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福島第一原発2号機の圧力容器の何処が損傷したのか? [原子力発電所]

福島第一原発から放射性の水が太平洋に流れ出しており、前回の記事で、
その流出源が2号機の圧力容器の下部に損傷が生じ、そこからだと記載しました。
福島原発圧力容器.JPG
 
 
厚さが20cm近い高温耐性に優れた圧力容器の下部のどこが損傷したのかと言う事になります。
炉心の下部には、炉心の核分裂の面積を制御するための制御棒があります。
制御棒駆動機構ハウジングと圧力容器とは、ノズルでつながっています。
圧力容器の下部.JPG
 
その制御棒駆動機構ハウジングは、非常に薄いスタブチューブによって支えられています。
通常運転の内圧ではスタブチューブも破損しないのですが、2号機は空焚きを行なっており、
空焚きによって、この薄いスタブチューブが解け落ちた可能性が高いと考えられます。
 
制御棒.gif
 
空焚状態で発生した高濃度の放射性の水が、この部分から格納容器の損傷部を通って
ピットへ流れ出た可能性が高いと考えられます。
福島第一の6基、福島第二の4基、女川の3基の13基の内、空焚きはこの1基のみです。
今後は、この2号機の放射性の水をどう止めきるかにあると考えます。
 
焚状態は津波によって引き起こされたものであり、地震のみでは問題はなかったはずです。

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福島第一原発の2号機の高放射性ヨウ素の水が流れ出たルート  [原子力発電所]

福島第一原発の1号機の圧力容器内の温度は29日が322℃、30日が270℃です。
322℃は、通常運転温度282℃を超えており、 圧力も高レベルに達している可能性があります。
福島第一の諸元.JPG
 
 
 2号機の圧力容器内の29日の153℃に対して、30日は174℃に上昇しています。
2号機は、震災直後、しばらく、空焚きの状態が続きました。
現在、圧力容器の圧力が上がらない状況と言うことは、どこかに損傷がある可能性もあります。
制御棒を出し入れする部分は原子炉のアキレス腱であり、この部分での損傷の可能性が大です。
なぜ、この部分に破損が起こる可能性が高いか?につては、後日、解説します。
 
2号機のトレンチから、高濃度の放射性ヨウ素も検出されています。
トレンチ.JPG
 
 
2号機で、どうしたルートで、高い放射性の水がタービン建屋に漏れ出たかが大きな問題です。
 
1つ目として、震災直後の炉心の空焚き時に圧力容器内が破損し、水が格納容器に漏れ出し、
格納容器の損傷部からタービン建屋に流れ出た可能性も出てきました。
電源が復旧し、計測できるまでに、
圧力容器の温度・圧力は運転値(282℃、67kg/cm2)をはるかに超えたはずです。

 
2つ目として、原子炉圧力容器内の水が給水配管を逆流して、原子力炉給水ポンプを抜けて、
復水ポンプまで圧力がかかった可能性があります。この可能性もすてきれまん。
 
主蒸気隔離弁.JPG
 
 
いずれにしてましても、 圧力容器に損傷が生じているかどうか?
もし、損傷があったとして、どれだけの損傷か?を見極めていく必要があります。
もし、そうだとしても、震災直後と違い、放射性の水が、今後、大量に流れ出る訳ではありません。 
 
我々日本国民は、今、福島第一で起こっている事の全てを知る権利があります。
その上で、安全か?どうか?の議論をしていただきたいものです。

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福島第一の3号機の一次配管が損傷した原因は? [原子力発電所]

福島第一原発で水漏れが発生し、作業員が被爆しました。
 
原子炉圧力容器からタービンへ蒸気を運ぶ一次配管か、
復水器から原子炉圧力容器へ水を戻す一次配管が、破損した可能性があります。
 
BWRの一次配管.JPG
 
 
 
 
原因としては、次の2つが考えられます。
①地震によって配管が破損した。 ②原子炉圧力容器の圧力が上がり配管が破損した。
 
震災を受けた福島第一の沸騰水型原子炉は、282℃、67kg/cm2で運転されています。
原子炉の冷却が芳しくなく、原子炉内の温度が上がると、下図のように、一気に圧力も上がります。
東京電力は、一度その圧力を発表しましたが、その時は400kg/cm2を超えた値でした。
運転圧力の7倍でした。原発の設計に関わった人間からすれば、背筋が寒くなるような値です。
もし、この値が事実だったとすれば、
原子炉と連通する配管にも内圧がかかり、フランジやバルブから漏れた可能性が高いと考えます。
その後、東京電力は、この最も大切な原子炉内の圧力を報道していません。
 運転圧力.JPG
 
 
いずれにしましても、放射能量から言って、
復水器から放水路と、取水路から復水器の2次配管で破損が起きているのではなく、
1次配管で破損が起きていることに間違いはないと考えます。
 
沸騰水型原子炉の系統図.JPG
 
 
冷却すれば原子炉内の圧力は落ちます。
1次配管に損傷があれば、多少の放射能漏れは今後もあります。
長期戦にはなりますが、沈静化への道はあります。
命と引き換えに、プラントに入っておられる方々には涙が出る思いです。

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福島第ー原発の津波と設計寿命 [原子力発電所]

自衛隊や東京消防庁の任務遂行によって、使用済み燃料貯蔵プールの昇温はおさまりました。
電源が復旧すれば、原子炉内部の冷却も進む可能性が高いと考えます。 
 
 
東日本大震災によって、東京電力の福島第一原発の6基が事故を起こしました。
プラントが津波によって水を被ったことが大きく影響しました。
しかし、下図に示す東北電力の女川原発3基と東京電力の福島第二原発の4基は、
東日本大震災を受けましたが無事停止し、その後、事故を引き起こすことはありませんでした。
原発の地図.JPG
 
 
女川原発の3基や福島第二原発の4基と、福島第一原発の6基とは何が違ったのでしょうか?
女川や福島第ニは、海面から比較的高い位置にあり、津波の影響が少なかったことが主因でしょう。
ほりけんの個人的な見解にはなりますが、なもう1つ考えなければいけないことがあると考えます。
 
 
下表のように、福島第一原発の6基全てが、運転開始以来30年以上を経過していました。
原子力発電所は、毎年、定期検査を行ないます。
福島第一原発は、定検毎に機器の交換を行なうことで、設計寿命30年を超えて運転していました。
中部電力は、浜岡原発のうち、運開から30年以上を経過した浜岡1号と2号を既に閉鎖しています。
福島第一.JPG
 
 
福島第一原発の事故、未だ、予断は許しません。しかし、原発建屋の外と中で自分の命と引き換えに、
日本と世界の安全を確保しようとする方々のご尽力によって、必ずや終息すると確信しています。
その後は、福島第一原因究明、今後の電力供給、エネルギー政策へと話しは進みます。

原因究明の点に関しては、やはり、津波対策が大きくクローズアップすることは間違いありません。
中部電力の浜岡原発の場合も、海面からの位置は高いわけでなく、防波堤の工事が急務でしょう。

そして、もう1つ、原子力発電所のプラントの寿命の問題もクローズアップすると考えます。
福島第一原発に限らず、他の電力会社の老齢化したプラントも、その寿命の見極めが必要となります。

さらに、今回の福島第一原発の事故は、エネルギー関係者に対してだけではなく、
人類全体に対して、エネルギー問題を真剣に考えるべき段階に来ていることの警鈴を鳴らしました。
地球温暖化に対しての切り札とされてきた原子力発電のアキレス健も見えました。
逆に、女川原発と福島第二原発は、千年に1度の地震への耐震設計に対する1つの解をくれました。

国には借金だけが残って行きます。温暖化も含め、地球環境は劣悪な状態になっていきます。
身勝手な我々の世代は、地球が数十億年かかって蓄えてきた化石燃料を使い尽くします。

広島の原爆ドームが、原爆に対する戒めとして、警鈴を鳴らし続けるように、
福島第一は、今後、「我々は、子孫に対し、どのような地球を残すべきか?」を問い続けると思います。

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東日本大震災による福島原発での加速度は設計の範囲内でした [原子力発電所]

東日本大震災時の福島第一原発における最大加速度が発表されました。
東西・南北共に 450gal 程度でした。
 
原子炉圧力容器の重量を6000tonと見積もると、東日本大震災では、
圧力容器には3000ton程度の力が東西・南北方向に作用したことになります。
これは、原子力発電所の耐震設計の範囲内でした。
原子炉に作用した力.JPG
 
 
阪神淡路大震災が起こるまでは、多くの機械や建物の設計加速度は 300gal でした。
阪神淡路大震災では、最大 980gal (重力加速度)の加速度が作用し、建物の大半が倒壊しました。 
 
 
東日本大震災時の福島第一原発での最大加速度は 450gal でした。
 しかし、原子力発電所は、阪神淡路大震災前から 980gal にも絶える設計になっています。
大震災の加速度.JPG
その意味で、東日本大震災は、原発のプラント設計からは極普通の地震だったはずです。


 
自衛隊と東京消防庁によって、使用済み燃料貯蔵プールの冷却は成功裏に行なわれています。
日本を救う、世界を救う仕事だったと敬服します。
 
水を被っていなければ、これしきの地震であれば、プラントの機器は健全なはずです。
電源が復旧しつつあります。プラントの機器や計器に電気が来ます。
その健全な機器によって、原子炉の炉心の冷却も確実に進むと確信しています。

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福島第1原発、なすべきは燃料貯蔵プールへの注水と、電源の確保です。 [原子力発電所]

ほりけん、企業において、燃料電池開発の前には、新型原子炉の耐震を担当していました。
 かつての、同僚が多く福島原発に出向いているはずです。身を削られる思いです。
 
①福島第一原発の3、4号機の使用済み燃料貯蔵プールの注水作業が続いています。
まだ、注水の目立った効果が現れていません。
 
②原子炉の炉心は、圧力容器の中、炉心支持板と上部格子板に支えられています。
津波によって電源が失われた状況で、炉心を冷却すべく、必死の注水が続いています。
原子炉.JPG
 

 

 使用済み燃料プールは、原子炉圧力容器と原子炉格納容器の外側にあります。
そのため、プールの水が蒸発しきると、放射能が発電所外に飛散する可能性があります。
建屋からの白い煙は水蒸気であり、プールの水温は90℃に達している可能性があります。
ただ、水の蒸発熱は540cal/gであり、一気には蒸発しません。焦る必要はありません。
水素爆発によって、3号機の格納容器の上部にある、強度の低い建屋は既に倒壊しています。
プールへの注水が出来れば、放射能は飛散することはありません。注水を急ぐ必要があります。
福島.JPG
 
 
 
 津波で喪失の電源に替わって、送電線から電気が来れば、冷却系や計測系が復旧します。
水素爆発で、建屋の上部は倒壊しましたが、プラントは生きていると信じています。
ただ、津波で多くの機器や計測系がダメージを受けていることは否めません。
 
 福島第1原発1号機はGE、2号機はGEと東芝、3号機は東芝、4号機は日立が製作しました。
プラントの復旧は、東芝と日立とその関連会社の技術者に託されます。
17日現在で、東芝グループが60人、IHIが30人、日立が47人の技術者を現地に派遣しています。
東芝は、グループで700人の支援態勢を組んでいるとの報道がありました。
 原子力プラントメーカー.JPG
 原子力プラント.JPG
 
 
原子炉は停止しています。急ぐ必要はありますが、焦る必要はありません。
なすべきは、①使用済み燃料プールの燃料と、②原子炉圧力容器内の燃料に水を送ることです。
①に対しては、屋外からの注水です。②に対しては、電源の確保です。
 電源喪失で、計測系がダウンした状態であり、温度、圧力なども見えない状態と推測されます。
電源が確保できれば、冷却系が復旧します。計測系も復旧します。
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福島原発の使用済み燃料プールへの注水を急ぐ必要があります [原子力発電所]

東京電力福島第一原発の3、4号機の使用済み燃料に我々は注意を払う必要があります。

 
使用済み燃料は、原子炉圧力容器と原子炉格納容器の外側の大気圧の雰囲気にあります。
そのため、プールの温度が90℃を超えると一気に沸騰が起こり、冷却が難しくなります。
 BWR無題.JPG
         プール温度(3月14日時点)       4号機 : 84℃(ウィーン国際原子力機関)
         プール温度(3月17日13:30現在)  5号機 : 64.5℃
                                 6号機 : 61.0℃
 
 
現在、4号機ではプールの温度が84℃に達しているとの情報です。
事実だとすれば、かなり大変な状態にきています。
下図のように70℃を超えると水蒸気の割合が一気に増えてきます。
水蒸気の割合が増えると、液体の水による冷却が難しくなります。
ただ、1gの水を1℃昇温させるのに1calの熱ですむのですが、
1gの水を蒸発させるには540calの熱が必要であり、蒸発が一気に進むことはありません。
福島原発.JPG
          
 
 
 水が蒸発してプールが高温になれば、使用済み核燃料が溶けて放射性物質が出たり、
水素爆発が起きたりする危険性が出てきます。
 
 
機動隊の高圧放水車が現地に派遣され、3月17日19:35、注水を開始し出しました。

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震度7~8に耐える原子力発電所の安全性が抱えていた盲点 [原子力発電所]

ほりけん、大学に移る前には企業で燃料電池の研究開発を行なってきました。
燃料電池の前には、新型の原子炉圧力容器(福島原発は旧型)の開発に従事してきました。
 
原子炉には 2つのタイプがあります。1つは沸騰水型原子炉(BWR)です。
元々、米国のGE(エジソンの会社)が開発し、東芝と日立が技術導入、現在に至っています。
 
BWRは、東京電力、中部電力、北陸電力が使用しています。福島原発もBWRです。
BWR無題.JPG
原子炉圧力容器は、直径十数m(土俵の直径4.5mの3倍)、高さ50mにも及びます。
厚さが20cmを超える耐熱性に優れた、非常に強度の高い合金で出来ています。
 
原子炉格納容器は、厚さが2mにも及ぶ鉄筋コンクリートで出来ています。
並みの鉄筋ではありません。原爆が落ちても壊れない強度を持っています。
勿論、格納容器外の水素爆発は、蚊がとまったようなものです。
 
福島原発は、原子炉が既に停止している点、原子炉格納容器を備えている点で、
チェルノブイリ原発とは全く違います。今後の課題は、炉心を如何に冷却するかです。
 
 
 
原子炉のもう1つのタイプは、加圧水型原子炉(PWR)です。
元々、米国のウェスチング・ハウスが開発し、三菱重工が技術導入し、現在に至っています。
数年前に、このウェスチング・ハウスの原子力部門を東芝が6000億円で買い取りました。
 
関西電力が使用しています。 
PWR無題.JPG
制御棒を上から制御できること、冷却水の全てを原子炉格納容器に封じ込めることで、
安全面では、PWRの方がBWRよりも優れているのかも知れません。
 
 
日本の原子力発電の安全性は、耐震設計も含め、世界で最も優れており、
福島原子力発電所の今後が世界のエネルギー政策を大きく左右することは自明です。
 
何れにしまして、震度7や8ではびくともしない原子力発電ですが、
津波によって安全系の全てが作動しなかったことに盲点がありました。
原子炉は既に停止しています。かくなる上は炉心の冷却です。
東電には、福島原発の安全を死守しつつ、炉心を冷却して頂きたいものです。

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「東北地方太平洋沖地震」心からお見舞い申し上げます。 [原子力発電所]

「東海四季便り」をご愛読頂いております方々の中に、東北の方が多くいます。
ほりけんが尊敬してやまない先生が東北大学にいます。
准教授や研究補佐員の多くの方々と仕事をご一緒させて頂いています。
現在、その先生方とも連絡がとれない状況です。
 
かかる状況下、本日、「東海四季便り」の記事の掲載は中止させていただきます。
皆様のブログに、ご訪問はさせていただいておりますが、niceは控えさせて頂いております。
 
震災地の方々には、心からお見舞い申し上げます。
s-DSC04972.jpg

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宮城県仙台市の秋保温泉の紅葉 [原子力発電所]

ほりけん、仙台にある大学と共同研究を進めています。その関係で年に数回、仙台に出向きます。
その日は、午後2時過ぎに打合せが終りました。
駆け足で、仙台市郊外の秋保温泉を見ることにしました。車の中からみた仙台のイチョウです。
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車で30分、秋保温泉に到着しました。
秋保温泉でも屈指の旅館「佐勘」のロビーです。 20年ぶりです。伊達政宗ゆかりの湯があります。
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「ラウンジ おかみの紅茶」で飲むコ-ヒーです。
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抹茶ケーキです。
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そのラウンジから中庭を眺めます。仙台では紅葉のピークは過ぎていました。
むしろ、紅く染まった小路が水の流れに彩りを添えていました。
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散り際でしょうか?一段と紅く染まります。
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石畳の紅い落葉が日本庭園の美しさを際立たせます。
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この紅葉が終ると東北地方に冬が訪れることでしょう。
s-DSCN7685-2.JPG
1時間の秋保温泉でしたが、晩秋のつるべ落としの陽は完全に落ちていました。
s-DSCN7703-2.JPG
出張が重なります。その打合せの合間をぬって、出張先の四季を堪能しています。

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