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むすぶ、ひらく。中部電力グループ

过去の「事故?故障など」に関连する情报

2006年6月に発生した浜冈5号机低圧タービン羽根损伤の原因と対策

去る6月15日に発生しました、浜冈5号机の低圧タービン损伤トラブルにつきましては、皆さまにご心配をお掛けしております。
これまで原因の调査および対策の検讨を実施してまいりましたが、その结果がまとまりましたのでお知らせいたします。なお、この结果については、10月27日、国に报告しており、11月6日に国から当社の原因の推定および対策の方向性について妥当であるとの评価が示されております。
(この内容は2006年11月6日の状况をもとに作成しています。)

トラブルの概要

浜冈5号机は、2006年6月15日午前8时39分、タービンが自动停止するとともに、原子炉が自动停止しました。このトラブルによる放射能の影响はありませんでした。

  • その后、低圧タービンのカバーを外したところ、低圧タービン(叠)の羽根1本が脱落し、タービン下部に落下していることを确认しました。(図1)
  • 脱落した羽根は、羽根の根元取付け部(フォーク部)で折れ、羽根とタービン轴とを固定するためのフォークピンも一部が折れていました。(図2)
図1、羽根1本が脱落した羽根車とカバーを外した低圧タービン(B)の写真。図2、羽根取り付け概要図。【図解】浜岡5号機系統概要図。改良型沸騰水型軽水炉(ABWR)、定格電気出力138万キロワット、2005年1月営業運転開始。原子力発電所では、原子燃料の核分裂による熱で蒸気をつくり、その力でタービンをまわして発電しています。蒸気は海水で冷やされて水に戻り、繰り返し使われます。

点検?调査の结果

低圧タービンの点検结果

低圧タービン(础)(叠)(颁)のいずれにおいても、第12段の「羽根のフォーク部」および「タービン轴の羽根取付け部」の一部にひび割れ、折损が确认されました。

他の段の羽根については、异状は认められませんでした。

【図解】低圧タービン(A)、(B)、(C)のひび割れ、損傷を確認した箇所。

破面の観察结果

损伤した羽根のフォーク部の破面を详しく観察した结果、高サイクル疲労特有の模様を确认しました。

  • 高サイクル疲労とは

金属材料に一定以上の力が繰り返して加わることにより、ひび割れが発生?进展し破损に至る现象です。

フォーク部拡大図。羽根フォーク部破面には、ビーチマーク(高サイクル疲労特有の模様で、砂浜に残る波跡に似ているためビーチマークと呼ばれています。これからひび割れ進展の様子などを知ることができます。)がありました。

点検?调査のまとめ

今回の事象は5号机低圧タービン第12段の羽根特有の事象と推定しました。

原因调査の结果

详细な调査の结果、高サイクル疲労によるひび割れが起きた原因は、5号机の试运転中に「ランダム振动(注1)」および「フラッシュバック振动(注2)」が同时に発生し、それぞれの振动による力が重なり合ったことによるものと推定しました。その后の试运転などでひび割れが徐々に进展しました。

(注1)ランダム振动とは

低出力时などにタービン内の蒸気の流れの乱れによって発生する不规则な振动

蒸気の流れのイメージ図。低出力時などは、第12段にも大きな渦流が見られます。100%出力時には、蒸気の流れに乱れはありません。

(注2)フラッシュバック振动とは

试験时など急停止时にタービン内に蒸気が高速で逆流することによって発生する振动

フラッシュバックのメカニズム。(負荷しゃ断試験時)(1)蒸気量が減少または蒸気がしゃ断、(2)タービン内の圧力が低下、(3)給水加熱器の圧力が低下、(4)給水加熱器内で減圧沸騰が発生、(5)蒸気が高速で逆流。

当时の知见では第12段までランダム振动の影响が及ぶことが认识されていなかったため、フラッシュバック振动との重なり合いを想定できず、设计段阶での検証が十分ではありませんでした。

点検?调査のまとめ

5号机低圧タービン製作段阶における设计上の问题であり、1~4号机で同様の事象が発生することはありません。

今后の対策

(础)设备面の対策

次の2つの対策を适切に组み合わせて実施することとします。

【対策1 第12段羽根の新规设计?製作】

第12段の羽根をランダム振动およびフラッシュバック振动を考虑して设计?製作したものに取り替えます。
また、タービン轴の羽根取付け部にひび割れがあるため、これについても新たに製作します。

【対策2 圧力プレートを设置して运転】

第12段の羽根を全て取り外し、代わりに「圧力プレート」を设置して运転します。(下図参照)

対策1には、検証试験などを含め相当な期间が见込まれるため、新しい羽根の设计?製作ができるまでの间は、対策2により运転することとします。

(叠)设计管理面の対策

今后は、タービンの大型化の开発において、知见の适用范囲を十分精査し、试験?解析などにより确実に设计検証を行っていきます。

圧力プレートを设置した运転について

  • 圧力プレートは、回転しないプレート(円盘)で、取り外した羽根があった时と同じように圧力を下げ、蒸気の流れを整える役割を果たします。
【図解】圧力プレートの設置。第12段の全ての動翼?静翼を取り外し、第12段静翼の位置に圧力プレートを設置します。
  • 原子炉は通常どおり运転しますので、原子炉の安全性に影响はありません。
  • 圧力プレート设置による低圧タービンの他の段への影响はありません。
  • 圧力プレートの设置により、タービンの効率が低下するため、电気出力が约8%低下します。(注3)
  • 圧力プレートは火力発电所や原子力発电所の低圧タービンで使用実绩があります。
  • 今后、国による工事计画の审査?使用前検査を受けてまいります。

(注3)海水へ放出される热がわずかに増加しますが、温排水による环境への影响は建设前の评価结果と変わりません。

トラブルの総评

当社では、今回のトラブルを教训として、设计管理の改善を図るなど、再発防止に努めてまいります。
浜冈5号机は、地球温暖化问题にも対応しながら、安定した电気をお届けするための重要な电源のひとつです。
今后、国の审査や検査を受けるとともに、节目节目でその対応状况などについて、お知らせしてまいります。

今后とも安全を最优先に原子力発电に取り组んでまいります。

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