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プレスリリース

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浜冈原子力発电所3号機および4号機 低圧タービン動翼取付部のひび等に対する点検結果および原因と対策について

2013年06月21日
蘑菇短视频株式会社

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当社は、浜冈原子力発电所4号機(定格電気出力113.7万kW、第13回定期点検中)の低圧タービンの動翼取付部(車軸側)にひびが発生していることを確認し、3号機(定格電気出力110万kW、第17回定期点検中)の同部位についてもひびの存在を示す検査結果を得ました。

また、4号机の低圧タービン动翼取付部(动翼侧)にひびおよび割れが発生していることを确认しました。3号机の动翼取付部(动翼侧)についても、ひびの存在を示す検査结果を得ました。(详细は、「これまでお知らせした内容」参照)

これまで、ひびおよび割れの存在を确认した低圧タービン动翼取付部(车轴侧および动翼侧)について、それぞれ详细な调査を実施してまいりました。このたび、点検结果および原因?対策をとりまとめましたので、车轴、动翼についてそれぞれお知らせします。

车轴の点検结果および原因と対策について

1 点検結果について

超音波探伤検査(注1)において有意な指示波形を确认した部位について磁粉探伤検査(注2)を実施したところ、低圧タービンの动翼取付部(车轴侧)の一部にひびを确认しました。

ひびの深さを调査するため、ひびが除去できるまで当该箇所を切削しました。その结果を用いて强度评価をおこなった结果、动翼の復旧が困难な箇所があることを确认しました。

サンプルを採取し、顕微镜による表面観察を実施した结果、ひびは金属组织の粒界に沿って発生していることを确认しました。

2 原因について

顕微鏡によるひびの表面観察および低圧タービン動翼取付部(車軸側)の材料、使用環境および発生応力の状況から、ひびは応力腐食割れ(SCC:Stress Corrosion Cracking)によるものと推定しました。

3 対策について

(1) 点検および評価

现状の车轴に対し、次项(2)による復旧を実施した状态において、运転中に応力腐食割れが再発および进展する场合を仮定して、今后の运転が可能か评価をおこないました。その结果、少なくとも约4年(3サイクル)の运転が可能であることを确认しました。

今后、定期的に当该部位の点検をおこない、健全性を评価してまいります。

(2) 復旧方法

ひびが深く、强度上、动翼の復旧が困难な箇所について、以下の方法で復旧します。

【1】はさみ金の设置

动翼取付部(车轴侧)に加わる远心力の影响が少ないはさみ金を动翼に代えて设置します。

【2】圧力プレートの设置

はさみ金の设置が困难な段落については、当该段落の动翼をすべて取り外し、これらと同等の圧力降下を発生させ、同时に流れを整える圧力プレートを设置します。

【3】车轴の取り替え

4号机の低圧タービン(颁)は、はさみ金および圧力プレート设置による復旧が困难であることから、车轴を新たに製作し、取り替えをおこないます。车轴の取り替えにあたっては、动翼取付部(车轴侧)の応力腐食割れの発生を抑制する対策を计画してまいります。

车轴の復旧は、津波対策およびフィルタベント设备等のシビアアクシデント対策の完了目标である2014年度末までに実施する予定です。なお、圧力プレートの设置により运転时の発电机出力が定格の约7%低下するものと评価しております。

4 車軸の取り替えについて

今后、3号机の低圧タービン(础)~(颁)および4号机の低圧タービン(础)、(叠)についても车轴の取り替えを计画してまいります。车轴の取り替えにあたっては、4号机の低圧タービン(C)の车轴も含め、动翼取付部(车轴侧)の応力腐食割れの発生を抑制する対策を计画してまいります。

动翼の点検结果および原因と対策について

1 点検結果について

(1) 3号機について

超音波探伤検査で有意な指示波形を确认した低圧タービンの动翼取付部(动翼侧)について、目视検査および磁粉探伤検査を実施しました。その结果、ひびや割れは确认されず、超音波探伤検査で得られた有意な指示波形は、动翼の机能に影响のない擦り伤を検出したものであることを确认しました。

(2) 4号機について

目视検査、超音波探伤検査および磁粉探伤検査を実施したところ、低圧タービンの动翼取付部(动翼侧)の一部にひびおよび割れを确认しました。ひびおよび割れを确认した部位について顕微镜による表面観察を実施した结果、破面に高サイクル疲労(注3)の特徴を示す细かいすじ模様を确认しました。

また、ひびの一部は、先端部まで錆等が付着しており、新しい金属破面が确认されていないことから、过去に発生したひびが至近に进展していないと推定しました。

2 原因について

高サイクル疲労割れの発生について评価した结果、动翼の固有振动数(振动体を自由に振动させたとき、その振动体が示す固有の振动数)とタービンの回転周波数(1秒间に30回転:30贬锄)の9倍および11倍の周波数が近接していることを确认しました。そのため、共振が発生して振动応力が増大し、高サイクル疲労割れが発生したものと推定しました。

动翼の固有振动数とタービンの回転周波数の整数倍の周波数(以下、「励振周波数」という。)が近い场合、共振が発生する可能性があります。そのため、设计时には动翼の固有振动数について确认をおこないますが、今回确认した8次(タービンの回転周波数の8倍)以上の励振周波数については、过去の运転実绩から影响が少ないものとして确认していませんでした。

ひびが至近に进展していないことを确认した动翼については、过去に共振による振动応力を低减するための构造変更をおこなっています。そのため、构造変更前に高サイクル疲労割れが発生し、构造変更后は进展が止まったものと推定しました。

3 対策について

动翼の取り付けにあたっては、8次以上の励振周波数についても考虑し、高サイクル疲労割れを防止する设计を採用するとともに、ひびおよび割れを确认した动翼全数については新品取り替えをおこない、2014年度末までに復旧する予定です。

また、动翼取り替え后は、动翼の固有振动数を确认し、共振による振动応力の増大の影响を确认してまいります。

(注1)超音波探伤検査
検査対象物に超音波を入射し、対象物の内部を超音波の反射により调査する検査です。动翼を取り付けた状态でも车轴の検査することが可能です。

(注2)磁粉探伤検査
検査対象物に磁界を作用させたときの磁粉模様により、対象物表面(表面近傍の内部を含む)を调査する検査です。

(注3)高サイクル疲労
金属材料に一定以上の力が1万~10万回以上繰り返し加わることにより、ひび割れが発生?进展し损伤に至る现象です。

添付资料

添付资料

以上

添付资料1

(これまでお知らせした内容)

浜岡4号機 第13回定期検査において、低圧タービン第7段~第12段の動翼取付部(車軸側)の一部を代表範囲として超音波探傷検査をおこなったところ、低圧タービン(C)の高圧タービン側第10段~第12段および発電機側第10段~第12段の動翼取付部に有意な指示波形を確認しました。(2012年8月8日 公表済み摆笔顿贵:299碍叠闭)

その后、浜冈4号机の低圧タービン(础)(叠)についても点検をおこない、低圧タービン(颁)と同様に第10段~第12段に有意な指示波形を确认しました。(2012年9月4日 公表済み摆笔顿贵:203碍叠闭)

指示波形を确认した浜冈4号机の低圧タービン动翼取付部(车轴侧)について、磁粉探伤検査等をおこなうために动翼を取り外したところ、低圧タービン(叠)の発电机侧第12段から取り外した动翼の动翼取付部(动翼侧)の一部に割れおよびひびを确认しました。(2012年11月6日 公表済み摆笔顿贵:194碍叠闭)

浜冈4号机の低圧タービン动翼取付部(车轴侧)で有意な指示波形を确认したことを受け、浜冈3号机第17回定期検査において、低圧タービン第7段~第12段の动翼取付部(车轴侧)全周について超音波探伤検査をおこなったところ、低圧タービン(颁)の高圧タービン侧第12段および発电机侧第12段の动翼取付部(车轴侧)に有意な指示波形を确认しました。(2012年11月28日 公表済み摆笔顿贵:265碍叠闭)

その后、浜冈3号机の低圧タービン(颁)の第7段~第12段の动翼取付部(动翼侧)全周について超音波探伤検査をおこなったところ、低圧タービン(颁)の発电机侧第12段の动翼取付部(动翼侧)に有意な指示波形を确认しました。(2012年12月5日 公表済み摆笔顿贵:217碍叠闭)

浜冈4号机の低圧タービン(础)~(颁)の発电机侧第12段の动翼取付部(车轴侧)の磁粉探伤検査を実施した结果、超音波探伤検査で指示波形を确认した部位とおおむね同一の部位にひびを确认しました。

また、低圧タービン(础)~(颁)の発电机侧第12段の动翼取付部(动翼侧)の目视検査および磁粉探伤検査を実施した结果、计450本の动翼のうち、9本に割れを确认し、92本にひびを确认しました。(2012年12月5日 公表済み摆笔顿贵:258碍叠闭)

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