Ｃについて、第２２回定検（平成２２年８月～１１月）
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時に当該の１１箇所全てのフランジ部の点検を行い、Ｏリングの調査を実施した。なお、当該フランジ部と同じ構造で、同様な使用環境のポンプは、1、３号機を含めて他にはない。
（添付資料－２）
ａ．充てんポンプ２Ａ・フランジを取り外し、状態を確認した結果、前面側の１箇所においてリフト押さえとポンプケーシングの隙間から、Ｏリングがはみ出していることを確認した。
・Ｏリングを取り外し、外観を調査した結果、前面側の３箇所に装着していたＯリングの表面全体に荒れが見られ、２Ｂに比べて軽微ではあるが外周部の一部に損傷が認められた。
・Ｏリングは、設計どおりの仕様であることを検査記録により確認した。
・充てんポンプ２Ａの運転時間は３サイクル運転であった。
ｂ．充てんポンプ２Ｃ・フランジを取り外し、状態を確認した結果、Ｏリングのはみ出しは認められなかった。
・Ｏリングを取り外し、外観を調査した結果、Ｏリングの表面に荒れおよび損傷等の異常はなかった。
・Ｏリングは、設計どおりの仕様であることを検査記録により確認した。
・充てんポンプ２Ｃの運転時間は１サイクル運転であった。
（５）当該部の負荷状況およびシール部の構造の調査
・充てんポンプは往復動ポンプであり、フランジ部（前面側）の流体圧力は０．１ＭＰａ（吸込圧力）から１７．２ＭＰａ（吐出圧力）まで約１４０回／分の周期で変動する。この流体圧力の変動により、Ｏリングには繰り返し荷重が負荷されることから、ケーシングおよびリフト押さえと接触しているＯリング表面が劣化しやすい構造であった。
・当該シール部は三角溝形状であり、溝の中のＯリングは、流体圧力が作用すると溝に沿って外側へ押し出される方向に動く構造であった。
・吐出圧力が作用すると、リフト押さえは外側へ押され、ケーシングとリフト押さえの間の隙間が大きくなる構造であった。
・吸込側および吐出側フランジ部については、構造上流体圧力は一定であるため、当該部のような流体圧力の変動はない。
（６）フランジ部（前面側）ボルト締付トルク値の調査
ボルトを規定トルク値２４５Ｎｍで締め付けたときの締付力は約１６．７ｔであるが、ばらつきにより締付力が小さくなった場合、流体圧力が内側からリフト押さえに作用するときの荷重約１４．６ｔに対し、十分な締付力が得られ4

ない可能性があった。
なお、一般に締付トルクは、ねじ面および座面の摩擦によって消費されるため、ねじ面および座面の状態により、締付力にはばらつきが生じる。

８．推定原因
今回の事象は、・充てんポンプ内部流体圧力の周期的な変動により、ケーシングおよびリフト押さえと接触しているＯリング表面が劣化しやすい構造であった。
・Ｏリングによるシール部は三角溝形状であり、溝の中のＯリングは、流体圧力が作用すると溝に沿って外側へ押し出される方向に動く構造であった。
・点検フランジ部のボルト締付時に座面の摩擦等の影響により、ボルト締付トルクが十分に締付力に変換されなかったことから、吐出圧力が負荷されるときに生じるリフト押さえとポンプケーシングとの間の微小な隙間が大きくなっていた可能性がある。
これらの要因が重なったことから、充てんポンプ運転時間の経過とともに、Ｏリングはみ出し量が大きくなり損傷した結果、シール機能が失われ漏えいに至ったものと推定される。
（添付資料－３）

９．対 策（１）充てんポンプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃについて当該フランジ部を含む全てのＯリングの取り替えを実施し、復旧後、漏えいのないことを確認した。
（２）Ｏリングのはみ出し事象は運転時間に起因していることから、充てんポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃについて、点検周期（Ｏリングの取替周期）を１回／３運転サイクルから、１回／１．５運転サイクルに短縮する。また、充てんポンプ２Ｂについては、次回の第２３回定検時に当該フランジ部の分解点検を行い、Ｏリングの状態を確認する。
（３）充てんポンプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃのフランジ部（前面側）について、ボルトの締付トルクを座面の摩擦等による締付力のばらつきが生じても十分な締付力（約２３．３ｔ）が得られる３４５Ｎｍとするよう作業要領書の改正を行い、当該フランジ部を３４５Ｎｍで締め付けた。なお、３４５Ｎｍで締め付けてもボルト等の部材強度には十分な余裕があることを確認している。
以5上

添添付資料－１
添付資料－２
添付資料－３付 資料

伊方発電所２号機 充てんポンプまわり概略系統図および漏えい箇所写真
充てんポンプ２Ｂ 当該フランジ部現地調査結果
充てんポンプ２Ｂ 当該フランジ部構造および推定原因

添付資料－１
伊方発電所２号機 充てんポンプまわり概略系統図および漏えい箇所写真

充てんポンプまわり概略系統図

No.1

漏えい箇所写真

No.2

No.3

添付資料－２ （１／２）
充てんポンプ２Ｂ 当該フランジ部現地調査結果

１． 充てんポンプ２Ｂ フランジ取付状態
ケーシング

隙間確認
締付トルク確認

リフト押さえOリング

フラン
ジ

隙間確認
フランジ取付状態確認部位

２． 充てんポンプ２Ｂ Ｏリング（Ｎｏ.１ シリンダ）調査結果

Ｏリングのはみ出し

Ｏリング （材質：ｴﾁﾚﾝ･ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝｺﾞﾑ）

添付資料－２ （２／２）

３． 充てんポンプ２Ｂ リフト押さえおよびポンプケーシングの接触面調査結果

ポンプケーシング接触面ＰＴ結果

リフト押さえ接触面ＰＴ結果

４． 類似箇所の調査結果

充てんポンプ２Ａ Ｏリング（Ｎｏ．３シリンダ）

充てんポンプ２Ｃ Ｏリング（Ｎｏ．１シリンダ）

添付資料－３

充てんポンプ２Ｂ 当該フランジ部構造および推定原因
フランジ（上部側）
吸込時

流体圧力
17.2MPa

ﾘﾌﾄ押さえに作用する荷重

ボルト

プランジャ

リフト押さえフランジ（前面側）

移動

ケーシング
リフト押さえ内の流体圧力が小さくなり、吸込みﾊﾞﾙﾌﾞが開き、流体が吸い込まれる。
吐出時

流体圧力0.1MPa

フランジ（下部側）

リフト押さえ内の流体圧力 流体圧力が大きくなり、吐出ﾊﾞﾙﾌﾞが 17.2MPa開き、流体が吐き出される。

ﾘﾌﾄ押さえに作用する荷重

移動

流体圧力0.1MPa

リフト押さえＯリング

ケーシング（初期状態）

フランジ

リフト押さえ
微小な隙間

フラン
ジ

ケーシング
(Ｏリングがはみ出した状態）

Ｏリングが運転時間の経過とともに劣化するとリフト押さえとケーシングの微小な隙間からはみ出す。