資料No.2-１

高速増殖原型炉もんじゅ
工事確認試験及び蒸気発生器の健全性確認について

平成19年3月13日
独立行政法人 日本原子力研究開発機構

機能確認試験の概要
機能確認試験の概要
工事確認試験
・改造工事に対する系統としての機能・性能の確認
新たに追加された設備の試験改造設備と改造により影響を受ける設備の試験

主要試験項目⇒86項目

2次冷却系温度計の交換・撤去に関する試験
ナトリウム漏えいに対する改善に関する試験
蒸発器ブローダウン性能の改善に関する試験

プラント確認試験
・系統レベルでの機能・性能の確認
改造設備を除いた停止中・運転中設備の試験・改造設備も含めたプラントレベルでの機能・性能の確認

主要試験項目⇒

約50項目

１次主冷却系循環ポンプ運転試験、制御棒駆動装置運転試験、燃料健全性確認 など
1

｢もんじゅ｣の全体工程｢もんじゅ｣の全体工程
平成１６
年度

1～3

平成１７年度

4～6

平成１９年度

平成１８年度

7～9 10～12 1～3

4～6

7～9 10～12 1～3

4～6

7～9 10～12 1～3

平成２０年度

4～6 7～9準備工事
臨界
照明器具の撤去、仮設電源の設置、床、壁の穴あけ工事、扉・ハッチ改造など

本 体 工 事２次冷却系温度計の交換・撤去工事、ナトリウム漏えいに対する改善工事、蒸発器ブローダウン性能の改善工事

性能試験
工事確認試験

セルモニタ機能試験、2次冷却系ドレン機能試験、窒素ガス注入設備機能試験、蒸発器ブロー動作確認試験 など

プラント確認試験

設 備 点 検 （適宜実施）

１次主冷却系循環ポンプ運転試験、制御棒駆動装置運転試験、燃料健全性確認 など

2

工事確認試験工程
工事確認試験工程
全12月

H18年度
1月～3月

H19年度
4月～6月

7月～9月

改 造 工 事 （本 体 工 事）

体
窒素ガス貯蔵タンク据付工事（屋外）

工工事

確

認

試

プ ラ ン ト確 認 試 験験程
設備点検（適宜実施）

改良型温度計の確認

主セルモニタ機能試験

要２次冷却系関連試験

試
験

１次冷却系関連試験
メンテナンス冷却系関連試験

項
炉外燃料貯蔵設備関連試験

目

窒素ガス注入設備機能試験
総合漏えい監視システム機能試験
蒸発器ブロー動作確認試験
インターロック確認試験
注）状況によって、工程の変更はありえる。

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主な工事確認試験
主な工事確認試験
原子炉建物

改良型温度計の確認○交換した温度計に異常がないことを確認する。

原子炉格納容器

中間熱交換器

１次主循環
ポンプ

配管取付け直前の温度計

原子炉容器

ナトリウム漏えい対策に係る機能確認○漏えいの早期検出、漏えい量の抑制、漏えいによる影響緩和等の機能を確認する。

蒸気発生器
（蒸発器）

総合漏えい監視盤

蒸気発生器
（過熱器）

２次
主循環ポンプ

新設出口放出弁

出口放出弁の元弁蒸発器ブロー動作の確認

新設配管○水漏えい発生時の動作が計画通り進行することを確認する。
蒸発器放出弁追加

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１．2次冷却系温度計に関する試験
１．2次冷却系温度計に関する試験（改良型温度計の確認）

大気

空気冷却器

日本機械学会「配管内円柱構造物の流力振動評価指針」により確認
格納容器

改良型温度計の構造
温度計交換にあたって、材料検査、外観検査、寸法検査、据付検査、耐圧漏えい検査を行い、確実に温度計さやが取付けられていることを確認している。

交換後状態

送風機

蒸発器

過熱器

２次主循環ポンプ
中間熱交換器

温度計配置

ナトリウムを循環させた状態で、温度計に異常がないことを確認する。

凡例：交換する温度計（制御用）（配管内への突出し長さ：110mm）：交換する温度計（監視用）（配管内への突出し長さ： 60mm）：撤去する温度計

5２．ナトリウム漏えい対策に関する試験
２．ナトリウム漏えい対策に関する試験
ナ トリウム漏えい検出器（既設）

セルモニタ
漏えいに伴う煙や熱を感知

継電器盤

換気空調設備
停止信号

漏えい配管を特定

セルモニタ
監視盤

セルモニタ
機能試験

Na緊急ドレン
２次冷却系ドレン配管(多重化、大口径化)

緊急ドレン一括スイッチにより、所定の時間で、ナトリウムがドレンできることを確認。

漏えい箇所の映像

中央計算機

総合漏えい監視システムと組み合わせた、映像表示機能を確認。

漏えい箇所、漏えいの程度等を踏まえ対応を決定

２次冷却系ドレン機能試験

監視カメラ

中央計算機への模擬信号入力により、漏えい情報監視機能を確認。

総合漏えい監視システム（中央制御室）

模擬信号入力により、空調設備自動停止機能を確認。

原子炉手動停止

総合漏えい監視システム
機能試験

総合漏えい監視システム
機能試験

窒素ガス注入窒素ガス注入設備

窒素ガス注入設備
機能試験
窒素注入を行い、所定の時間内に所定の量を注入できることを確認。

【改善策】
事故時の情報の確実かつ速やかな情報収集
ナトリウム漏えい量の抑制
漏えいナトリウムによる影響抑制

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中央計算機より模擬信号を入力し、総合漏えい監視システム側にて正しく受信されることを確認する。

中 央 計 算 機

漏えい情報

①総合漏えい監視システム機能試験

・漏えい検出器・セルモニタプロセス情報・ナトリウム液位など

火災情報
・火災感知器

ITV
制御盤
・監視ｶﾒﾗ映像（空気雰囲気室：180台）

映像

ITV映像の事故時自動切替機能、通常時の表示機能が正常であることを確認する。

中央計算機等より模擬信号を入力し、総合漏えい監視設備にて、漏えい場所・漏えい規模の判定、及び適切な操作ガイドが表示されることを確認する。
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②２次冷却系関連試験のうち、２次冷却系ドレン機能試験◎配管の大口径化とドレンライン(配管）の増設、ドレン操作の簡単化により、所要時間の短縮を図る。
※従来約50分→25分以下◎弁を多重化して確実にドレンできるようにする。

過熱器

蒸発器

循環ポンプ

緊急ドレン一括ス
イッチにより、緊急ドレン操作を行い、所定の時間(25分以下）で、ナトリウムドレンが行えることを確認する。

ﾄﾞﾚﾝﾗｲﾝの増設
中間熱交換器

配管大口径化

オーバフロー母管電動化弁について、遠隔操作を行い、作動状態を確認する。

配管大口径化

配管大口径化

ドレン母管弁の多重化
弁の電動化（他のドレン弁も同様）

オーバフロータンク

ダンプタンクドレン系統の改造に伴い、ナトリウムドレン操作手順を確認する。
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３．蒸発器ブローダウン性能に関する試験
３．蒸発器ブローダウン性能に関する試験
気水分離器

中間熱交換器より放出弁

水・蒸気ブローダウンをより早期に完了するため、蒸発器出口放出弁を2個/ループから3個/ループに増設した。

放出弁
ブロータンク
２次ｱﾙｺﾞﾝｶﾞｽ系

ナトリウム液面計

窒素ガス供給系

蒸気発生器
（過熱器）

蒸気発生器
（蒸発器）

ブロータンク

ブローダウン性能の強化
カバーガス
圧力計

水・蒸気ブローダウンをより早期に完了するため、蒸発器入口放出弁を1個/ループから2個/ループに増設した。

中間熱交換器へ検出機能の強化

連通ライン止め弁

水漏えいを確実に検知するため、カバーガス圧力計を2個/ループから3個/ループに増設し、警報・インターロックの動作条件を2 out of 2から2 out of 3に変更した。

出力運転時において、水漏えい模擬信号により、蒸発器急速ブローが適切に行われることを確認する。
→性能試験時に実施する。
原子炉停止

カバーガス圧力高の模擬信号を入力する。

水漏えい模擬信号を入力し、水漏えい発生時の動作が計画通り進行することを確認する。

水漏えい発生工事確認試験
での確認範囲蒸気発生器隔離・ナトリウム側止め弁閉
・水・蒸気側止め弁閉

カバーガス
圧力計

水・蒸気放出弁開

水漏えい発生時の動作設備が作動することを確認する。

蒸発器急速ブロー

9蒸気発生器の健全性確認について（１/３）
蒸気発生器の健全性確認について（１/３）
蒸気発生器伝熱管の仕様【 50MWSG試験施設の知見 】

蒸発器

過熱器

本数（1基あたり）

140147

外径（mm）

31.831.8

厚さ（mm）

3.8

3.5

21/4Cr-1Mo鋼

SUS321HTB

材料○ 保管状態腐食抑制の観点から、内部に不活性ガスを封入して保管。
・伝熱管内（水側）： 窒素ガス
・胴側（ナトリウム側） ： アルゴンガス

もんじゅと同じ方法で10年以上保管
伝熱管内面は、厚さ20～30μmのスケールが付着しており、ピッチングや割れの異常なし。

○ 保管状態確認
伝熱管内外とも定期的なガスサンプリングにより、空気混入のない状態で維持されていることを継続確認している。

0.35
酸素濃度（vol%）0.300.25

蒸発器・過熱器内窒素ガス中の酸素濃度2次アルゴンガス（Ｃループ）の純度

蒸発器A
蒸発器B

基準値（運転中）15000ppm ＊２

蒸発器C

0.20

過熱器B

0.15

過熱器C

蒸気発生器回り水・蒸気系点検に伴う窒素保管一時解除による上昇

0.10

400
300
置換操作による上昇
200
100

0.050.00
1996年
96/1

＊2 ：ナトリウム中酸素濃度10ppm（保安規定に記載されている管理目標値）に相当す
るアルゴンガス中窒素ガス濃度

3000ppm＊1 ：大洗の試験装置の長期保管の実績に基づいて定めた管理基準

過熱器A

1.5vol％15000

基準値0.3vol% ＊１

窒素ガス濃度（ppm）

0.40

圧力開放板点検等による上昇
Na漏えい事故

0.01vol％

0

1998年
98/1

2000年
00/1

2002年
02/1

2004年
04/1

2006年
06/1

1990年

1994年

1998年

2002年

※：酸素はナトリウムと反応するため、窒素ガス濃度で管理している。

2006年

10蒸気発生器の健全性確認について（２/３）
蒸気発生器の健全性確認について（２/３）
【 渦流探傷試験 】

健全性確認の方法

給水入口

蒸気出口

（着目点と点検項目）
水室の腐食状況
反応生成物
放出ノズル
下降管

ナトリウム入口胴

開放点検にて内面を目視確認○ 伝熱管内に検出用プローブを挿入して伝熱管内外表面の欠陥の有無を確認する試験。
伝熱管肉厚に対して、約10％以上＊3 の減肉欠陥から検出が可能。また、研究開発の一環として開発中の新型のプローブも試験的に使用。

伝熱管

プローブ部

模擬伝熱管によるプローブ挿入状況＊3 ： 伝熱管の公称肉厚3.8mm
プローブ部

伝熱管の腐食状況

ヘリカルコイル形伝熱管（伝熱管材質は低合金鋼（21/4Cr-1Mo鋼））
オーバフローノズル

ナトリウム出口○ 伝熱管の検査
・内面目視確認（ファイバースコープによる状況確認）
・アルゴンガスリーク試験（貫通孔の有無の確認）
・渦流探傷試験（伝熱管の減肉有無の確認）

蒸 発 器※過熱器も同様の確認を実施する。
但し、過熱器の伝熱管材質は低合金鋼よりも高温強度に優れたステンレス鋼（SUS321HTB）。

11

蒸気発生器の健全性確認について（３/３）
蒸気発生器の健全性確認について（３/３）
【 アルゴンガスリーク試験 】○ 蒸気発生器(2次系機器)内アルゴンガスの伝熱管内窒素ガスへの漏れ量を測定することにより、伝熱管に貫通孔がないことを確認する試験。確証試験では、貫通孔径0.01mm（水漏えい率で約0.005g/sの漏れに相当）程度パージガスの漏えいから検出可能。
（窒素ガス）

アルゴンガス
測定用分析計

今回の蒸気発生器開放点検の目的○今年秋に計画している蒸気発生器の健全性確認に先立って、早期に水・蒸気側の内面状態を把握するため、蒸気発生器（A）の開放点検（水室及び伝熱管の内面目視確認）を実施する。
○新に開発整備した渦流探傷試験（ECT）装置について、実物大模擬試験装置を使った各種性能試験により実機適用への見通しを得ており、今回の開放点検に合わせて実機による総合的な性能確認を行う。
実施時期○事前確認：平成19年3月3日から3月末まで○健全性確認：平成19年秋

胴内（伝熱管外側）にアルゴンガスを充填

アルゴンガスリーク試験概念図＊4＊4：伝熱管内に窒素ガスを流し、胴内（伝熱管外側）のアルゴンガスが窒素側に漏れ出てくる量を測定する試験12