浜岡原子力発電所における火災防護対策への取り組み

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ありあしげい
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1 1 浜岡原子力発電所における火災防護対策への取り組み中部電力 ( 株 ) 原子力部運営 G 奈良間雄

2 1. はじめに新基準規制として原子力発電所の火災防護 ( 内部火災 ) 審査基準が昨年 6 月に原子力規制委員会のもとに制定された原子炉施設は火災によりその安全性が脅かされることがないように適切な火災防護対策を施しておく必要がある新基準では火災の発生防止対策を示すとともに火災の感知及び消火並びに火災の影響軽減対策を取り入れているここでは新基準を踏まえ浜岡原子力発電所において取り組んでいる火災防護対策の特徴について紹介する審査基準の基本事項と 3 方策の概要は図 -1 の通り 2

3 図 -1 基本事項と 3 方策の概要 2. 基本事項 (1) 火災防護対象機器の選定火災区域区画の設定 (2) 火災防護計画の策定火災の発生防止 2.2 火災の感知及び消火 2.3 火災の影響軽減概要原子炉施設は火災の発生を防止するため以下の各号に掲げる火災防護対策を講じた設計であること火災発生防止対策 (1)~(6) 不燃性又は難燃性材料の使用 (1)~(6) 主な基準 (3) 難燃性ケーブルを使用すること延焼性及び自己消火性の実証試験に合格していること自然現象による火災発生防止 (1),(2) 概要安全機能を有する構築物系統及び機器に対する影響を限定し早期の火災感知及び消火を行える設計とすること火災の感知及び消火 (1) 火災感知設備 (2) 消火設備主な基準火災の感知及び消火 (1) 火災感知設備対象機器の設置状況を踏まえた異なる種類の感知器の組み合わせ (2) 消火設備安全機能を有する機器が設置されている火災区画で煙の充満等により消火活動が困難な処への遠隔操作可能な固定式消火設備あるいは自動消火設備の設置自然現象からの防護対策消火設備の損壊等対策概要安全機能を有する構築物系統及び機器の重要度に応じ火災の影響軽減のたえの対策を講じた設計とすること火災の影響軽減のための対策 (1)~(6) 主な基準 (2) 安全上重要な SSC の系統分離 3 時間耐火のバリア 6m 離隔 + 火災感知自動消火 1 時間耐火のバリア + 火災感知自動消火のいずれか一つの方法で分離すること中央制御室における火災感知 + 運転員による手動消火火災影響評価火災による影響を考慮し多重化されたそれぞれの系統が同時に機能を失うことなく原子炉を高温停止及び低温停止できる設計であることまた火災影響評価により確認すること

4 2. 新基準を踏まえた火災防護対策について既往の火災防護対策に対して新基準規制では主に以下の 4 項目が新たに加わったこの 4 項目に対する浜岡原子力発電所での対応を紹介する (1) 火災を早期に感知できるよう固有の信号を発する異なる種類の感知器又は同等の機能を有する機器を組み合わせて設置すること (2) 難燃性ケーブルの条件として新たに自己消火性の実証試験である UL 垂直燃焼試験に合格していること (3) 火災時に煙の充満放射線の影響等により消火活動が困難なところには自動消火設備又は手動操作による固定式消火装置を設置すること (4) 原子炉施設のいかなる火災に対しても原子炉の高温停止及び低温停止を達成するための安全機能を確保するために系統分離を行う系統分離の手法は 3 つの方法から選択 4

5 浜岡での対応 5 (1) 火災を早期に感知できるよう固有の信号を発する異なる種類の感知器又は同等の機能を有する機器を組み合わせて設置すること可燃物であるケーブル潤滑油電気盤などの火災態様は煙が発生し炎が発生する一般的に早期感知の順番は煙炎熱感知器である既設では消防に準拠し感知器 ( 主に煙感知器 ) を設置している既に設置している感知器とは別に新たに固有の信号を発する異なる種類の感知器として煙炎熱感知器などを 2 種類設置する新たに設置する感知器は個々の空間環境及び可燃物の設置状況及び可燃物の燃焼態様を考慮し最も適した種類を選択するまたこれら感知に係る信号は新たに中央制御室に設置する専用の監視盤で受信し表示する

6 浜岡での対応 6 ２難燃性ケーブルの条件として新たに自己消火性の実証試験である UL 垂直燃焼試験に合格していること新規制基準では自己消火性の実証試験である UL 垂直燃焼試験を実施し合格していることが要求されているため当該試験を実施し合格していることを確認する加熱するバーナー出力がケーブルサイズによらず一定の０５kW

難燃性ケーブルの条件現状 7 従前では IEEE383(1974 版 ) の垂直トレイ試験のみを実施していたこの試験は米国電気学会により開発された試験方法 (IEEE383 STD. 1974-2.

7 難燃性ケーブルの条件現状 7 従前では IEEE383(1974 版 ) の垂直トレイ試験のみを実施していたこの試験は米国電気学会により開発された試験方法 (IEEE383 STD ) であり最も世界的に認知されたケーブル燃焼試験である日本国内においても JIS C 3521 として規格化されており通信ケーブル耐火耐熱電線等の難燃性評価に用いられている試験は規定本数のケーブルをはしご状の垂直に設置されたトレイに規定の方法で ( 概ねトレイの中央部に試料外径の 1/2 間隔で 150mm 以上となるよう取り付ける ) 布設しトレイ下方より規定のガスバーナーにより 20 分間ケーブルを燃焼させトレイ上方への延焼性を評価するガスバーナー位置から 180cm 上端まで延焼しないことバーナー出力は 20kW である <IEEE383(1974 版 ) の垂直トレイ試験 >

8 浜岡での対応 8 ３火災時に煙の充満放射線の影響等により消火活動が困難なところには自動消火設備又は手動操作による固定式消火装置を設置すること確実に消火を行う為には可燃物の燃焼態様を把握しそれに適した消火剤を選択することが重要となる消火装置の設置が必要と考えている主要設備は ① 油を内包する機器 ② ケーブルトレイケーブル ③ 電気盤でありそれに対する消火装置は以下を計画している

9 消火装置の考え方と方策 9 火が消える原理は４要素のいずれかを取り去れば良いまず燃料となるものが無ければ火は消えてしまう積極的に火を消すためには燃料となるものの供給を断ち又は燃料となるものの除去を行う酸素の供給を絶つには密閉してその供給を絶つ方法もあるが一般的には困難であるしかし完全に密閉しなくても空気中の酸素含有量を１６%以下に低下させれば酸欠空気となって燃焼現象を停めることができるそこで二酸化炭素のようなガスを大量に噴射して酸欠空気の空間を作り出して消火する方法もある新しい化学物質ハロゲン化物等の負触媒効果によって消火をする方法もある但し炎との化学反応により有毒ガスが発生することに留意すべき一般に触媒というのは存在するだけで化学反応を促進させる効果があるが負触媒という物質はその反対で負触媒が反応の場に存在するだけで化学反応燃焼現象の継続を停めてしまう効果を持つこのような消火方法が開発されたため燃焼の要素に継続が付加された水を消火剤として使用するのは水が燃焼に必要な熱を奪うからである水１ccにつき１上昇するには１cal 蒸発気化させるには５３９calの熱を奪う火を消すには水をかけるのが効果的である可燃物の状態液体燃料火災油火災個体燃焼火災ケーブル火災等による火災態様の違い消火剤による電気設備への悪影響なども考慮し効果的な消火装置を選択する

10 火が燃える要素と火が消える要素 10

11 火災区域火災区画に設置する消火装置 11 消火設備消火剤主な消火対象 A) 補機用泡自動消火設備泡消火剤煙充満等による消火活動が困難な火災区域( 区 B) 補機用 IA 泡自動消火設備同上画の油内包機器 ) C) 屋外補機用泡放水銃消火設備同上消火活動が困難な屋外機器系統分離対策が必要な屋外の火災区域 ( 区画 ) D) ケーブルトレイ用泡自動消火設備同上煙充満等による消火活動が困難な火災区域( 区画 ) 系統分離対策が必要な火災区域( 区画 ) E) 電源盤内ガス自動消火設備 HFC-227a( 又は同等品 ) 火災区域 ( 区画 ) の電源盤 F) 制御盤内ガス自動消火設備同上系統分離対策が必要な火災区域 ( 区画 ) G) 二酸化炭素消火設備 CO2 ディーゼル発電機の関連設備ケーブル処理室 H) 消火器粉末 CO2 ハロゲン化物 I) 移動式消火設備 ( 化学消防自動車小型動力ポンプ付水槽車 ) 水泡全火災区域 ( 区画 ) 屋外が中心 J) 水消火設備 ( 消火栓 ) 水全火災区域 ( 区画 )

12 ① 油を内包する機器Ａ補機用泡自動消火設備 12 油を内包する機器として潤滑油を内包する屋内設置の横型縦型ポンプモータ屋外設置の縦型ポンプモータが消火の対象屋内の横型ポンプモータ比較的小さいポンプモータなど油の漏えい拡大防止対策ドレンリムを実施することにより油火災の範囲を限定したうえで個別機器毎にノズルから対象機器に泡消火剤を放出する

13 ① 油を内包する機器Ｂ補機用ＩＡ泡自動消火設備屋内の大型の縦型ポンプモータ比較的小さいポンプモータなどＩＡ泡自動消火設備製品化されている泡自動消火設備 13

14 ＩＡ泡自動消火設備の動作の様子 14 ＩＡ泡自動消火装置は炎感知器赤外線紫外線及びカメラを内蔵しターゲットに向けて最大８ｍ約30秒泡を噴出することができる紫外線は広範囲の炎をキャッチできることから空間の異常を感知しその後赤外線により炎であること炎までの距離を特定しＩＡの上部に設置している可動式ノズルから泡消火剤を放出するターゲット捕捉泡放出後泡放出中

15 ① 油を内包する機器Ｃ屋外補機用泡放水銃消火設備屋外設置の大型縦型ポンプモータ放水銃による泡消火装置 15

16 ② ケーブルトレイＤケーブルトレイ用泡自動消火設備審査基準以前の火災防護対策においても動力ケーブルに対しては過電流火災と他の火源による火災想定をしているケーブルの過電流火災はケーブル導体が過電流により加熱しケーブル内部の絶縁物などが熱分解し可燃性ガスが発生し火災に至るケーブルが全長に亘り燃焼する可能性がるためケーブルトレイ内に泡消火剤を放出し消火するケーブルの過電流燃焼態様と泡消火設備による消火試験の様子をビデオで紹介する 16

17 D) ケーブルトレイ用泡自動消火設備の系統図 17 トレイカバー ( 隔壁等 ) 放出ノズル検知線概略系統図検知線受信機泡消火剤容器加圧用ボンベトレイカバーは 2 種類 (1) 系統分離用の 1 時間耐火性能を有する隔壁 (ISO 標準加熱曲線による試験実施 ) (2) 煙充満用のシリカクロス ( 耐火シート )

難燃性低圧ケーブルの過電流燃焼泡消火試験動画 18 600Vの難燃性低圧ケーブル 100sq に許容電流の約6倍約2000Aの過電流を通電過電流による燃焼態様を把握す

18 難燃性低圧ケーブルの過電流燃焼泡消火試験動画 Vの難燃性低圧ケーブル 100sq に許容電流の約6倍約2000Aの過電流を通電過電流による燃焼態様を把握すると共に泡消火設備の消火性能を確認 6.9kVの難燃性高圧ケーブルに対しても同様な試験を実施済電力中央研究所大電力試験所横須賀地区の所有する過電流試験設備を用いて試験を実施

19 ③ 電気盤Ｅ電源盤内ガス自動消火設備電気盤 M/C,P/C,C/C は列盤で設置されている場合が多いが筐体により一つの独立した空間を有している一部制御ケーブルのダクト貫通部や換気口などの開口部はあるが全体的にしめる面積は小さいこのため容積に対して十分なガス量を放出することで負触媒効果による消火が可能であるガスは電気的に絶縁であり電気事故の心配はないなお電気盤は密閉構造に近いため消火効果を高めるため盤内に放出ノズルを設置し盤内にガスを放出する系統分離のための制御盤に対する消火設備Ｆも同様な方式 19

20 ４原子炉施設のいかなる火災に対しても原子炉の高温停止及び低温停止を達成するための安全機能を確保するために系統分離を行う系統分離の手法として以下の方策を行うこと 20 新規制基準の内容まず火災区域①を設定し次に火災区域の中を細分化する場合は火災区画②を設定する ①の火災区域は３時間以上の耐火性能を有する耐火壁で囲って分離 ②の火災区画は a b c の３つの方法から１つを選択して分離 a,b,cのいずれかの手法で系統分離 a 3時間以上の耐火能力を有する隔壁等で分離 b 水平距離が6m以上で分離火災感知設備自動消火設備 6mの間には可燃物が存在しないこと c 1時間以上の耐火能力を有する隔壁等で分離火災感知設備自動消火設備

21 < 浜岡 4 号機の火災区域火災区画の設定 > イメージ図 21

22 3. 終わりに 22 浜岡 4 号炉の新規制基準における適合性確認審査は審査会合が進められている状況であり本日ご紹介した火災防護 ( 内部火災 ) については本年 1 月 8 日の審査会合において説明を行った今後規制庁での対応を進めるとともに信頼性の高い火災防護対策に取り組んでいく

23 ご清聴ありがとうございました 23

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<4D F736F F D2091E E838D BB95A88FC189CE90DD94F52E646F63> ハロゲン化物消火設備とは, 噴射ヘッド又はノズルからハロゲン化物消火剤を放射し, ハロゲン化物消火剤に含まれるハロゲン元素 ( フッ素, 塩素, 臭素及びヨウ素 ) が有する燃焼反応抑制作用を利用して消火する設備で, 貯蔵容器等, 噴射ヘッド, 起動装置, 音響装置, 配管, 電源 ( 非常電源を含む ), 感知器, 表示灯, 配線, 標識等から構成される 1 設備の概要系統図による設置例については,

浜岡原子力発電所における 火災防護対策への取り組み

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