資料 No.3-1 志賀原子力発電所の耐震安全性について 平成 21 年 3 月北陸電力株式会社 0 0
目次 1. 志賀原子力発電所 2 号機新耐震指針に照らした耐震安全性評価 ( 中間報告の概要 ) 2. 志賀原子力発電所 1 号機耐震裕度向上工事の実施 3. 志賀原子力発電所 1 号機新耐震指針に照らした耐震安全性評価 ( 中間報告の概要 ) 1
1. 志賀原子力発電所 2 号機 新耐震指針に照らした耐震安全性評価 ( 中間報告の概要 ) 2
(1) 耐震安全性評価の流れ 1 最新の調査手法による地質調査の実施 2 最新の知見を反映した活断層の評価 3 最新の評価手法による基準地震動 Ss Ssの策定 能登半島地震や新潟県中越沖地震で得られた知見の反映 4 策定した Ss Ssに基づく施設等の耐震安全性評価 3
(2) 地質調査 新しい調査手法を導入し 詳細な地質調査を実施 既存データに加え 新耐震指針 や 活断層等に関する安全審査の手引き を踏まえ 変動地形学的調査 地表地質調査 地球物理学的調査等を適切に組み合わせて調査を実施 分類 調査項目 範囲 調査 解析範囲 ( 新指針 ) 変動地形学的調査 空中写真判読航空レーザ計測 1 2 3 1 2 能登半島地震後 2 地表地質調査 地表地質踏査トレンチ 表土剥ぎ調査等 1 2 3 高密度重力探査 1 2 3 他 反射法地震探査地中レーダ探査 主要断層 地球物理学的調査 微動アレー探査 海上音波探査 既存記録再解析 沿岸域等の探査 各種研究機関による探査 敷地近傍 A B 能登半島地震後 C 4
詳細な地質調査 航空レーザ計測 反射法地震探査 高密度重力探査 航空機に搭載したレーザ測距装置等を使用し 地表を三次元で計測 樹木のある場所でも 地表面の座標を計ることが可能 反射法地震探査 地下深部の地質構造を把握 断層の有無や性状を把握 航空レーザ計測から作成した赤色立体地図 ( 例 : 邑知潟南縁断層帯 ) 精密な微地形情報を把握し これを基に変動地形を詳細に分析 高密度重力探査 能登半島は 新第三紀以降の地層が基盤の花崗岩を直接覆っており これらの密度差は大きい 重力探査は このように密度差が大きい能登半島の地下構造を把握するのに適した手法であることから 半径 30km 内の全陸域で実施 5
(3) 新耐震指針に照らした活断層評価 活断層の評価にあたっては 新耐震指針 や 中越沖地震を踏まえ反映すべき事項 の趣旨を踏まえ 活断層長さを長く評価するなど より安全側に評価 陸域 海域 1 眉丈山第 2 断層 2 邑知潟南縁断層帯 3 坪山 - 八野断層 4 酒見断層 5 富来川断層 6 能登島半の浦断層帯 7 能都断層帯 8 牛首断層 9 跡津川断層帯 10 御母衣断層 12 笹波沖断層帯 ( 東部 ) 13 笹波沖断層帯 ( 西部 ) 14 海士岬沖断層帯 15 羽咋沖東撓曲 16 羽咋沖西撓曲 17 前ノ瀬東方断層帯 18 猿山岬北方沖断層 19 珠洲岬沖断層帯 20 富山湾西側海域断層 新耐震指針における評価 断層名 11 糸魚川 - 静岡構造線活断層系 長さ L 19 km 34 km 10 km 9.1 km 3.0 km 10 km 20 km 56 km 69 km 70 km 21 km 22 km 18 km 32 km 23 km 30 km 49 km 69 km 22 km M 7.0 7.4 6.9 1 6.9 1 6.9 1 6.9 1 7.0 7.7 7.9 7.9 M8 1 / 2 2 7.0 7.1 6.9 7.3 7.1 7.3 7.7 7.9 7.1 設置許可申請書記載の断層長さ 12 km 8km( 石動山断層 ) -( 影響小 ) 4.6 km -( 影響小 ) -( 影響小 ) -( 影響小 ) 56 km 60 km 70 km 12 km (F-14) 11 km (F-16) 5.5 km( F-17) 褶曲として図示 褶曲として図示 7.5 km (F-12) 12 km,12.5 km -( 影響小 ) 22 km 敷地周辺の活断層 1) 孤立した短い活断層として評価 2) 地震調査委員会が評価した最大マグニチュードを適用 6
例 1 邑知潟断層帯の評価 志賀原子力発電所 約 34km 邑知潟南縁断層帯 約 10km (1) 石動山断層 古府断層 (2) 野寺断層 (3) 坪山 - 八野断層 従来評価区間新指針に基づく評価区間南東側隆起北西側隆起断層面の傾斜方向 なお 参考として 地震調査委員会による知見 ( 長さ約 44km) に基づく地震動について試算し 基準地震動 Ss を下回ることを確認 邑知潟南縁断層帯 ( 南東側隆起の逆断層 ) (1) 石動山断層 古府断層 (2) 野寺断層 野寺断層北部と石動山断層 古府断層とを一括して南東側隆起の逆断層である邑知潟南縁断層帯 ( 約 34km の区間 ) として評価 両断層の地下のイメージ図 地表 坪山 - 八野断層 ( 断層面は北西方向に傾斜 ) 断層面 地下 断層面 断層面が地下深部で離れていく 邑知潟南縁断層帯 ( 断層面は南東方向に傾斜 ) ずれの向きが逆であり, それぞれの断層面は地下深部で離れていくことから, 別の断層として評価 (3) 坪山 - 八野断層 ( 北西側隆起の逆断層 ) リニアメント 変動地形が判読できる区間 ( 約 10km の区間 ) を北西側隆起の逆断層として評価 7
笹波沖隆起帯 例 2 笹波沖断層帯の評価 笹波沖断層帯 ( 東部 ) 2007 年能登半島地震に関する研究機関による知見を踏まえ 陸域の約 6kmを含む全長約 21kmの区間を2007 年能登半島地震の震源断層として評価 笹波沖断層帯 ( 東部 ) 約 21km 笹波沖断層帯 ( 西部 ) 走向や断層形態等が異なること等により2つの活動区間に区分される可能性があるが 南西方延長で褶曲構造が認められない測線までの約 22kmの区間を耐震設計上考慮する活断層として評価 笹波沖断層帯 ( 西部 ) 約 22km 笹波沖小隆起帯志賀原子力発電所 基準地震動 Ss の策定にあたり 安全評価上 不確かさも考慮し 笹波沖断層帯 ( 全長 )[L=43km,M7.6] を評価 8
(4) 基準地震動 Ssの策定 敷地に最も大きな影響を及ぼす 検討用地震 の選定 1000 ( cm) 2 ) (c m/s (h=0.05) 500 1 1 0 2 000 1 000 5 00 200 100 50 眉丈山第 2 断層笹波沖断層帯 ( 西部 ) 0. 1 笹波沖断層帯 ( 東部 ) 酒見断層 笹波沖断層帯 ( 全長 ) 2 00 1 00 5 0 酒見断層 笹波沖断層帯 ( 西部 ) 笹波沖断層帯 ( 東部 ) 志賀原子力発電所眉丈山第 2 断層 速 20 邑知潟南縁断層帯 度 (cm/s) 10 5 0. 01 糸魚川ー静岡構造線活断層系 邑知潟南縁断層帯 2 断層からの矢印は断層面の傾斜方向を示す 1 糸魚川 - 静岡構造線活断層系 0.5 0.2 0.1 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 周期 ( 秒 ) 全ての考慮すべき活断層を比較検討し 最も影響が大きい 笹波沖断層帯 (( 全長全長 )) による地震 による地震 (( 断層長さ断層長さ43km M7.6) M7.6) を検討用地震に選定 検討用地震に選定 9
140 基準地震動 Ss の策定 応答スペクトルに基づく手法により設定した 基準地震動た 基準地震動 Ss-1 Ss-1 (600 (600ガル )) に加え に加え 断層モデルを用いた手法により 基準地震動震動 Ss-2 Ss-2 及び 及び Ss-3 Ss-3 を設定 を設定 1000 500 200 100 1 (cm) 10 2000 (cm/s 2 ) 1000 基準地震動 Ss-1 ( 最大加速度 600 ガル ) (h=0.05) 500 200 100 加速度 (cm/s 2 ) 加速度 (cm/s 2 ) 新指針に基づく基準地震動 Ssの加速度波形 603-3-600000020600 406080基準地震動 (Ss-1 H ) 600 300 0-300 -600 482 0 20 40 60 80 時間 (s) 基準地震動 (Ss-2 NS : 南北方向 ) 100120160時間 (s) 速 度 (cm/s) 50 20 10 5 2 1 0.1 0.01 参考 基準地震動 S2 ( 最大加速度 490 ガル ) 基準地震動 Ss-2 ( 最大加速度 482 ガル ) 50 基準地震動 Ss-3 ( 最大加速度 509 ガル ) 加速度 (cm/s 2 ) 600 300 509 0-300 -600 0 20 40 60 80 時間 (s) 基準地震動 (Ss-3 EW : 東西方向 ) 0.5 0.2 0.1 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 周期 ( 秒 ) 実線 : 南北方向破線 : 東西方向 10
(5) 施設等の耐震安全性評価 τ ( N/mm 2 ) IW-7 5 IW-7 地下 1 階 1 階地下 2 階 3 階 4 2 階クレーン階 4 階せ(5-1) 安全上重要な建物 構築物の耐震安全性評価 - 原子炉建屋に関する評価 - 耐震安全性評価結果耐震壁のせん断ひずみは 最大で0.43 10-3 (Ss-2 南北方向 クレーン階) であり 評価基準値 (2.0 10-3 ) を超えないことを確認 せ5 階せん断応力度( 南北方向 ) 3 2 1 0 クレーン階地下 2 階地下 1 階 2 階 1 階 3 階 5 階 4 階 OW-8 IW-7 0 0.5 1.0 1.5 2.0 γ ( 10-3 ) せん断ひずみ RCCV IW-1 クレーン階 (EL+47.2m) 5 階 (EL+40.7m) 4 階 (EL+32.5m) 3 階 (EL+27.1m) 2 階 (EL+21.3m) 1 階 (EL+13.8m) 地下 1 階 (EL+7.3m) 地下 2 階 (EL+0.8m) ん断応力度τ ( N/mm 2 ) 5 4 3 2 1 0 0 IW-H 地下 2 階地下 1 階 1 階 2 階 3 階 5 階 4 階 IW-H IW-H IW-H OW-J IW-G 地下 2 階 3 階 5 階地下 1 階 4 階 1 階 2 階 RCCV 0.5 1.0 1.5 2.0 せん断ひずみ ( 10-3 ) ( 東西方向 ) IW-C OW-A クレーン階 (EL+47.2m) 5 階 (EL+40.7m) 4 階 (EL+32.5m) 3 階 (EL+27.1m) 2 階 (EL+21.3m) 1 階 (EL+13.8m) 地下 1 階 (EL+7.3m) 地下 2 階 (EL+0.8m) 11
(5-2) 安全上重要な機器 配管系の耐震安全性評価 評価対象 原子炉を 止める 冷やす 放射性物質を 閉じ込める に係る安全上重要な機能を有する次の主要な設備 原子炉格納容器 残留熱除去系配管 原子炉圧力容器 炉心支持構造物 制御棒 ( 挿入性 ) 主蒸気系配管 止める 1 制御棒 ( 挿入性 ) 2 炉心支持構造物 冷やす 3 残留熱除去ポンプ 4 残留熱除去系配管 閉じ込める 5 原子炉圧力容器 6 主蒸気系配管 7 原子炉格納容器 残留熱除去ポンプ 12
評価結果 発生値は評価基準値を満足しており 耐震安全性は確保されている a. 構造強度評価 設備 炉心支持構造物 残留熱除去ポンプ 残留熱除去系配管 原子炉圧力容器 主蒸気系配管 原子炉格納容器 シュラウドサポート 基礎ボルト 配管 基礎ボルト 配管 b. 動的機能維持評価 設備 制御棒 ( 挿入性 ) 残留熱除去ポンプ 残留熱除去系弁 主蒸気系弁 評価部位 配管貫通部 加速度確認部位 - コラム先端部 弁駆動部 弁駆動部 単位 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 単位 時間 ( 秒 ) 2 加速度 (G) 加速度 (G) 加速度 (G) 発生値 1 87 9 317 187 294 207 発生値 1 1.38( 60% 挿入 ) 1.93(100% 挿入 ) 水平 0.7 鉛直 0.6 水平 5.4 鉛直 0.1 水平 7.7 鉛直 6.8 評価基準値 260 350 364 499 374 258 評価基準値 1.44( 60% 挿入 ) 2.80(100% 挿入 ) 水平 10.0 鉛直 1.0 水平 6.0 鉛直 6.0 水平 10.0 鉛直 12.3 1 発生値は基準地震動 Ss-1 2 3 によるもののうち最も厳しいものを記載 2 確認済相対変位を超えたため 制御棒挿入解析を実施し 制御棒が基準時間以内に挿入できることを確認 判定 判定 13
(5-3) 原子炉建屋基礎地盤の安定性評価及び地震随伴事象 ( 周辺斜面 津波 ) に対する考慮 a. 原子炉建屋の基礎地盤及び周辺斜面の安定性評価 基準地震動 Ss による地震力に対して十分な耐震安全性を有していることを確認した 基礎地盤 周辺斜面 評価値 ( すべり安全率 Fs) 4.1 4.9 想定した最も大きな津波に対しても 原子炉施設の安全性に問題とならないことを確認した 評価基準値 1.5 以上 1.2 以上 b. 津波に対する安全性評価 模式断面図 模式断面図 西 すべり安全率 Fs= 680m 2 1 1 地震により建屋をすべらそうとする力 西 S-7 S-6 タービン建屋 S-1 S-5 原子炉建屋 S-4 東 原子炉建屋 2 地盤がすべりに抵抗する力 地震による揺れ 東 14
原子力安全 保安院審議経緯 日程平成 20 年 3 月 14 日平成 20 年 4 月 14 日 ~ 平成 21 年 1 月 29 日平成 21 年 2 月 3 日平成 20 年 5 月 13 日 ~ 平成 21 年 1 月 21 日平成 21 年 2 月 9 日 平成 20 年 7 月 28 29 日 平成 21 年 2 月 12 日 内容志賀 2 号機中間報告を提出合同 AサブWG ( 合計 15 回 ) 合同 WG 構造 AサブWG ( 合計 13 回 ) 構造 WG 現地調査保安院より中間報告の評価結果を受領 平成 21 年 2 月 18 日原子力安全委員会が見解を決定 15
2. 志賀原子力発電所 1 号機 耐震裕度向上工事の実施 16
工事の目的 志賀原子力発電所は十分な余裕をもって設計しており 従来の設備の耐震安全性は確保されていると考えるが 皆様に一層ご安心いただくため 耐震安全性評価とは別に 自主的に耐震裕度向上工事を実施した 工事の実績 工事対象 配管 電路類のサポート等 追加 補強箇所数 1,681 箇所 工事期間 平成 20 年 7 月 4 日 ~ 平成 21 年 1 月 29 日 17
工事の考え方 対象となる設備の既往評価における余裕 (= 許容値 / 発生値 ) を確認 各設備の余裕をもとに 相対的に余裕の低い設備を選定機器は比較的余裕が大きいため 主に 配管 配管サポート等について検討 選定した設備について 熟練技術者が これまでの実績を踏まえて判断し 補強方法を検討 配管の場合 配管の振れ方を確認し 配管の振れが大きい箇所等にサポートを追加 < 補強のイメージ図 > 配管 1 2 3 追加サポート 4 5 追加サポート 6 7 配管サポートの場合 支持装置の仕様変更 ( 容量アップ ) 補強材を追加 許容値 1 2 3 4 5 6 7 耐震裕度向上工事を実施 18
工事の実施例 ( 配管 ) 補強材の追加 サポート ( 防振器 ) の追加 < 補強前 > < 補強後 > 19
工事の実施例 ( 配管 ) 残留熱除去系配管 主蒸気系配管 主蒸気系配管主蒸気逃がし安全弁排気管 ( 口径 250A) 残留熱除去系配管 ( 口径 100A) サポート ( 架構レストレイント ) の追加 サポート ( 防振器 ) の追加 20
3. 志賀原子力発電所 1 号機 新耐震指針に照らした耐震安全性評価 ( 中間報告の概要 ) 21
中間報告書の内容 地質調査 活断層評価 基準地震動 Ss の策定については 2 号機中間報告において 国より妥当との評価をいただいた 2 号機中間報告と同じ基準地震動 Ss 及び施設の耐震安全性評価手法を用いて 1 号機の主要な施設の耐震安全性を評価した 22
中間報告の対象施設 (1) 原子炉建屋 (2) 原子炉を 止める, 冷やす, 放射性物質を 閉じ込める に係る安全上重要な機能を有する主要な7 設備 (3) 原子炉建屋基礎地盤の安定性評価及び地震随伴事象に対する考慮 原子炉建屋 残留熱除去系配管 原子炉格納容器 原子炉圧力容器 炉心支持構造物 制御棒 ( 挿入性 ) 主蒸気系配管 止める 1 制御棒 ( 挿入性 ) 2 炉心支持構造物 冷やす 3 残留熱除去ポンプ 4 残留熱除去系配管 閉じ込める 5 原子炉圧力容器 6 主蒸気系配管 7 原子炉格納容器 残留熱除去ポンプ 23
せん断応力せん断応力度 評価結果 (1) 原子炉建屋の耐震安全性評価 耐震安全性評価結果 耐震壁のせん断ひずみは 最大で 1.18 10-3 (Ss-1 東西方向 クレーン階 ) であり 評価基準値 (2.0 10-3 ) を超えないことを確認 τ ( N/mm 2 ) 5 4 3 SW SW 地下 1 階地下 2 階 1 階 2 階 3 階 τ ( N/mm 2 ) 5 4 3 IW-B IW-B 地下 2 階地下 1 階 1 階 4 階 3 階 2 階クレーン階 2 1 地下 1 階 1 階 3 階地下 2 階 2 階 SW 2 1 クレーン階 4 階 3 階 2 階 1 階地下 2 階地下 1 階 IW-B 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 γ ( 10-3 ) 0 度せん断ひずみせん断ひずみ 0 0.50 1.00 1.50 2.00 γ ( 10-3 ) ( 南北方向 ) ( 東西方向 ) 24
(2) 安全上重要な機器 配管系の耐震安全性評価 発生値は評価基準値を満足しており 耐震安全性は確保されている a. 構造強度評価 設備 炉心支持構造物 残留熱除去ポンプ 残留熱除去系配管 原子炉圧力容器 主蒸気系配管 原子炉格納容器 b. 動的機能維持評価 設備 制御棒 ( 挿入性 ) 残留熱除去ポンプ 残留熱除去系弁 主蒸気系弁 シュラウドサポート 基礎ボルト 配管 基礎ボルト 配管 評価部位 ドライウェル基部 加速度確認部位 燃料集合体 コラム先端部 弁駆動部 弁駆動部 単位 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) 応力 (N/mm 2 ) - 単位 相対変位 (mm) 加速度 (G) 加速度 (G) 加速度 (G) 発生値 1 124 9 162 181 293 0.3 2 発生値 1 27.0 水平 0.7 鉛直 0.6 水平 5.3 鉛直 1.9 水平 6.4 鉛直 0.2 評価基準値 246 350 363 237 374 1 評価基準値 40 水平 10.0 鉛直 1.0 水平 6.0 鉛直 6.0 水平 9.6 鉛直 6.1 判定 判定 1 発生値は基準地震動 Ss-1 2 3 によるもののうち最も厳しいものを記載 2 座屈評価であり 許容値を 1 とした場合の比率 25
(3) 原子炉建屋基礎地盤の安定性評価及び地震随伴事象 ( 周辺斜面 津波 ) に対する考慮 a. 原子炉建屋の基礎地盤及び周辺斜面の安定性評価 基準地震動 Ss による地震力に対して十分な耐震安全性を有していることを確認した 基礎地盤 周辺斜面 評価値 ( すべり安全率 Fs) 4.0 5.8 評価基準値 1.5 以上 1.2 以上 b. 津波に対する安全性評価 模式断面図 西 すべり安全率 Fs= 1 地震により建屋をすべらそうとする力 西 S-7 S-6 タービン建屋 S-2 S-1 680m 原子炉建屋 2 1 2 地盤がすべりに抵抗する力 東 原子炉建屋 地震による揺れ 東 想定した最も大きな津波に対しても 原子炉施設の安全性に問題とならないことを確認した 模式断面図 26