高浜発電所４号機の定期検査状況
（蒸気発生器伝熱管損傷の原因と対策）

２ ０ ２ ５ 年 ９ 月 １ 日
関西電力株式会社

高浜発電所４号機（加圧水型軽水炉 定格電気出力８７万キロワット、定格熱出力２６６万キロワット）は、２０２５年６月１８日から実施している第２６回定期検査において、３台（Ａ､Ｂ､Ｃ）ある蒸気発生器（以下､ＳＧ）の伝熱管全数※１について渦流探傷検査(以下、ＥＣＴ)※２を実施しました。

その結果、Ｃ－ＳＧの伝熱管２本について、いずれも管支持板部付近に外面（２次側）からの減肉とみられる有意な信号指示※３が認められました。また、Ａ－ＳＧの伝熱管１本およびＣ－ＳＧの伝熱管１本の高温側管板上部に内面（１次側）からの割れとみられる有意な信号指示が認められました。

※１：過去に有意な信号指示が認められ、施栓した管等を除き、Ａ－ＳＧで３，２３６本、Ｂ－ＳＧで３，２４５本、Ｃ－ＳＧで３，２４６本、合計９，７２７本。

※２：高周波電流を流したコイルを伝熱管に接近させることで対象物に渦電流を発生 させ、対象物のきず等により生じた渦電流の変化を電気信号として取り出し、きず等を検出する検査であり、伝熱管の内外面の両方を検査している。

※３：割れを示す信号や２０％以上の減肉を示す信号の指示。

（２０２５年７月２３日お知らせ済）

当社は、これまでの調査結果や原因と対策を取りまとめ、本日、原子力規制委員会に原子炉施設故障等報告書を提出しました。

１．外面減肉とみられる信号指示が認められた伝熱管の調査

（これまでの経緯）

伝熱管の外面減肉については、２０１８年以降の高浜発電所３号機 および高浜発電所４号機の定期検査（３号機：第２３回～第２７回、４号機：第２２回～第２５回）においてこれまで計３２本確認しています。 このうち、高浜発電所４号機の第２３回定期検査（２０２０年１０月～２０２１年４月）では、減肉箇所に付着物を確認しています。詳細調査の結果、この付着物は、プラント運転に伴いＳＧ伝熱管表面に生成されたスケール※４が一部剥離したものであり、密度の高い酸化鉄の層（稠密層）を有することを確認しています。

また、伝熱管減肉部と接触していたと想定される部位に、接触痕および光沢を確認し、伝熱管の主成分であるニッケルおよびクロムの成分を検出したことなどから、この付着物が伝熱管をきずつけたものと推定しています。

このため、同定期検査以降、２回にわたりスケールの脆弱化を目的とした薬品洗浄を行い（高浜発電所３号機：第２４、２５回定期検査、高浜発電所４号機：第２３、２４回定期検査）、その後の定期検査でスケールの回収、分析を実施し、稠密層の厚いスケールの割合が減少していることを確認しています。

また、管板、各管支持板上面のスケール除去等を目的として、２回目の薬品洗浄を行った定期検査以降（高浜発電所３号機は第２５回定期検査以降、高浜発電所４号機は第２４回定期検査以降）、毎回、小型高圧洗浄装置によるＳＧ器内の洗浄を行っています。

一方で、プラント起動や運転に伴い伝熱管表面から剥離するスケールには、依然として稠密なスケールもあるため、高浜発電所３号機第２６回定期検査および高浜発電所４号機第２５回定期検査では外面減肉が発生しています。

なお、高浜発電所３号機の第２７回定期検査では外面減肉は発生していません。

（今回の定期検査における調査）

今回の高浜発電所４号機第２６回定期検査では、前回に引き続き、外面減肉と見られる有意な信号指示が認められたため、当該箇所の外観観察やスケールの断面観察等の調査を行いました。

※４：２次冷却水に含まれる鉄分が、ＳＧ器内に流れ集まって伝熱管に付着したもの。

（１）信号指示が認められた箇所の外観観察

Ｃ－ＳＧの管支持板下面付近に信号指示が認められた伝熱管２本について、小型カメラを用いた外観観察を実施した結果、いずれも周方向に摩耗減肉とみられるきずを確認しました。

その大きさは､幅約１mm 以下、周方向に約２mm、約７mm でした。 なお、きずの周辺にはスケールは認められなかったものの、当該伝熱管周辺の管支持板下面に接触痕を確認しました。

（２）ＳＧ器内のスケールの残存状況調査および伝熱管表面の観察

小型カメラを用いて、Ｃ－ＳＧの管板、第１から第６管支持板上面の調査を実施した結果、今回の運転サイクル中に伝熱管から剥離したと考えられるスケールおよびスラッジ※５が管板および各管支持板に残存していることを確認しました。

また、管支持板付近の伝熱管表面を観察した結果、局所的にスケールが剥離した痕跡を確認しました。

※５：スケールが砕けて小さくなったもの。

（３）スケールの断面観察

稠密なスケールが比較的残存していると考えられる各ＳＧ下部（管板上面、第１管支持板および第２管支持板上面）から、スケールを ６０個取り出し、断面観察を行いました。

その結果、この中には稠密層の厚いスケールは確認されませんでした。また、薬品洗浄した後の第２５回定期検査時に回収したスケールと比較しても稠密層が成長していないことを確認しました。

（４）スケールの摩耗試験

断面観察を実施した６０個のスケールのうち、摩耗試験が可能な大きさ（約１０mm×約５mm 以上）であった１０個を対象に試験を実施した結果、伝熱管を摩耗させる可能性のあるスケールは確認されませんでした。

（５）２次系の水質管理の調査

今回の運転サイクルの２次系給水の水質管理の履歴を調査したところ、ｐＨ管理値などの水質に異常はなく、配管内面等からの鉄分の溶出は抑えられており、ＳＧ器内への鉄分の持込量を十分抑制できていることを確認しました。

２．過去の調査結果の確認 （スケールの発生・減肉メカニズム）

スケールの生成と関係するＳＧ器内への鉄イオンや鉄微粒子の持ち込み量について調査を実施した結果、高浜発電所３号機および高浜発電所４号機については、ＳＧの運転時間が他プラントよりも長いことなどから、持ち込み量が多いことを確認しています。

また、福島第一原子力発電所事故後の長期停止中は、腐食防止のため、ＳＧ器内をヒドラジン水による満水保管にしており、その状態を模擬した試験を実施した結果、時間の経過とともにスケールを構成する鉄粒子が結合し粒径が大きくなることを確認しています。粒径が大きくなると伝熱管との接触面積が減少するため、プラントの運転等に伴い伝熱管からスケールが剥離しやすい状態になっていたものと推定しています。

減肉メカニズムについては、メーカ工場で再現試験等を実施した結果、ＳＧ器内の２次冷却水の上昇流により、スケールの形状によっては管支持板下面に押し付けられその場に留まり、伝熱管がプラント運転に伴う振動でスケールと繰り返し接触し、摩耗減肉が発生することを確認しています。

３．内面からの信号指示が認められた伝熱管の調査

当該伝熱管については、信号指示の場所が高温側管板部のローラ拡管※６上端部付近であり、伝熱管の軸方向に沿った内面きずを示していることから、従来と同様に応力腐食割れと考えられるため、過去の調査結果を確認するとともに、運転履歴を調査しました。

※６：伝熱管内部に機械式ローラを通すことで伝熱管を押し広げて、伝熱管と管板を接合させた箇所。

（１）過去の調査結果の確認

高浜発電所４号機では、第１１回定期検査（運転時間約１１万時間）で伝熱管１本の高温側管板拡管部で損傷を確認して以降、前回定期検査までに伝熱管２４本の高温側管板拡管部で損傷を確認しています。

その原因は、ＳＧ製造時に伝熱管内面からローラ拡管を実施した際に伝熱管内面に局所的に生じた引張り残留応力と運転時の内圧および温度環境が相まって生じた応力腐食割れであると推定しています。

なお、高浜発電所４号機では、第１３回定期検査において、伝熱管の高温側管板拡管部内面にショットピーニング※７を施工し、伝熱管内表面の引張り残留応力を改善しました。この施工では、伝熱管内表面近傍（深さ約０．２mm まで）の引張り残留応力は改善されますが、これより深い部分では効果が小さくなることを確認しています。

このため、ショットピーニング施工時に、ＥＣＴの検出限界未満（深さ約０．５mm 未満）の微小なきずが既に発生していた場合、時間の経過とともにきずが進展する可能性があると推定しており、高経年化技術評価でも当該箇所での応力腐食割れの検出が否定できないとしています。

※７：伝熱管内面に小さな金属球を高速で叩き付けることにより、伝熱管内面の引張り残留応力を圧縮応力に改善する工事。

（２）運転履歴の調査結果

高浜発電所４号機は、１９８５年に運転を開始して以降、これまでに、約２４万時間の運転を行ってきました。

１次冷却材の主要パラメータである温度、圧力、水質を調査した結果、前回定期検査（第２５回）終了以降の運転実績の中で、過大な応力を発生させる温度、圧力の変化はなく、水質も基準値の範囲内で安定していたことを確認しました。

４．推定原因

伝熱管の外面減肉が認められた原因は、これまでと同様に過去に２次系給水系統からＳＧ器内に持ち込まれた鉄分により伝熱管表面に生成された稠密なスケールが、プラント起動や運転に伴い一部が剥離し、管支持板下面に留まり、伝熱管に繰り返し接触したことで発生した摩耗減肉と推定しました。

また、伝熱管内面に有意な信号指示が認められた原因は、既往知見で ある応力腐食割れと推定しました。

５．対策

有意な信号指示が認められた伝熱管４本については、高温側および低温側管板部で施栓し、使用しないこととします。

管板、各管支持板上面に残存するスケールが次の運転サイクル中に伝熱管をきず付けないよう、小型高圧洗浄装置により、ＳＧ器内の洗浄を実施します。

また、長期的な信頼性を確保するという観点から、予防保全策として次回（第２７回）定期検査においてＳＧの取替えを計画しています。

以上

添付資料１：高浜発電所４号機のＥＣＴ信号指示管位置図
添付資料２：こ れ ま で の 経 緯 （ 高 浜 発 電 所 ３ 、 ４ 号 機 に お け る 伝 熱 管 の 外 面 減 肉 ）
添付資料３：外面からの信号指示が認められた伝熱管の調査
添付資料４：内面からの信号指示が認められた伝熱管の調査
添付資料５：伝熱管の施栓方法と施栓状況

公式ページ（続き・詳細）はこちら
https://www.kepco.co.jp/corporate/pr/2025/pdf/20250901_2j.pdf