原子力発電所の温態機能試験とは？
原子力を知りたい
温態機能試験とは何ですか？
原子力マニア
原子力発電所の建設や定期検査の際に、原子炉冷却系が高温・高圧の状態で行う試験で、機器の機能・性能を確認するものです。
原子力を知りたい
冷態機能試験と温態機能試験の違いを教えてください。
原子力マニア
冷態機能試験は冷却系が常温常圧の状態で行いますが、温態機能試験は高温・高圧の状態で行います。
温態機能試験とは。
-原子力プラントにおける温態機能試験-
原子力プラントの建設や定期検査、改造工事では、設置した機器の機能と性能を確認するための機能試験や性能試験が行われます。これらの試験は、工程の進行に沿って実施され、主に3つに分類できます。
* -冷態機能試験:- 原子炉停止中で冷却系が常温常圧の状態で行う試験
* -温態機能試験:- 冷却系が運転中と同じ高温・高圧の状態で行う試験
* -出力上昇試験:- 原子炉起動後、定格出力までの運転において行う試験
温態機能試験は、原子炉冷却系の温度と圧力を運転状態と同じ状態まで上昇させて行われます。これにより、機器の据え付け状態や動作確認、冷却系の健全性や安全性の確認が行われます。
加圧水型原子炉（PWR）と沸騰水型原子炉（BWR）では、温態機能試験の実施時期や方法に若干の違いがあります。
-PWRの場合-
* 一次冷却材ポンプの運転と加圧器ヒータの投入により、原子炉冷却系を約300℃、15.4MPaまで上昇させる。
* 冷却系の漏洩確認、熱膨張試験、加圧器の制御系と逃がし弁の試験を実施する。
-BWRの場合-
* 原子炉を起動して臨界状態にし、核加熱によって原子炉冷却系を約280℃、6.9MPaまで上昇させる。
* PWRと同様に、冷却系や機器の健全性と安全性の確認を実施する。
温態機能試験の概要
温態機能試験の概要
温態機能試験とは、原子力発電所が燃料棒を装填して原子炉を運転する状態で、設計どおりに機能するかを確認する試験です。この試験では、原子炉の冷却材を高温・高圧の運転条件にし、原子炉の動作を慎重に監視します。また、各種のシステムが正常に機能していることも確認します。
実施時期と方法の違い
-実施時期と方法の違い-
温態機能試験を実施する時期と方法は、原子力発電所のタイプによって異なります。加圧水型軽水炉（PWR）では、燃料装荷後、原子炉を臨界状態にしてから行われます。一方、沸騰水型軽水炉（BWR）では、通常、燃料装荷前に原子炉圧力容器内の温度と圧力を原子炉運転時と同等にする「加圧試験」を実施し、その後燃料装荷後に温態機能試験が行われます。
試験方法は、PWRとBWRでも異なります。PWRでは、原子炉を段階的に起動して定格出力に達するまでの過程を試験します。一方、BWRでは、原子炉を定格出力で運転し、炉心や主要機器の性能を評価します。いずれのタイプの場合も、温態機能試験では、原子炉や関連設備が設計どおりに動作することを確認するためのさまざまな試験項目を実施します。
加圧水型軽水炉(PWR)での実施方法
-加圧水型軽水炉（PWR）での実施方法-
加圧水型軽水炉（PWR）において温態機能試験の実施方法は、以下のような手順で行われます。
1. -原子炉冷却系への注入-燃料集合体に核燃料を装荷した後、純水またはホウ素を添加した水を原子炉冷却系に注入します。
2. -臨界到達-制御棒を引き出すことにより、原子炉を臨界状態に到達させます。このとき、原子炉が自己sustainingできるほどの核分裂連鎖反応が発生します。
3. -出力上昇-制御棒をさらに引き出し、原子炉の出力を徐々に上昇させます。
4. -定格出力運転-原子炉を出力定格まで引き上げ、一定時間定格出力で運転します。
5. -プラント過渡試験-タービンやポンプの停止、およびその他の想定される過渡状態をシミュレートして、プラントが設計どおりに応答することを確認します。
6. -最終的な受領検査-顧客との合意に基づいて、設計仕様を満たしていることを確認するために、最終的な受領検査が行われます。
沸騰水型軽水炉(BWR)での実施方法
沸騰水型軽水炉（BWR）における温態機能試験は、原子炉の運転中に実施されます。この試験では、熱出力10～20%程度で、原子炉をある期間安定して運転させ、発電機や補助設備などの機器の性能や挙動を検証します。蒸気発生器を備えていないBWRでは、原子炉の冷却材そのものが蒸気を発生するため、蒸気発生器の機能もあわせて検証されます。温態機能試験では、設備の運転特性の確認、機器間のインターフェースの確認、運転員の手順の確認などが行われ、原子炉の安全で安定した運転を確保するための重要な試験となっています。
温態機能試験の目的
原発の温態機能試験の目的は、原子力発電所が商用運転を開始する前に行われる重要な試験です。この試験では、発電所の設備が設計どおりに機能し、事故時の安全基準を満たすことを確認します。試験では、実燃料を炉心に装荷し、実際の発電運転に近い条件で発電所のシステムを試験します。この試験により、原子力発電所が安全かつ安定して発電できることが検証され、商用運転への移行が許可されます。