設備小委 43-2 5 号機スプリングハンガーおよびコンスタントハンガーの指示値に関する質問回答について 平成 22 年 8 月 11 日
スプリングハンガーおよびコンスタントハンガーについて スプリングハンガーおよびコンスタントハンガーは 配管を上部支持構造物より吊ることで 配管の重量を支持することを目的として設置されている 地震荷重は受け持たず 自重のみを支持するものであり 熱による配管変位を拘束しない構造となっている スプリングハンガー 配管の変位を吸収するため コイルばねを用いた構造となっており 配管の変位量が比較的小さい箇所に用いる コンスタントハンガー 配管の変位を吸収するため コイルばねとリンク機構等を用い 支持荷重を一定に保つ構造であり 配管の変位量が比較的大きい箇所に用いる スプリングハンガー設置状況 コンスタントハンガー設置状況 1
質問 1 に対する回答 質問 1 ハンガーの指示は何のためにあるのか また指示の位置の過去の記録を知りたい 運転状態 ( ホット :H) と停止状態 ( コールド :C) の位置を示す目安 余裕 回答 1 ハンガーが問題なく伸縮する実可動範囲に余裕を考慮したものを有効可動範囲としている ハンガー指示により 熱移動量を考慮しても ハンガー位置が有効可動範囲内にあることを確認する H と C の表示は 運転状態 ( ホット :H) と停止状態 ( コールド :C) における位置の目安であり ハンガー位置が H と C の表示位置から外れていても 有効可動範囲内にあればハンガー機能に問題はないことから 有効可動範囲内に収まるよう管理している 原子炉冷却材再循環系 ( 以下 PLR ) および主蒸気系 ( 以下 MS ) 配管を例に 地震前後の指示値を示す (P3 4 参照 ) 有効可動範囲 C 位置からのずれを確認 実可動範囲 2
質問 1 に対する回答 PLR 配管におけるハンガー指示値の記録 原子炉圧力容器 300A No. サポート No. [C] 設計値 [mm] 測定値 [C] [mm] [H] 有効可動範囲 地震前 地震後 3 H19.2 H19.6 H20.8~9 600A 2 3 4 SH-CUW-2 A:15 A:20 A:17 A:20 1 12 14 30 B:15 B:20 B:17 B:20 2 SH-PLR-25 14 8 30 10 15 17 13 3 SH-PLR-47 17 9 30 17 16 17 17 150A 1 約 10000 5 8 9 11 10 400A 6 7 350A 600A 4 SH-PLR-45 22 11 30 17 22 23 17 SH-PLR-27 A:35 A:30 A:32 A:33 5 31 63 85 B:32 B:30 B:32 B:33 SH-PLR-42 A:30 A:36 A:37 A:37 6 32 61 85 B:35 B:36 B:37 B:37 7 SH-PLR-50-1 4 20 30 6 10 5 4 8 CH-PLR-35 1 5.0 6.4 10 5.3 5.9 5.4 5.0 配管余裕度最小点 原子炉冷却材再循環系ポンプ (B) 約 8300 支持構造物余裕度最小点 9 CH-PLR-36 2 5.0 6.7 10 5.0 4.9 5.6 5.5 10 CH-PLR-37 1 5.0 6.9 10 5.0 4.8 5.6 5.5 11 CH-PLR-38 1 5.0 6.4 10 5.0 5.9 5.3 5.0 1 指示値の単位は目盛り (1 目盛りは14mm) 2 指示値の単位は目盛り (1 目盛りは16mm) 3 測定時期は以下のとおり 1 : 第 5 回定検 (H8.9) 5 9~11: 第 2 回定検 (H4.9) 2 7 8: 第 8 回定検 (H12.8) 6: 第 4 回定検 (H7.5) 3 4 : 第 6 回定検 (H10.1) 3
質問 1 に対する回答 MS 配管におけるハンガー指示値の記録 原子炉圧力容器 1 主蒸気逃がし安全弁 拡大 650A 約 7600 2 3 配管余裕度最小点 支持構造物余裕度最小点 主蒸気隔離弁 約 7800 No. サポート No. [C] 設計値 [mm] 測定値 [C] [mm] [H] 有効可動範囲 1 SH-MS-93 96 50 120 第 5 回定検 (H8.9) 地震前 第 8 回定検 (H12.9) 地震後 H20.8 A:93 - A:95 約 12300 B:96 - B:90 2 SH-MS-97 89 54 120 84-85 - A:53 A:55 3 SH-MS-101 55 25 120 - B:60 B:60 4
質問 2 に対する回答 質問 2 地震後の点検で 指示の位置の異常が見られたハンガーすべてについて ハンガーの種類と機番 指示している配管の名称と指示位置 指示の外れの程度などを 一括明らかにされたい 回答 2 ハンガーの指示値は 熱による移動量を考慮しても 有効可動範囲内に収まれば ハンガー機能に問題はない そのため 運転状態および停止状態において有効可動範囲に収まらないものを抽出した結果 以下のとおりとなった ( 設置位置については次頁以降を参照 ) スプリングハンガー :5 本 ( 全 337 本 ) コンスタントハンガー :0 本 ( 全 10 本 ) 0 15 30 [H]:8.7 [C]-[H]:7.6 [C]:16.3 設計値 運転状態における指示値 :-0.6 0 測定値 :7 SH-ES-980 の例 15 30 有効可動範囲に収まらない [C]-[H]:7.6 測定値 配管 No. 1 サポート No. 1 設計値 [C] [H] [C]-[H] 有効可動範囲実可動範囲 2 測定値 [C] [mm] 運転状態における指示値 [mm] ES-107 SH-ES-980 16.3 8.7 7.6 0~30-6.25~30 7-0.6 ES-110 SH-ES-795 10.5 4.1 6.4 0~30-6.25~30 6-0.4 HPSW-1 SH-HPSW-1201-2 8 7.5 0.5 0~30-6.25~30 0-0.5 TSW-30 SH-TSW-1229 18.2 17.5 0.7 0~30-6.25~30-3 - TSW-17 SH-TSW-1221 8.5 8.2 0.3 0~30-6.25~30-3 - 1 ES: 抽気系 HPSW: 高圧炉心スプレイディーゼル補機冷却海水系 TSW: タービン補機冷却海水系 SH: スプリングハンガー 2 ハンガーが問題なく伸縮する範囲 ( 有効可動範囲は実可動範囲に余裕 ( マイナス側に6.25mm) を考慮して設定している ) 3 指示値が0 以下であることを確認した 5
質問 2 に対する回答 ハンガーの設置位置 (1/5):SH-ES-980 クロスアラウンド安全弁 低圧タービン (A) 約 9800 SH-ES-980 900A A 点 : 組合せ中間弁 A 点 : 組合せ中間弁湿分分離器 (A) 1050A 600A 主復水器 (A) 6
質問 2 に対する回答 ハンガーの設置位置 (2/5): SH-ES-795 1050A クロスアラウンド安全弁 SH-ES-795 600A 約 9800 組合せ中間弁 900A 約 3700 7
質問 2 に対する回答 ハンガーの設置位置 (3/5): SH-HPSW-1201-2 約 9600 高圧炉心スプレイディーゼル補機冷却海水系海水ストレーナ 250A 約 2100 SH-HPSW-1201-2 高圧炉心スプレイディーゼル補機冷却海水ポンプ 8
質問 2 に対する回答 ハンガーの設置位置 (4/5): SH-TSW-1229 約 6000 600A タービン補機冷却海水ポンプ (A) SH-TSW-1229 約 4100 タービン補機冷却海水系海水ストレーナ (A) 9
質問 2 に対する回答 ハンガーの設置位置 (5/5): SH-TSW-1221 約 18000 250A 200A SH-TSW-1221 タービン補機冷却海水系海水ストレーナ (C) 200A タービン補機冷却海水系海水ストレーナ (B) タービン補機冷却海水 ポンプ吐出ヘッダー 約 4700 タービン補機冷却海水系海水ストレーナ (A) 200A 10
質問 2 に対する回答 回答 2 運転状態において有効可動範囲に収まらないハンガーについては 抽気系および高圧炉心スプレイディーゼル補機冷却海水系のハンガーについては 実可動範囲に収まることを確認している タービン補機冷却海水系のハンガーについては 実可動範囲に収まらない可能性があるが 設備点検により ハンガーおよび配管に変形等の損傷がないことを確認している なお タービン補機冷却海水系配管は 安全上重要な設備ではない ( 耐震重要度 C クラス設備 ) 11
質問 3 4 に対する回答 質問 3 他号機はどうだったか 記録はあるか 質問 4 もし他号機で同種の現象がみられなかったとすれば それはなぜか 回答 3 4 先行号機においても 有効可動範囲に収まらないスプリングハンガーは確認されている また コンスタントハンガーについては確認されていない 有効可動範囲に収まらないハンガーの数 5 号機 1 号機 6 号機 7 号機 5/347 0/578 4/239 1/294 12
質問 5 6 に対する回答 質問 5 定期検査中だった 5 号機のハンガーの指示が外れた理由は何か 質問 6 配管の塑性変形は起きていないか 回答 5 6 ハンガーの指示値が変位する要因としては 以下の影響が考えられる a. プラント運転等に伴う配管への熱負荷の繰り返しの影響 b. フランジ接続の弁等の分解点検 ( フランジ部の開放 ) 等による 配管の荷重バランスの変化の影響 c. 地震による影響 地震応答解析の結果 余裕度 ( 評価基準値 / 算出応力 ) が最も小さい結果となった PLR 配管周辺のハンガーに対し 地震前後の指示値を比較した結果 (P.3 参照 ) 指示値の変位は地震前から確認されていること 地震前後において 指示値の変位に顕著な差異がないこと を確認した 13
質問 5 6 に対する回答 回答 5 6 中越沖地震後の設備健全性評価において 設備点検および地震応答解析からなる総合評価を実施し ハンガー設置配管の健全性を確認している 以上から ハンガーの指示値が変位する原因は 地震の影響による配管の塑性変形ではなく 主に a. および b. によるものであると考える 14
質問 7 に対する回答 質問 7 上記 5 6 は解析によって裏付けられているか 回答 7 P7 8 に示したとおり 5 ハンガー指示値の変位の原因および 6 塑性変形の有無の評価にあたっては 地震応答解析を踏まえた評価を実施している 3 mm 4 mm 5.6 mm 4.2 mm 1.6 mm 1.4 mm 0 mm 6 mm また ハンガーは配管変位を拘束しないよう 配管変位に追従して伸縮するものであるが 参考解析として 前述の PLR 配管を対象に 地震前後の点検結果から得られたハンガー指示値の変位 (P.3 参照 ) を 強制変位と仮定して各ハンガー据付位置にそれぞれ入力し 解析を行った結果 最大ひずみは 0.00089 と算出され 弾性ひずみの範囲内であることを確認した 1 mm 0 mm 1 mm 最大ひずみ発生箇所 図 : 参考解析において入力した強制変位量 15
質問 8 に対する回答 質問 8 関係する国の委員会でも説明したか 回答 8 7 号機のスプリングハンガーに確認された同事象について 第 13 回設備健全性評価サブワーキンググループ (2008 年 8 月 27 日 ) にて報告している ( 添付資料 -1 参照 ) 16
添付資料 添付資料 -1 第 13 回設備健全性評価サブワーキンググループ (2008 年 8 月 27 日 ) における 資料 2 補足説明資料 の抜粋 17
添付資料 -1 18
不適合事象の事例紹介 スプリングハンガーのインジケータ指示値が設計値と相違 ( 給水系配管 ) 事象 : スプリングハンガーのインディケータ指示値が設計値と相違していることを確認 評価 : インディケータ指示値の変化は通常運転中にも見られること, 構成部品に曲がり 損傷は認められず, ターンバックル, ナットに緩みがないこと, 配管の外観点検でも変形が認められないこと, 当該配管系の地震応答解析の結果も良好であることから, 地震の影響ではないと判断 対策 : 通常の保全対策と同様, スプリングハンガの位置をターンバックルで調整することで対応 ラグ 接続部品 ラグとスプリングハンガの接続部品 インディケータ指示値ターンバックルハンガロッドスプリングハンガ全景 報告書 :P.4-25 19