［原因と対策の報告の公表文（様式２ ）］伊方発電所から通報連絡のあった異常に係る原因と対策の報告について（平成１８年１２月１６日分）
18．12．19
原子力安全対策推進監(内線2352)１

伊方発電所から12月16日に異常通報連絡のあった伊方２号機制御バンクＤ制御棒１本の位置ずれについて、四国電力(株)から、本日、別添のとおり報告がありましたので、お知らせします。

［報告書の概要］
県の発 生
公表 異常事項
推定原因等
対策
区分
年月日
Ａ 制御バン 18.12.16 ○制御棒駆動装置の動作再現確認におい ○今後 制御棒動作時 には念入クＤ制御て、同事象が発生したが、その後の４０ りに動作状況を確認する。
棒１本の回の繰り返し動作確認において位置ずれ ○ 制御 棒動 作 試験 時 (２ヶ 月
位置ずれは再現しておらず異常は認められなかっ 毎)及びステムフリーテスト時(２号機)たことから、一時的に動作が緩慢となる (２ヶ月毎)には制 御棒を操作こ とによ り異 常が発 生し たと考 えられ するこ とから、念の ため当面る。の間、 制御棒動作時 のデータ
○その原因としては、を採取 し、異常のな いことを・プラント停止時の直後に、１次冷却材 確認する。
中にクラッドが一時的に増加した。
○プラ ント停止時に は、１次・炉内に挿入した制御棒駆動軸への付着 冷却材 中のクラッド は一時的等により駆動装置内に進入した。に増加 し、制御棒駆 動軸にク・進入したクラッドが駆動機構の可動つ ラッド が付着し、起 動時に制かみ部動作部分に付着した。
御棒駆 動軸の操作に より駆動・微小なクラッド等の付着により可動つ 装置に 入り込む可能 性がある
かみ部動作部分の摺動抵抗が通常に比 ため、 プラント停止 時の脱ガべてやや高くなり、ラッチ部の動作時 ス運転 時及び起動時 の制御棒間遅れが発生した。
作動ま での間は水質 改善のた・これにより、可動つかみラッチ部のツ めに浄 化流量を最大 とし、クメが駆動軸の溝に十分かみ合わない状 ラ ッ ド の 低 減 に 努 め る 。 ま況となり、この状態で固定つかみラッ た、通 常運転中にお いてクラチがはずれたことから、制御棒が自重 ッド濃 度は低濃度で 安定してにより挿入された。
おり同 様な事象が発 生する可・約２０ステップスリップした時点で、 能性は 低いが、クラ ッド濃度可動つかみラッチ部が駆動軸にかみ合 を適時 測定し、適切 な浄化流い制御棒のスリップが停止した。
量で管理する。
これらのことより、制御棒の位置ずれが発生したものと推定される。
○その後、制御バンクＤの動作試験を繰り返し実施した結果、制御棒は正常に動作 する状 態と なって いる ことを 確認した。

２

県としては、伊方発電所に職員を派遣し、四国電力の報告内容等について確認しています。
また、原子力安全・保安院に確認したところ、本事象については、法律に基づく報告
対象には該当しないとの判断である。

伊方発電所第２号機
制御棒位置のずれについて

平成１８年１２月
四国電力株式会社

１．件名
伊方発電所第２号機制御棒位置のずれについて
２．事象発生の日時
平成１８年１２月１６日

１１時１０分頃（確認）３．事象発生の原子炉施設
計測制御系統設備

制御棒駆動装置

４．事象発生時の運転状況
２号機定期検査中
５．事象発生の状況
伊方発電所第２号機（定格電気出力５６６ＭＷ）は、第１９回定期検査において、臨界到達後の炉心設計の妥当性などを確認するための炉物理検査を実施していたと
ころ、１２月１６日１１時１０分頃、制御バンクＤの制御棒４本（全ステップは２２８）のうち１本の位置指示が、他の制御棒より約２０ステップ下方にずれていることが確認された。
このため、制御バンク（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の全ての制御棒を挿入し、原子炉を停止して詳細調査を実施した。
詳細調査において、位置ずれの原因として制御棒駆動機構への微小なクラッド等の付着が考えられたことから、動作再現確認および４０回の繰り返し動作確認を実施す
るとともに、定期事業者検査「制御棒クラスタ動作検査」を実施し動作状況に異常のないことを確認した。
（添付資料−１，２）
６．時系列
１２月１５日１１時５０分

炉物理検査開始

１２月１６日
０時００分
１１時１０分
１２時３８分
１３時２４分
１３時３０分

臨界到達
制御バンクＤの制御棒１本（Ｃ−７）の位置ずれを確認
制御バンクＡ〜Ｄの全制御棒挿入開始
同上制御棒の全挿入が完了し、炉物理検査を中断
原因調査を開始〜

１２月１７日
１３時００分

制御棒動作確認ならびに定期事業者検査を実施

1

１２月１８日
２２時２４分

炉物理検査（再開）

７．調査結果
制御棒位置指示がずれる原因としては、・ 制御棒位置指示装置の表示不良・ 制御棒駆動装置の動作不良が考えられるため以下の調査を実施した。
（１）制御棒位置指示装置（以下「ＲＰＩ」という）の調査
制御バンクＤの制御棒位置指示について、ＲＰＩ盤にて入出力値を確認した
結果、Ｃ−７の制御棒クラスタ２次コイル電圧が、他の３本に比べ低い値であった。また、炉物理検査における反応度データとも整合していることから、ＲＰＩは健全であると判断した。
（添付資料−３）（２）制御棒駆動装置の調査
制御棒駆動系は制御回路、駆動用電源・コイルおよび機械的な駆動機構から構成される。総合的に調査するため、制御バンクＤについて全挿入位置から全引き抜き位置までの動作確認を繰り返し実施した。
（添付資料−４）ａ．制御棒動作再現確認
制御棒の引き抜き、挿入操作により動作確認を行ったところ、１回目の挿入操作時に同じ制御棒（Ｃ−７）で前回とは異なった位置で位置ずれが確認された。
ｂ．制御棒動作確認
全挿入〜全引き抜き〜全挿入を２回繰り返し実施し、電流波形や機械的駆動機構の動作状況（動作音を加速度計で測定）を確認した結果、電流波形や動作シーケンスおよび駆動状況のいずれも異常は認められなかった。
ｃ．繰り返し動作確認
全挿入〜全引き抜き〜全挿入を８回繰り返し実施し、電流波形を確認した。その結果、同じ制御棒（Ｃ−７）において２回目および４回目の可動つかみコイルの電流波形の１カ所に可動つかみ部の動作の遅れと思われる波形の乱れが認められた。なお、制御棒の位置ずれの発生はなかった。
また、５回目以降の繰り返し動作確認では、可動つかみコイルの電流波形や動作シーケンスおよび駆動状況のいずれにも異常は認められなかった。

2

ｄ．繰り返し再度動作確認
繰り返し動作確認で２回の電流波形の乱れが認められたことから再度全挿入〜全引き抜き〜全挿入の駆動状況確認を９回と電流波形の確認および駆動状況の確認 1 回を１セットとして２セット（合計２０回）繰り返し実施したが、電流波形や動作シーケンスおよび駆動状況のいずれにも異常は認められなかった。
さらに、全引き抜き〜全挿入の電流波形確認および駆動状況確認を１０回繰り返したが、異常は認められなかった。
ｅ．炉物理検査における動作確認
炉物理検査において制御棒駆動装置の動作確認を実施した結果、異常はなかった。
（３）保守状況調査
ａ．制御棒駆動装置の駆動機構および駆動軸の保守状況を調査した結果、駆動機構については、第１５回定検（平成１４年１月）の原子炉容器上蓋取替に合わせて、また駆動軸については、第１８回定検（平成１８年３月）の炉内構造物取替に合わせて取替しており、これらの工場製作時の寸法検査、材料検査、作動試験など試験・検査結果を確認した結果、いずれも良好であり異常は認められなかった。
ｂ．第１９回定検における、制御棒駆動装置の制御装置（制御盤、駆動コイル等）の保守状況を確認した結果、特に異常は認められていない。
ｃ．制御棒駆動機構および駆動軸の機能については、これらを駆動させるため制御装置や電源、駆動コイルも含めて、保守点検や機能試験を毎定検実施しているが、これまで異常は認められていない。
なお、本事象がプラント運転中に発生した場合でも制御棒が挿入する方向でありトリップ機能を損なうものではない。
８．他の制御棒の調査
制御バンクＡ，Ｂ，Ｃについても、念のため全挿入位置から全引き抜き位置までの動作確認を行い異常のないことを確認した。
９．推定原因以上の調査結果から、制御棒駆動装置について動作再現確認において、同事象が発生したが、その後の４０回の繰り返し動作確認において位置ずれは再現しておらず、異常は認められなかったことから、一時的に動作が緩慢となったことにより制御棒位置ずれが発生したと考えられる。
その原因としては、・ プラント停止時の直後には、１次冷却材中のクラッドが一時的に増加する。
・ 制御棒駆動軸へ付着したクラッドが、制御棒を引き抜くことにより駆動装置内に進入した。
3

・ 進入したクラッドが駆動機構の可動つかみ部動作部分に付着した。
・ 微小なクラッド等の付着により可動つかみ部動作部分の摺動抵抗が通常に比べてやや高くなり、ラッチ部の動作時間遅れが発生した。
・ これにより、可動つかみラッチ部のツメが駆動軸の溝に十分かみ合わない状況となり、この状態で固定つかみラッチがはずれたことから、制御棒が自重により挿入された。
・ 約２０ステップスリップした時点で、可動つかみラッチ部が駆動軸にかみ合い制御棒のスリップが停止した。
上記のことにより、制御棒の位置ずれが発生したものと推定される。
その後、制御バンクＤの動作試験を繰り返し実施した結果、制御棒は正常に動作する状態となっていることを確認した。
（添付資料−５）１０．対策（１）今後、制御棒駆動装置動作時には念入りに動作状況を確認する。
（２）制御棒動作試験時（２ヶ月毎）およびステムフリーテスト時（２ヶ月毎）には制御棒を操作することから、念のため当面の間、制御棒動作時のデータを採取し、異常のないことを確認する。
（３）プラント停止時には、１次冷却材中のクラッドが一時的に増加し、制御棒駆動軸にクラッドが付着し、起動時に制御棒駆動軸の操作により駆動装置に入りこむ可能性があるため、プラント停止時の脱ガス運転時および起動時においては、制御棒動作の間は浄化流量を最大とし、クラッドの低減に努める。
また、通常運転中においてクラッド濃度は低濃度で安定しており同様な事象が発生する可能性は低いが、クラッド濃度を適宜測定し、適切な浄化流量で管理する。

以4上

添付

資料

添付資料−１

伊方発電所２号機制御棒駆動装置信号・電源系統図

添付資料−２

伊方発電所２号機制御棒駆動機構図

添付資料−３

制御棒位置指示装置の調査結果

添付資料−４制御バンクＤの動作確認要領

添付資料−５クラッド付着のメカニズム

伊方発電所2号機 制御棒駆動装置信号・電源系統図（ 制御バンクＤ）
格納容器内
中央制御室
故障警報

制御棒位置検出器

制御棒駆動装置

制御棒位置指示装置

制御棒
位置指示計

ステップ
カウンタ

挿入・引抜スイッチ

駆動速度指示計

制御棒駆動装置制御盤
パワーキャビネット

原子炉容器

電流制御回路
制御棒

制御棒炉心配置図

電流制御信号

ロジックキャビネット

原子炉
制御装置

C-7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

△
○

G-3

△

G-11

△△○

△
○

Ｃ -７
当該制 御棒

○△△
△

○

△○
△△
△

○

△○

△△

△

○

燃料

K-7

○

△

△
○

△
△

○： 停止 用制御棒○△

原子炉トリップしゃ断器

電源装置
ＧＭ

Ｇ

Ｍ

△： 制御用制御 棒

添付資料−１ABCDEFGHIJKLM

添付資料―２

伊方発電所２号機
制御棒駆動軸制御棒駆動機構図
案内管
バネ上げ磁極上げコイル

可動つかみ磁極

可動つかみコイル

可動つかみラッチ

可動つかみプランジャー
可動つかみラッチリンク

固定つかみ磁極
固定つかみコイル

固定つかみラッチ支持管
固定つかみプランジャー
コイルハウジング
固定つかみラッチリンク

固定つかみラッチ

ラッチハウ ジング

・

制御棒ステップ数：２２８・ 制御棒長さ：約４ｍ

添付資料−３

制御棒位置指示装置の調査結果

制御棒ｸﾗｽﾀ

換算値(STEP)

制御棒位置指示計

２次ｺｲﾙ(V)ﾀｯﾌﾟ電圧(V)

ｶｰﾄﾞ出力(V)

①

①

②

C-7
G-3

13.82
14.16

4.89
5.38

2.805
3.139

187
209

187
209

G-11
K-7

14.01
14.11

5.30
5.33

3.129
3.138

209
209

208
209

[中央制御室] (STEP)③

伊方発電所２ 号機制御棒位置指示装置概略系統図

中央制御室②①制御棒位置検出器③

制御棒位置指示装置（ 信号処理回路 ）

制御棒
位置指示計

制御棒駆動装置制御盤

制御棒
ステップカウンタ

制御棒駆動装置

原子炉容器

制御棒
制御棒操作スイッチ

燃料制御バンクＤの動作確認要領

228228228228

228

228

228

225
220
215
211

211

211
データ
採取

197

197

5ステップ毎に詳細データ採取

データ
採取

データ
採取

︵ステッ プ再現 152
ステップ

データ
採取

100

100

制御棒動作確認（ 2回繰り返し）

動作確認（8回繰り返し）

データ
採取

100

0
制御棒動作再現確認

駆動状況確認（9 回繰り返し）

電流波形＋ 駆動状況確認（ 1回繰り返し）

添付資料―４

繰り返し再度動作確認 （２セット ）電流波形＋ 駆動状況確認（１０回繰り返し）

添付資料−５（１／２）

クラッド付着のメカニズム
配管等に付着した付着クラッドにはコバルト等放射性物質が多く含まれるため、定検開始時定検時の被ばくを低減するため、脱ガス運転および酸化運転を行い、水溶性クラッドを溶出させるとともに非水溶性クラッドの剥離を促進する。
溶出または剥離させたクラッドは浄化設備により除去する。
（クラッド溶出方法）
ほう酸注入によるｐＨの低下
温度低下による溶解度上昇
酸素注入による溶解度上昇等がある。

クラッドのほとんどは浄化設備により除去されるが、一部制御棒駆動装置の狭い隙間に侵入する。水溶性クラッドは水抜き操作により除去できるが、非水溶性クラッドは制御棒駆動装置に付着する。通常、多量のクラッドが制御棒駆動装置に持ち込まれることはなく、今回は偶発的に混入したものと考えられる。

[水中]
ほう酸注入によるｐＨ低下

制御棒駆動装置
浄化で除去

温度低下による溶解度上昇

剥離クラッド酸素注入による溶解度上昇[金属表面]

付着クラッド
主要配管等（クラッド濃度上昇イメージ）
脱ガス運転

酸化運転

放射能濃度
（クラッド濃度）日時

制御棒駆動軸

案内管
バネ

クラッド付着のメカニズム

上げ磁極
上げコイル

可動つかみ磁極

可動つかみコイル※２
可動つかみラッチ（※１）の部分から、クラッドが制御棒駆動軸への付着等により侵入

可動つかみプランジャー ※３

可動つかみラッチリンク
固定つかみ磁極
固定つかみコイル固定つかみラ ッチ支持管
固定つかみプランジャー
コイ ルハウジング（※２）の可動つかみプランジャ摺動面に付着（※３）の可動つかみプランジャの摺動によりクラッドが剥離し、除去される。

固定つかみラッチリンク

ラッ チハウジング※１

クラッドが進入添付資料−５（２／２）

固定つかみラッチ

参考資料
用語説明

１．クラッド原子炉冷却設備で使用している金属材料には、主成分としてニッケル、鉄、クロムがふくまれており、酸素と反応して金属酸化物を発生する。発生した粒子状の物質を通常「クラッド」と呼んでいる。
２．脱ガス運転
原子炉容器開放のため 、冷却材中に含ま れる水素及び 放射性希ガス濃度を低減する操作を脱ガス運転という。

３．酸化運転定検作業時の放射線被ばくを低減させるため 、放射線源となる１次冷却材系機器（原子炉容器、蒸気発生器、配管等）の内面に蓄積した放射性クラッドを、クラッドの溶解特性を効果的に利用し、溶出させ浄化系統で除去す るための運転を酸化運転という。