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2017年3月20日 (月)

【東電には】電源盤を2階に配置して建設された日本原電敦賀1号機【都合の悪い話】

30余り提訴されている福島第一原発事故訴訟の中で、2017年3月18日、前橋地裁での訴訟で判決が下された。賠償額については甚だ不満足な結果だったが、津波の予見・回避可能性については国と東電の過失を認める内容となっているそうで、何よりである。

これまで取材などの都合で当ブログでも全く触れてこなかったが、東電福島事故を語る際は余りにも当然の前提として処理されてきたことがある。今回の判決全文はまだ入手していないが、今後、前橋訴訟が高裁・最高裁に進んだり、他の訴訟が進展するにつれて、津波回避可能性を論じる上で、それなりの見解を示しておかないと困ると思われる。今回判決が出たことを機会に、明確にしておきたい。

それは、配電盤(電源盤)の置かれていた場所だ。

【電源喪失問題の検証は配電盤対策の検証に行き着く】

添田孝史『原発と大津波』終章「責任の在処」P182では、津波の予見の他にも「誰が、何時、どういう理由で、どんな意思決定をしたか」が十分には解明されていない問題を幾つか挙げており、「全電源喪失対策の不十分さ」もその一つである。

当記事はその問題を「配電盤水没を回避出来る可能性が生じたのは何時からなのか」、という観点から執筆した。だから予見可能性ではなく、回避可能性に関する記事である。

まずは今回の判決骨子から抜粋してみよう。

配電盤(電源盤)が水を被ったのは、良く知られているように大半が地下1階以下に設置されていたからである。この配電盤というのは、外部電源、非常用電源、移動電源車のどれから電力を引いてくる場合にも必ず必要な、一般家屋で言えばブレーカーのような機器である。

電源喪失問題の検証というと、よく挙げられるのは「電源喪失は30分以上続かない」という考え方が国の規制に書かれていたことだが、配電盤が水没しなければこの前提を満足出来た。また仮に「電源喪失は30分以上続く」と規制を改めて、移動電源車などを準備しても、配電盤が水没した場合には復旧までの時間が週単位となってしまう。私は、失敗学会津波対策研究会にて東電の技術系OBから「あの時は移動配電盤も向かわせたが早期復旧は出来なかった」と直接聞いている。他の原因はともかく、水没で配電盤が全滅するような事態は後段の対策を充実させても無力感しかない。それだけ、重要な設備ということだ。

Nissin_truckswgr_2013 トラック搭載型移動用スイッチギヤ(移動配電盤)パンフレット(日新電機、2013年)
※後述の高圧配電盤に相当する設備(関電向。移動用のためか容量は小さい)。東電OBによると福島第一には電源車の他にこのような移動配電盤も派遣されたという。

この問題への対応策は2通りある。

  • 配電盤室の換気口、ケーブルトレイ、扉などを防水工事する。
  • 配電盤を高い場所に移設若しくは増設する。

防水工事についてはその必要性は自明であり、新規性もない。なお、大林組は既設の建築物が水害ハザードマップなどで防災強化を迫られた場合にも適用できる「建物の水害に対する設計ガイドラインについて」という論文を2007年の技報に発表していた。地下室についても

特に危険性が大きいと考えられる場合においては,地下空間の用途及び規模を勘案し下記の措置をとる。

(1)浸水しないことを求められる建築物の場合は,地下室を設置しない。

(2)浸水させたくない居室や電気室等の設備は地下に設けない。

(3)やむを得ず,重要設備や機能を地下階に設置する場合は,浸水しにくい計画にする。具体的には,重要室への浸水の防止策,浸入水の排出策として,建築物の開口部は設定浸水高さ以上の高さに設ける。

と極々常識的な内容が記載されており、ここでも福島第一が上記(3)に対応する改造工事など、回避可能性を講じなかった結果、一般防災の水準以下であったことを示している。

私が検証の不足を感じているのは高い場所への設置である。

【配電盤を地下に配置した理由は耐震性だが、規制要件では無い】

配電盤の配置について、各事故調や検証本などを読んでも、何故地下1階に配置されているのか、についての説明はおざなりである。同じく地下に配置された非常用電源については事故直後、米国のハリケーン対策をそのまま真似たからだという証言が朝日新聞に載ったことがある(魚拓)。だが、色々と詳細情報が上がってくる内に、後述のように米国でも地上に配置する例が指摘されるなどしたためか、重要視はされなくなった。そもそも、ハリケーンに耐える建築物を作ることは、台風が毎年襲来する各地の街並みを見れば明らかなように、さほど難しいことではない。原発向けなら尚更。

それでもハリケーン説は具体的な脅威を挙げているだけまだマシで、もっと酷いと「GEに任せたから」的な実に粗雑な説明も散見される(この件に限らず、「GEに任せたから」「GEは凄いから」と断りなく説明している文献は、その点に関しては地雷だと思った方が良い。証言を引用している場合、証言者のポジションなどを考えておく必要がある)。また、上層階に移設出来るかどうかも言及が無いか、留保無く可能としている。準備書面などの中にはネットにアップされている物もあるが、こういった文献の影響を大きく受けている。

この点について最も詳しく論じているのは意外なことに電事連と東電事故調である。つまり、東電と電事連は詳しく論じることで自らの正当性をアピールする目的がある。

電事連が提出したのは前回も紹介した「国内BWRプラントの非常用電源設備の配置について」(2011年8月23日)である。福島第一の非常用電源が地下に配置された経緯の解明のために提出された資料のため、記述の重点は非常用電源になっているが、図上で配電盤も確認することが出来る。以下、2013年の記事「東電事故調への疑問(第3回)」から再掲するが、地震対策が理由だったとしている。

東京電力のプラントの例では、BWRプラント導入初期の配置設計は、米国プラント配置を踏襲した設計がなされていた。ただし、地震に対する設計が米国と比較して厳しい条件となるため、多くは工学的安全施設の電源となる非常用DG等の配置においても岩着した基礎上に設置する方針とした。

また、電事連によれば、米本国の設計思想は次のようになっていた。

非常用DGや電気品はタービン建屋等に配置されているが、非常用DGは地下階に配置されている事例はなく、電気品の一部が地下階に配置されている事例があった。これは、米国では原子炉建屋を除き、設計条件として建屋基礎を深くして地下階を設ける構造とする必要がないためと考えられる。当時の米国プラントは、原子炉建屋は二次格納施設のみの単独建屋となっている。また、非常用DG、中央制御室等は個別の建屋、もしくはタービン建屋と一体とする配置としており、原子炉建屋以外に非常用DG、電気品を設置するのは、当時としては標準的な配置であった。また、非常用DGはタービン建屋の一部に配置されている設計事例もある。

東電事故調は2011年11月の中間報告で8月の電事連資料の記載を踏襲し、最終報告でもP30-31で同趣旨の説明を繰り返した。しかし、電事連、東電共に、福島第一1号機の最初の設置許可申請では、米国の設計思想がそのまま日本に提示されていたこと、「導入初期の配置設計」について具体的なサイト/ユニット名、年月を指定しないなど、言葉を濁している。彼等の報告書だけを読み比べても、読み手は閉じた思考から抜け出すのは困難である。

とは言え、電力は原発の配電盤に対して剛構造であること(共振周波数が20Hz以上)等、耐震性確保のため特殊な要求をしてきたことには留意しなければならない。そのため「一般のビルや工場の屋上にもキュービクルが置いてあるのだから大丈夫だ」という指摘に反論してくるのではないかと懸念している。勿論、一般のキュービクルで、東日本大震災後も機能しているものなど掃いて捨てる程あるだろうが。

黎明期から、原子炉に関係する配電盤は耐震区分上、Aクラスと呼ばれる最も厳しいカテゴリに区分されてきた。高層階では地震の揺れは大きくなるので重要な電気機器などを置きたがらない(後述)。ただし、置きたがらないというのは設計思想の一つに過ぎず、法規制に取り込まれて禁止とはなっていない。

【上層階に配電盤を設置しても問題無かったという暗黙の前提】

この点について、以前、失敗学会の津波対策研究会でコメントしたり、長年原発報道に係ってきたある報道記者と議論したことがある(津波対策研究会でのコメントはその時点で一部参加者から賛意を受けており、反論も無かった。同OBからは5,6号機敷地高決定の事情も聞いたが、報告書には敷地高の件のみ明記された)。いずれの議論でも、上層階に新しい配電盤室(の入った建屋)を増設することなどは、さして難しくなかったと結論している。その理由は、主に2点。

一点目は、50万Vといった特別高圧を扱う外部電源と異なり、配電盤の電圧は高くても6900Vで、関係機器のサイズが小さく、地震時に加わる衝撃も少ない傾向にある事だ。東日本大震災の時、外部電源は地震動で広汎な損傷が見られたが、配電盤類でそのような事象は殆ど聞いたことが無い。津波による被水があったプラントを除き、問題無く動作している(残念なことだが、伊東弁護士による批判はこうした点を十分に説明出来ていない)。

二点目は、福島事故後、最短のケースでは1~2年程の間に、固定式の非常用電源などが高台に増設されたが、その配電盤室の設置に特に大きな問題は出ていないためである。ああいった設備を急遽増設した時、使われる技術は既製のものばかりだから、それで良いということだろう。

【原発黎明期の配電盤の特徴】

では、1970年代の古い技術で製作された配電盤はどうなのだろうか。

調べてみると、まず盤自体が後年より嵩張ることが分かる。大きな物体程地震加速度による影響も大きくなるため、これは不利な材料だ。

後掲の『電気計算臨時増刊』の記述にもあるように、原発は多くの電気機器への電力供給を制御しているため、配電盤の数(面単位で数える)も多くなる。よって配電盤1・2面辺りのサイズを示すことが多いが、福島第一6号機、東海第二に採用した高圧配電盤の場合下記のように、2面当たり幅2m、奥行2.7m、高さ2.6mとなっている。

 

Fujigihou1975no8p2_2

配電盤メーカー技術者も当ブログを閲覧する可能性があると思われるので、専門的だが、他の仕様についても書いておく(興味ない向きは飛ばしてください)。

『富士技報』によると、メタクラと言ってることから分かるようにJEM 1153(1990年廃止、現JEM 1425相当。経緯はリンク参照)に沿った形式は屋内用自立形閉鎖型(G型)。TCBは極小油量遮断器の略語で、遮断電流定格は7.2kVで60.5kVAとあるから、後述の福島第二以降に大量生産されたVCB(真空遮断器)2段積みの63kVAと比べてもそん色のないスペックと言える。『国分工場史』1巻の記述などと合わせると、1970年代の高圧配電盤はTCBかMBB(磁気遮断器)が主流である。磁気遮断器の方は当時の国鉄工作局が編集した電気機関車のメンテナンスマニュアルでも載っており、耐震性の付加はさほど困難な技術ではないことも推測できる(船舶用なら地上並の大容量タイプも存在しているのだろう)。63kVAとなると配電盤でよくみられる水平引き出しを実現するため、台車の上に載せる方式が多い。この点が耐震性との両立にはマイナスとなるようだ。また、MBBの場合電流遮断のためアークシュートという部材が必要となり、筐体への地絡対策を考慮すると上下方向に相当の容積を食い、2段積みが難しかったのではないだろうか。

盤構造としては板材は3.2㎜の鋼板を使用し、前面扉は4.5㎜鋼板である。主梁はみぞ形鋼(100㎜X50㎜X6㎜)を使用し、必要個所に補強用の斜材を入れた。盤体は溶接構造としているが、溶接強度はそこまで必要ないと判断し、連続溶接は採用していない。

このような仕様により、建物の卓越周波数(5.5Hz,7.9Hz)および盤体の固有振動数(20Hz以上目標)において水平方向0.66G、垂直方向0.29Gの地震力(連続正弦波)に耐えることとされた。

「1100MWe原子力発電所用6900Vメタルクラッドスイッチギアの耐震設計」『富士時報』Vol.48,No.8 1975年 P2(クリックで拡大)

下記の日立国分工場史を読むと、福島第二に納入した高圧配電盤は、遮断器を2段積するなどによって所要面積を従来形の69%に縮小したと書いてある。昭和58年と言えば1983年で、事故の28年も前の話。当時、配電盤の技術革新が急速だったことを伺わせる。この事情は重電各社共同様で、『電気計算』の常連だった東芝も1980年9月号で縮小化傾向を取り上げた記事を投稿している。

Kokubu_2kan_p174175 「第13章 受変電設計器部 (1)メタクラ・キュービクル」『日立製作所国分工場史第二巻』株式会社日立製作所国分工場 1987年8月 P174-175(クリックで拡大)

また、実装されている各種の保護継電器が半導体化されていないため、後の時代の製品に比較すると耐震性で不利であることが70年代末の文献で既に指摘されている。

Denkikeisan197907p214215_2 徳光岩夫「原子力発電所の新しい保護継電技術」『電気計算 臨時増刊号 「これからの保護継電技術』 P214-215 1979年(クリックで拡大)

そういった古い配電盤が、高い場所、例えば福島第一、福島第二では事例の無かった2階より上への設置は出来たと言えるのか、ということだ。

勿論、外部電源の時と同様、古い配電盤に対して予防更新した実績はあり、福島第一もその機会を利用する手はあった。下記『国分ものづくり半世紀』他、東芝レビュー2010年12月号でもそういった記事がある。

Kokubu50nen_p149 「第3章 スイッチギヤ」『国分ものづくり半世紀』 日立製作所 2007年P149

余談だが、2014年度には原発用として水平3G(3000Gal)鉛直2G(2000Gal)の高圧配電盤が製造されている(「2014年度の技術成果と展望」『富士電機技報』Vol.88,No.2 2015年 P113)。富士電機はこの耐震仕様を従来の3倍の大きさとしている。恐らく、こういった仕様を東日本大震災前に求められていなかっただけで、仕様として与えられれば2000年代に高台増設用等の用途で製作することは可能だったと思われる。

話を戻すと、法廷では、規制の在り方などを議論する場合がよくある。前橋判決もその一つだ。そういう官僚的制度論の中では以前から参照すべき事例があるに越したことは無い。

【日本原電敦賀1号機は2階に配置】

以前某古書店で見かけた『敦賀発電所設備の解説』(リンク)という本にその答えはあった。冒頭に「発電所配置」(リンク)が載っている。同配置から、2階部分を引き延ばして赤字で注釈した図を下に示す。これもクリックで拡大するのでよく確認して欲しい。手書きで読み難い部分もあるが、周囲の関係と大きさから赤字のように書かれている。余談となるので図示はしないが非常用ディーゼル発電機は1階に配置されており、電事連~東電事故調の記述とだいぶ異なる印象を受ける筈だ。

Tsurugasetsubikaisetsu_01_plot_p7_2


「1.1 全体配置 図1.2.2敦賀発電所平面図」『敦賀発電所 設備の解説』P7 1972年4月
※何故かPNGが掲載出来ないので上記はGIFである。PNG版はリンクのみ貼る。

以前の記事でも触れたように、スイッチギヤとは配電盤(電源盤)のことで、言葉の関係は次のようになる。

  • 6900Vスイッチギヤ=メタクラ=(高圧)配電盤
  • 480Vスイッチギヤ=パワーセンター=(低圧)配電盤

なお、標高(海面からの高さ)で見ると同じ1階、2階といっても、敦賀の方が福島第一より低い位置にある。しかし、耐震性の規格などを論じる場合、普通、標高では見ない。先にも述べたが、建物の上層階では揺れが大きくなるので、電気機器などは地上からの高さが問題となる。例えば、1階で200Galに耐えるように決めている場合、2階では300Galとか400Galなど、一定の倍率を掛けた値を仕様にする。しかも、国会事故調が報告書で敦賀と福島第一を比較した時指摘したのだが、敦賀の方が建設時に要求されていた耐震性(地震動)は大きかった。よって、福島第一より大きな地震動を前提に2階に設置されたという事が分かり、福島第一で配電盤を2階に設置することは極めて容易だったということになる。

【欺瞞的回答は東電子会社故か】

さて、念のため日本原電に質問してみたところ、次のような回答を得た。

質問(2016年11月3日)

廃止となった敦賀発電所1号機ですが、下記の電気設備は福島と異なり、地上階に配置されていたようです。
 ・非常用ディーゼル発電機:1階

 ・6900Vスイッチギヤ(メタクラ、高圧配電盤とも呼称):2階
 ・480Vスイッチギヤ(パワーセンター、低圧配電盤とも呼称):2階

 ・モーター制御盤(モーターコントロールセンタ):1階
 ・
バッテリー(直流用蓄電池):2階
 ・HPCI用ディーゼルエンジン:1階
 ・HPCIポンプ:1階

上記の高さに配置されていると解して良いでしょうか。

下記も2階に配置されているのか高さを御回答ください。
・バイタル電源(AC240Vもしくは120V、計装用)
・原子炉保護系電源(120V M-Gセット)

回答(2016年11月16日)

ご質問いただきました敦賀1号機に係る設備の配置・高さ等につきましては、これまで公表しておらず、原子炉設置許可申請書等にも記載はありません。現在も一般に公表している内容ではないことから、本質問への回答は差し控えさせていただきます。

ご期待に添えず誠に申し訳ございませんが、ご理解の程よろしくお願いいたします。

表に出ていないという回答自体が嘘であるのは勿論だが、仮に、過去に公表していなかったとしても、東日本大震災で被災した原発の配電盤の設置階はその後の調査で公表されている。差支えのある情報とは思えない。しかも既に廃止済みだ。典型的隠蔽体質と言えるだろう。

回答メールが言及している設置許可申請も現在は簡単に閲覧出来る。その他『日本原子力発電社報』に載った軽微な改造も可能な限り見直ししたが、建設時の配電盤配置が変更された形跡はない。そのまま40年に渡って運転されたということだ。

従って、クロニクルで紹介した1970年代~1990年代の各ターニングポイントにおいても、回避可能性に注力していれば、技術的問題も法規制上の問題も無く、福島第一の配電盤を高所(2階)に配置できた。

【結論】

もし私が準備書面を書く立場にあったならば、配電盤の配置について次のような一文を加えるだろう。

東電は電事連が保安院に提出した資料の記述を引き継ぐ形で、配電盤が地下1階や1階に配置されている理由を正当化することに終始したが、実際には同じBWR原発である日本原電敦賀1号機で2階に配置していたことを隠していた。日本原電敦賀1号機は福島第一1号機より1年先行して建設され、その後東電は日本原電を子会社化していた。従って実際には、大津波の可能性に気づいた時点で何時でも、配電盤を2階の高さに配置することが出来た筈である。回避可能性のハードルは極めて低く、最新の技術でなくても配置を改めることは可能だった。事故後の保身のための情報隠しに走り裁判を長期化させたことは原告が受けた不利益に大きく影響したと言うことが出来る。

当記事として主張したいことはまぁ、上述の通りだ。勿論、子会社となって東電を守るために唯々諾々と隠蔽工作に付き合う日本原電の体質についても、言うまでもなく問題外である。

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