TK-1 - 490 改１

東海第二発電所
ブローアウトパネル及び関連設備の工事計画認可申請に係る論点整理について（コメント回答）

平成３０年５月10日
日本原子力発電株式会社
本資料のうち，は営業秘密又は防護上の観点から公開できません。

4月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連（１）＜コメント＞
ブローアウトパネルの要求事項に対して，考慮すべき自然現象発生後に設計基準事故が発生する場合，逆に設計基準事故後に自然現象が発生する場合を整理し，公衆被ばくの影響の観点から整理すること。

＜回 答＞
公衆の被ばく影響の観点から整理し，開放機能に影響を与えないよう耐震性を確保することで，設計基準事故後4日以降※に自然現象により，ブローアウトパネルが開放した場合でも，被ばく量は判定基準5mSv及び設計基準事故で最も被ばく量の大きい主蒸気管判断事故の評価値1.8×10-2mSv未満であることを確認した。
中央制御室運転員の被ばく影響の観点から整理し，開放機能に影響を与えないよう耐震性を確保することで，設計基準事故後4日以降※に自然現象によりブローアウトパネルが開放した場合でも，被ばく量は判定基準100mSv未満であることを○○○○（評価中）
通常運転時にブローアウトパネルが開放した場合には，保安規定に従い原子炉停止により対応ため平常時被ばく量に大きな増加はない。

※：自然現象の発生頻度と事故との重畳について評価し，弾性設計用地震Sdの発生が有意となる時期として保守的に設定。なお，Sd以下の地震動によりブローアウトパネルが開放しないことは，実機大モックアップ試験時に確認

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4月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連（１）
評価の考え方は以下のとおり。
（１）公衆被ばく影響の観点から考慮すべきブローアウトパネルの機能，設計基準事故及び自然現象について被ばく影響の観点から抽出したブローアウトパネルに要求される機能，考慮すべき設計基準事故及び想定すべき自然現象について整理した。
ブローアウトパネルの機能としては２次格納施設としての閉維持機能，想定すべき設計基準事故としては燃料集合体落下及び原子炉冷却材喪失，想定すべき自然現象としては，地震及び竜巻である。

＜技術基準規則＞
12条 溢水等による損傷の防止（BOP開放機能）
38条 原子炉制御室等（運転員の被ばく防止の観点から，２次格納施設の一部としての閉維持機能）
44条 原子炉格納施設（公衆の被ばく防止の観点から，2次格納施設の一部としての閉維持機能）＜被ばくの観点からブローアウトパネルに要求される機能＞• ２次格納施設（原子炉建屋原子炉棟）の一部としての閉維持機能（運転員及び公衆の被ばく防止）＜運転時の異常な過渡＞
起動時における制御棒の異常な引き抜き
原子炉冷却材流量の部分喪失
原子炉冷却材系の停止ループの誤起動
外部電源喪失過渡事象で公給水加熱喪失衆に影響する
原子炉冷却材流量制御系の誤動作
ような放射性負荷の喪失
物質放出は発
主蒸気隔離弁の誤閉止
生しない
給水制御系の故障
原子炉圧力制御系の故障
給水流量の全喪失＜設計基準事故＞
燃料集合体落下原子炉冷却材喪失
放射性気体廃棄物処理施設の破損
主蒸気管破断
制御棒落下
可燃性ガスの発生 ⇒ LOCAに包含
原子炉冷却材流量の喪失 ⇒ 放射性物資放出なし
原子炉冷却材ポンプの軸固着 ⇒ 放射性物質放出なし＜想定すべき自然現象＞
5条 地震による損傷の防止
7条 外部からの衝撃による損傷の防止（自然現象）• 地震• 竜巻• 風(台風）
• 津波
• 洪水
• 高潮
• 凍結配置（設置高• 降水さ等からBOP• 積雪
機能に影響し• 落雷ない。
• 火山• 生物学的影響• 森林火災＜公衆被ばくの観点から考慮すべき設計基準事故の選定＞• 設計基準事故のうちブローアウトパネルの閉機能が関係する（原子炉棟内での放射性物質放出）事象は，以下の①,②の2事象①燃焼集合体落下②原子炉冷却材喪失③放射性気体廃棄物処理施設破損⇒ 原子炉棟外の施設でありBOP閉機能と無関係④主蒸気管破断 ⇒ T/Bからの放出でBOP閉機能と無関係⑤制御棒落下 ⇒ T/B（復水器等）からの放出でBOP閉機能と無関係＜BOP機能への影響の観点から考慮すべき自然現象＞
• 地震
• 竜巻
• 風(台風） ⇒ BOPを押し付ける側に作用するため，BOP閉機能には影響しない2

4月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連（１）（２）評価の考え方（事象の組み合わせ）① 自然現象と設計基準事故の組み合わせについて，BOPを開放する可能性がある自然現象発生後に，設計基準事故が自然現象の従属事象又は独立事象として発生する可能性，逆に，設計基準事故発生後に，BOPを開放する可能性がある自然現象が設計基準事故の従属事象又は独立事象として発生する可能性について評価する。評価結果は以下のとおり。
先行事象

後続事象

地震・竜巻の従属事象としての設計基準事故

地震・竜巻
地震・竜巻で冷却材喪失事故や燃料集合体落下事故は発生しない

先行事象

後続事象

設計基準事故

設計基準事故の従属事象としての地震・竜巻
設計基準事故の従属事象として地震・竜巻は発生しない

地震・竜巻後の独立事象としての設計基準事故
考慮不要
BOPが開放した場合，保安規定に従いプラント停止や使用済燃料に関連する作業は速やかに中止することで対応するため影響なし

設計基準事故後の独立事象としての自然現象
考慮要
独立事象の重ね合わせの観点から評価が必要② ①に基づき，運転員及び公衆の被ばく防止の観点から，想定すべき設計基準事故（原子炉冷却材喪失及び燃料集合体落下）後に，BOP閉維持機能に影響を与える可能性がある自然現象（地震及び竜巻）が発生した場合の被ばく影響について評価する。ブローアウ
トパネルを開放する可能性がある自然現象を考慮する時期については，自然現象及び設計基準事故の発生頻度を基に，重畳を考慮すべき時期は，航空機落下や設計基準対象施設の耐震設計のスクリーニング基準である10 7／年を参考に決定する。
重畳を考慮すべき基準： 10-7／年
設計基準事故発生頻度：約 10-3／年（「発電用軽水型原子炉施設に係る新安全基準骨子案に対する意見募集の結果について」（平成25年4月3日原子力規制庁技術基盤課)）
Sd発生頻度： 約10-2／年 （JEAG4601) ⇒有意となる時間は約4日後（10-7/（10-3×10-2))=0.01年
Sｓ発生頻度：約5×10-4／年（JEAG4601） ⇒有意となる時間は約73日後（10-7/（10-3×5×10-4))=0.2年Sd相当の荷重を発生させる竜巻（差圧0.9kPa）の発生頻度は4.6×10-4／年（第520回審査会合資料 外部からの衝撃による損傷の防止（竜巻）より）⇒有意となる時間は，約80日後（ブローアウトパネルにSd地震時に付加される荷重は約13600N～約14000N, 差圧0.9kPa時の開放荷重は約13811N～約14400N）
BOP設計差圧（6.9kPa)の発生頻度：約5.2× 10-6／年 ⇒有意となる時間は，約19年後（10-7/（10-3×5.2×10-6))=19.2年③ 被ばく評価は，設計基準事故発生から自然現象によりブローアウトパネルが開放する可能性がある時期までは安全解析と同様に２次格納施設が健全であるとし，開放後は地上放出するとして実施した。

3

4月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連（２）（３）評価結果＜地震について被ばく評価結果＞
設計基準事故後，弾性設計用地震Sdにより事故後4日目に原子炉建屋原子炉棟の閉じ込め機能が喪失すると仮定し，被ばく評価を実施し，いずれの場合も基準の被ばく量を下回ることを確認した。
評価対象事故公衆の場合（基準：5mSv未満）

運転員の場合（基準：100mSv未満

冷却材喪失事故

1.5×10-1mSv？mSv （評価中）

燃料集合体落下

1.9×10-2mSv－（冷却材喪失事故で包絡）＜竜巻についての被ばく評価結果＞
弾性設計用地震Sdと同程度の開放荷重（900Pa）を発生させる竜巻の発生頻度は，Sdの発生頻度に比べ小さいため，被ばく評価値はSdで開放した場合の評価に包絡される。
（発生頻度が小さく，地上放出を仮定するまでの時間が長いため，被ばく影響はより小さくなる。）
なお，東海第二の場合，上記の評価結果を担保するため，「開放機能に影響を与えないように耐震性を確保する」方針（平成30年4月5日審査会合）に従い，耐震性を確保する地震動としてSdを選定し，開放しないことを実機大モックアップ試験時に確認する。

設計基準事故発生
燃料集合体の落下
原子炉冷却材喪失

地震動Sd（約4日後）

地震動Ss（約73日後）

6.9kPaの差圧を発生する竜巻（約19年後）Sd発生確率が有意とならない期間
Ss発生確率が有意とならない期間
竜巻（差圧6.9kPa）の発生確率が有意とならない期間
Sd地震荷重では開放しないことを確認（Sdより発生頻度の高い地震では開放しない）

パネルが開放しても被ばく評価に影響しない期間【設計基準事故とその後の自然現象，被ばく評価影響の関係の概要】

44月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連（１）
ブローアウトパネルの2次格納施設としての閉維持機能について，被ばくの観点から整理した結果は以下のとおり
通常運転時及び設計基準事故後の自然現象によるブローアウトパネルの開放を想定しても，被ばく量は判定基準内であることを確認した。
適用条文

ブローアウトパネルの要求機能

発電用軽水型原子炉施設周辺の線量目標値に関する指針：公衆の受ける線量目標値

－

通常運転時

50μSv/年

通常運転時，BOPが開放した場合には，保安規定に従いプラント停止にて対応するため，既許可評価値約8.4μSv/年を大きく超過することはない。
開放したBOPは，可能な限り速やかに復旧する。なお，平常運転時の地上放出を仮定した場合でも，被ばく量は，約3.2μSv／月であり，復旧に1月間を要したとしても問題ない。

42条 生体遮蔽等

－

通常運転時

50μGy/年（直接ガンマ線・スカイシャインガンマ線）

開放したBOPは，可能な限り速やかに復旧する。なお，BOPが開放した場合，原子炉棟内の放射性物質が大気中に放出されるため，直接ガンマ線・スカイシャインガンマ線の影響はない。
なお，通常運転時の既許可評価値は約16μGy/年であり，この大半はタービン建屋からのもので，原子炉棟からのものは0.1μGy/年以下である。

38条 原子炉制御室等

閉維持機能（運転員の被ばく防止の観点）

過渡時

－

事故時

100mＳｖ

閉維持機能（公衆の被ばく防止の観点）

過渡時－

44条 原子炉格納施設

プラント状態事故時

判定基準

5mＳｖ評価

過渡事象による放射性物質の放出はないため問題ない
事故後4日目以降※に自然現象によるBOP開放を想定しても，冷却材喪失事故時の被ばく量は？mSvであり，判定基準100mSvを下回ることを確認 （評価中）
過渡事象による放射性物質の放出はないため問題ない
事故後4日目以降※に自然現象によるBOP開放を想定しても冷却材喪失事故時の被ばく量は1.5×10-１mSv，燃料集合体落下は1.9×102mSvであり，判定基準５ｍSv及び既許可で最も大きいMSLBA時の被ばく量1.8×10-1mSvを下回ることを確認※：自然現象の発生頻度と事故との重畳について評価し，弾性設計用地震Sdの発生が有意となる時期として保守的に設定。なお，Sd以下の地震動によりブローアウトパネルが開放しないことは，実機大モックアップ試験時に確認

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4月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連
コメント：強制開放装置の位置づけを明確にすること
回答 ：原子炉建屋外壁に設置されるブローアウトパネル１０枚に作用する主蒸気管破断時の圧力は音速で伝播し，
GOTHIC解析によれば，原子炉棟５階のパネル2枚開放後，6階のパネル8枚にも作動圧力以上の圧力が負荷されるため，ブローアウトパネルは開放する。なお，寸法上，下端，若しくは左端（又は右端）を固定した状態でも，上端，若しくは右端（又は左端）は，型枠に干渉せずに開放する。
強制開放装置は，念のための装置であることから，自主設備と位置付けている。

ノード分割図5階西側の2枚のBOP開放後でも，6階のBOP（8枚）近傍には1psi(6.9kPa)の圧力が付加されていることを確認（5階BOPが設置されている建屋西側から6階への蒸気伝播経路は階段のみであるが，東側は機器搬入口の開口部があり，開口面積は西側の約5.5倍もあるため，6階面の圧力上昇は5階のBOP 開放の影響を大きく受けない）

64月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連
ブローアウトパネルの開放時における，パネルと躯体枠との間隙寸法関係を以下に示す。
310㎜ （250+60）
28㎜

10.3㎜
開放時の間隙11.4㎜
開放時の間隙

建屋外

クリップ

外装材

ブローアウトパネル

建屋外建屋内

外装材

クリップ
ブローアウト
パネル
17.5㎜

クリップ

建屋内
17.5㎜

横断面図

クリップ

ブローアウトパネル設置状態での取付枠との隙間は以下のとおり。
上部：28㎜
下部： 6㎜
左右：17.5㎜
開放時のパネルの移動を保守的に 0㎜（パネル下部若しくは，側面が移動量なしで開放する）とした場合でも，パネルと枠間には上部で約10㎜，左右で約11㎜の隙間を有した状態であり，開放に影響はない。
ブローアウトパネルの寸法公差は，保守的に普通公差とした場合でも，±4mm範囲であり開放に影響はない。

縦断面図

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4月5日審査会合時コメント回答 ブローアウトパネル関連（３）
コメント：設計差圧（6.9kPa）以下で開放する設計（設定値）について，クリップ開放試験結果等を踏まえた考え方について説明すること。
回答 ：6.9ｋPa以下で確実にパネルを開放させるため，パネル開放の抵抗力（①クリップの抗力，②パネル移動時の摩擦力による抗力，③パネルと躯体間のシール材の抗力）を考慮し，この合計が④差圧による荷重以下とする。
クリップは，パネルの左右，上下で対称となるように設置し，負荷される差圧に対し，可能な限り，抵抗が均一になるように配置する。
6.9kPa以下で確実に開放するようにクリップ数を決定する。

①クリップの抗力＋＋※１：追加試験にてデータ拡充を計画＋②9702（N)③シール材の抗力＜③シール材破壊力
Y（N)として設計＜根拠＞
シール材面積：1600（㎝2）
破断荷重：ｙ （N/㎝2）②摩擦力0.6として設計＜根拠＞
コンクリートと鉄鋼の静止摩擦係数0.4（鋼構造設計
基準 柱脚）に50％のマージンを見込み0.6
保守的に静止摩擦係数を動摩擦係数としても採用
1650（㎏）×9.8（m/s2）
×0.6=9702（N）①クリップの抗力
7200（N)/1個として設計＜根拠＞
クリップ試験結果の平均値
6568（N）※１に+3σ（3×198=592 ※１ ）を見込み
設定
6568+592＝7160（N） ※１
クリップ数をＸ個とすると，クリップの抗力は，7200・Ｘ(N)①7200・X（N)②摩擦による抗力④差圧による荷重
6.9kPa以下＜根拠＞
設計値6.9kPa以下
最も面積の小さいパネル（差圧による開放荷重が最も小さい）に6.9kPaが付加されるとして算定6900（Pa)×15.346(m2）=105888（N)（シール材選定中）

保守的に，面積1600㎝2のシール材が引張られ切断されるために必要な荷重として面積×破断荷重
で設定＋③ Y（N)④設計差圧6.9kPaによる開放荷重＜④105888（N)

設計の妥当性は実機大のモックアップ試験にて確認する

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以下，参考資料9【参考】 クリップ開放試験の概要（１／３）
１．目的
ブローアウトパネルの開放圧力を決定する大きな因子となるクリップについて，性能に影響する材質，クリップ板厚，クリップ幅，クリップ掛り寸法，曲げ加工後のクリップ幅について組合せを検討し，最も安定した性能を確保できるクリップ仕様を特定する。
２．供試体の組み合わせ
項目
材質
板厚幅（a）
掛り寸法（c）
曲げ加工後のクリップ幅(b)目的
材質による強度のばらつきを確認

具体的な仕様一定（既設と同じ）

2.3mm

SS400，SPCC

クリップ幅と強度の関係を確認
掛り寸法による強度（外れ易さ）のばらつきを確認
曲げ加工後のクリッ
プ幅と強度のばらつきを確認

既設試験用クリップ
形状

100mm，70mm
45mm，20mm，15mm

28mm，35mm

クリップ寸法確認箇所

試験用クリップ一覧
試験体名称

クリップ材質C70

SPCC（冷間圧延鋼板）

C100

H100

SS400
（一般構造用圧延鋼材）

H100AP
H100BP
H100CP

SS400（一般構造用圧延鋼材）

H70

クリップ板厚クリップ幅

クリップ掛り寸法

クリップ形状変位速度70 mm
100 mm
70 mm
2.3mm

545mm

5

既設と同じ

51 mm/分

100 mm
100 mm

試験体数45mm
20mm15mmTYPE-A
TYPE-B
TYPE-C

555501【参考】 クリップ開放試験の概要（２／３）
【クリップ試験結果】

試験１の結果から，SS400の降伏点は明確で，ばらつきも低減できることを確認 ⇒ 材質はSS400を選定
試験１の結果から，材料に関係なく，降伏荷重(平均値）はクリップ幅に比例することを確認（C70/C100=H70/H100≒0.69）
試験２の結果から，掛り寸法は，20mm程度（TYPE-B）が最もばらつきが小さく適切な形状と判断

材料SS400のTYPE-Bをクリップの基本形状に選定

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【参考】 クリップ開放試験の概要（３／３）
【クリップ試験結果】
基本形状に選定したTYPE-B Ｈ１００ＢＰの試験結果を示す。

H100BP-1
H100BP-2

8000

H100BP-3
最大耐力
ばらつき範囲

平均値：6568

H100BP-5①約603N

6000

H100BP-4【試験結果よりの対応１】
最大耐力のばらつきを考慮しても，6.9kPa以下で確実にクリップが開放できるよう，クリップの個数を最適化する。

荷重（N）

クリップ幅 100㎜
掛かり寸法 20㎜の試験結果②4000

試験データを増やし，管理精度の向上を図る

クリップが外れる位置
BOP
全開放へ

2000

【試験結果よりの対応２】
最大耐力のばらつきを考慮しても，確実にクリップが開放できるようクリップの幅を低減させる対応も検討する。

クリップ
開放位置

002468
クリップ変位（mm）

1012

クリップの荷重・変位関係①最大耐力に達してクリップが降伏し，荷重が低下していることをクリップ部のひずみ測定により確認した。
②クリップの掛かり長さが20㎜（H100BP）では変位11mmでクリップが完全に外れることを確認した。

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【参考】 実機大モックアップによる開放試験【モックアップによる開放試験の概要】
実機同等のブローアウトパネル及びパネルフレーム枠の試験体を製作し，シール施工及び新たに設定するクリップを設置した状態で，油圧ジャッキを用いた加力試験により以下の項目を確認する。
確認項目：

設計差圧以下でブローアウトパネルが開放すること

油圧ジャッキの加圧点

クリップ

ブローアウトパネル

油圧ジャッキ

押し出し梁

押し出し梁

ブローアウトパネルは2種類（約16m2，15.4m2）

油圧ジャッキの制御は圧力一定制御とする

大きい方が重く，開放し難い
が，差圧による荷重も大きい

油圧ジャッキ

大きいパネルを小さいパネルに作用する差圧荷重相当で加力し成立性を確認

モックアップ装置の概要

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【参考】 ブローアウトパネル開放のプロセス○建屋内圧力によるクリップの変形及びパネルの開放は，具体的に下図の流れとなる。
パネルの開放に必要な荷重 （①＋②＋③） ＜ 建屋内圧力による荷重（④）①クリップを変形させる荷重×クリップ個数②パネルと躯体枠部の摩擦力（パネル鋼材‐枠鋼材及び枠躯体 ⇒ 摩擦係数0.6）③シール材の破断に必要な荷重（シール材の選定及び施工方法により設定）

パネル側②摩擦係数0.6は，鋼材とコンクリート間の係数0.4にばらつきを考慮し，安全率1.5倍として設定

パネル開放
④
建屋内圧力

①
クリップ変形荷重

クリップ

クリップ変位約30㎜で開放ブローアウトパネル下部の詳細断面クリップ変形②
パネル-枠間
摩擦力
躯体側
スペーサ
③
シール材
破断荷重

シール
開放前

差圧負荷

パネル開放

パネル脱落

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