福島第一原子力発電所設備の仕様

福島第一原子力発電所設備の仕様（ふくしまだいいちげんしりょくはつでんしょのせつびしよう）では東京電力福島第一原子力発電所で建設・運用された各設備の仕様について説明する。

なお、原則として福島第一原子力発電所事故以前を対象とする。更新のあった部分については都度説明し、一部は関連記事にて説明を行う。

建設参加企業

建設参加企業^[1]
	1号機	2号機	3号機	4号機	5号機	6号機
原子炉圧力容器	IHI	IHI	IHI	バブコック日立	IHI	IHI
原子炉格納容器	日立	IHI	日立	日立	IHI	IHI
核燃料成形加工	GE	GE	日本ニュクレアフュエル	日本ニュクレアフュエル	日本ニュクレアフュエル	GE
ディーゼル機関	川崎重工	新潟鉄工	新潟鉄工	新潟鉄工	新潟鉄工	新潟鉄工
ポンプ類	荏原製作所電業社機械製作所	荏原製作所電業社機械製作所由倉工業	荏原製作所電業社機械製作所由倉工業	日立電業社機械製作所由倉工業	荏原製作所電業社機械製作所由倉工業	荏原製作所電業社機械製作所由倉工業
原子炉安全弁	GE	GE	岡野バルブ	岡野バルブ	岡野バルブ	岡野バルブ
復水脱塩装置	オルガノ	荏原インフィルコ	荏原インフィルコ	オルガノ	荏原インフィルコ	荏原インフィルコ
換気空調設備	新日本空調	新日本空調	新日本空調	日本プラント建設	新日本空調	新日本空調
試料採取装置	GE	北辰電機	日機装	日機装	日機装	北辰電機日機装
プラント据付工事	東芝プラント建設日立プラント建設 IHI	東芝プラント建設 IHI	東芝プラント建設 IHI	日立プラント建設	東芝プラント建設石川島プラント建設	東芝プラント建設石川島プラント建設
土木建築工事	鹿島建設熊谷組間組前田建設五洋建設	鹿島建設熊谷組前田建設	鹿島建設熊谷組間組前田建設	鹿島建設熊谷組前田建設	鹿島建設熊谷組間組前田建設五洋建設	鹿島建設熊谷組前田建設五洋建設
国産化率^[2]	56%	53%	91%	91%	93%	63%

なお、GEが主契約者に入った1、2、6号機については三井物産が代理店業務を行った^[3]。

この他、6号機の放射性廃棄物処理施設はGEの子会社であるGETSCOが受注し基本設計を実施した。GETSCOは日揮に詳細設計、建設工事、試運転を任せたが、TBFなど一部のユニットについてはGEからの支給品であったと言う^[3]。プロセス計算機についても、2号機までは輸入品でGE/PAC-4020を使用していた^[4]。

主要建物建築仕様（建設時）

1号機、2号機の主要な建屋の建築仕様については『原子力学会誌』、『発電水力』他で紹介されており、その建築の仕様は下記のようになっている^[5]。原子炉建屋、タービン建屋、排気塔などはいずれも施工基面高10mであるが、取水路開渠付近に設けられたポンプ室の施工基面高はO.P.7.5mであり、超高圧変電所は施工基面：O.P.35mにある。

原子炉建屋

1号機原子炉建屋

平面寸法：約41m×41m
高さ：約49m
階層：地上5階、地下1階
構造：燃料取替床まで鉄筋コンクリート造、その上部は鉄骨メタルサイディング張り
全重量：66,400t
- 建物重量約55,000t
- 原子炉本体他機器重量：約11000t
常時接地圧：約36t/平方メートル

2号機原子炉建屋

平面寸法：約45m×45m
高さ：約62m
構造：全部鉄筋コンクリート造
全重量：99,900t

燃料取替室には燃料取替装置および天井走行クレーンが取り付けられている。また、運転員の移動のためのエレベータもある。内部は負圧に保たれ設計上の内圧は0.018kg/平方センチである。

3-5号機は2号機と同じBWR-4(GE型)であり、主要寸法は概略同様である。

タービン建屋

1号機タービン建屋

張間：約48m
桁行：104m
高さ：35.4m（基礎底面から屋根間）
階層：地下1階地上2階
構造：鉄筋コンクリート造
総重量：70,200t
天井走行クレーン：125t吊り

2号機タービン建屋

張間：約67.6m
桁行：105m
高さ：37m
階層：地下1階地上2階
構造：鉄筋コンクリート造
総重量：110,400t
天井走行クレーン：150t吊り

タービン建屋はいずれも1階および地下1階に原子炉給水ポンプ、給水加熱器、補助冷却系交換器、予備ディーゼル発電機、所内ボイラ等補機類が配置され、2階のタービン操作床と称する場所にタービンが据え置きされている。なお、タービン発電機の架台は構造的に建物と分離しており、基礎版から自立している。架台形式は高位同調型と呼ばれ、架台に要するコンクリート量だけで2700立方メートルとなる。

3-5号機は2号機と同じBWR-4(GE型)であり、主要寸法は概略同様である。

コントロール建屋

階層：地下1階、地上2階
幅：約17m
長さ：約22m

自動制御室、計測装置、電子計算機を備えた中央操作室が2階にあり、1階以下にはケーブル処理室、バッテリー室がある。

廃棄物処理建屋

幅：約22m
長さ：約55m

排気塔

高さ：約120m
排気流速：約17.5m/sec

この他、1980年代に4号機の南側に大規模な放射性派生物集中処理施設が建設された。

→詳細は「福島第一原子力発電所における放射性廃棄物の処理と管理 § 放射性派生物集中処理施設」を参照

使用済燃料貯蔵施設

各プラントの使用済燃料貯蔵プール容量の不足を補うため、1990年代に乾式、プール式の2施設が建設された。

→詳細は「福島第一原子力発電所における放射性廃棄物の処理と管理 § 使用済燃料貯蔵施設の増設」を参照

建屋塗装

建設時から打ちっぱなしだった原子炉建屋、タービン建屋の外壁は、1986年から塗装された。防食と景観への配慮が目的で、1987年2月までに8億円を投じ、10平方メートルを塗装した。最初の塗色は薄茶とクリームの2色であった^[6]が、後に1〜4号機はブルー、5、6号機はグリーンのモザイク模様に改められた。ブルーは海、グリーンは山を象徴してあしらわれたものである^[7]。

非常用発電機仕様

下記は、2011年の本発電所事故時点での非常用発電機の設置仕様である。

非常用発電機^[8]
	1号機	2号機	3号機	4号機	5号機	6号機
建屋形式	単独建屋	単独建屋	単独建屋	単独建屋	単独建屋	複合建屋^{[注 1]}。
非常用ディーゼル発電機設置配置	B1F(タービン建屋,DG/B^{[注 2]})	B1F(タービン建屋) 1F（運用補助共用施設）	B1F(タービン建屋)	B1F(タービン建屋) 1F（運用補助共用施設）	B1F(タービン建屋)	B1F,1F（DG/B）

主要機器詳細仕様

本節は土木建築より据付した電気機械設備を中心として説明する。記述は文献発行時を基準とする。その後改造、交換された箇所については改造後の仕様を記述した文献について明記する。

主要設計仕様表
Principal design data table^[9]
分類	項目		単位	1号機	2号機	3号機
一般プラント	原子炉熱出力送電端電気出力発電端電気出力		MWt kW kW	1,213 379,800 401,248	2,381 759,900 783,913	2,381 759,900 783,913
原子炉および炉心	全冷却材流量原子炉運転出力		t/h kg/cm²g	21.8×10³ 70.3	33.8×10³ 70.7	33.8×10³ 70.7
	炉心	実効高等価直径装荷ウラン量	mm mm kg	3,660 3,439 78,795	3,660 4,026 106,800	3,660 4,026 106,800
	蒸気条件	蒸気流量蒸気温度	t/h ℃	2,140 285	4,440 286	4,440 286
核特性	U-235平均濃縮度	第一炉心平衡炉心	wt% wt%	2.17 2.50	2.20 2.58	2.20 2.58
核特性	燃焼度	第一炉心平均平衡炉心平均燃料集合体最高（第一炉心）	MWD/t MWD/t MWD/t	16,500 22,000 約26,000	21,000 27,500 約35,000	21,000 27,500 約35,000
熱特性	設計出力分布係数	半径方向軸方向局部全出力分布係数		1.47 1.57 1.30 3.00	1.40 1.50 1.24 2.60	1.40 1.50 1.24 2.60
熱特性	過出力係数平均出力密度最小限界熱流束比最大線出力密度炉心出口の平均蒸気重量率		kW/L kW/cm wt%	1.20 35.73 1.52 (120%出力時) 0.594 10.0	- 51.2 1.9 (100%出力時) 0.610 13.3	- 51.2 1.9 (100%出力時) 0.607 13.3
燃料	ペレット直径ペレット材料被覆管外径被覆管材料		cm cm	1.24 UO₂ 1.45 ジルカロイ-2	1.24 UO₂ 1.43 ジルカロイ-2	1.24 UO₂ 1.43 ジルカロイ-2
燃料	燃料集合体	集合体総数燃料棒配列集合体当たりUO₂重量集合体重量チャネル材料	kg kg	400 7×7 223 311 ジルカロイ-4	548 7×7 221 309 ジルカロイ-4	548 7×7 221 309 ジルカロイ-4
制御材	制御棒	材質形状数ピッチ	cm	ボロンカーバイド十字形 97 30.48	ボロンカーバイド十字形 137 30.48	ボロンカーバイド十字形 137 30.48
	ポイズンカーテン	材質形状数		ボロンステンレス鋼板状 172	ボロンステンレス鋼板状 248	ボロンステンレス鋼板状 248
	液体毒物	系統数毒物主要機器		1 ボロン（5ホウ酸ナトリウム）貯蔵タンク1基プランジャポンプ2台（予備1台）	1 ボロン（5ホウ酸ナトリウム）貯蔵タンク1基プランジャポンプ2台（予備1台）	1 ボロン（5ホウ酸ナトリウム）貯蔵タンク1基プランジャポンプ2台（予備1台）
分類	項目		単位	1号機	2号機	3号機
圧力容器	内径×全高母材厚さ内張り厚さ母材材質内張材材質重量設計圧力設計温度適用規格		m mm mm t kg/cm²g ℃	4.78×約19.0 約160 約5.6 ASME SA 302B ASME SA 336 ステンレス鋼約440 87.9 302 ASEM Sec.VIII	5.57×約22.0 約140 約5.0 ASME A 533Gr.B,C1.1 ASTMA 508 C1.2 ステンレス鋼約500 87.9 302 ASEM Sec.VIII	5.57×約22.0 約140 約5.0 ASME A 533Gr.B,C1.1 ASTMA 508 C1.2 ステンレス鋼約535 87.9 302 ASEM Sec.VIII
冷却材再循環系	ループ数×口径ジェットポンプ個数再循環ポンプ流量再循環ポンプ全揚程再循環ポンプ電動機出力再循環ポンプ電動機回転数		t/h m kW rpm	2×610 20 5,600 103.6 2,000 1,380	2×712 20 7,570 153 3,750 1,380	2×712 20 7,760 152.4 3,750 1,380
主蒸気系	主蒸気管本数×口径主蒸気隔離弁個数×形式安全弁個数×形式逃がし弁×形式			4×400mm 8×空気式 13×ばね式 3×電磁式	4×610mm 8×空気式 3×ばね式 8×先駆弁式	4×610mm 3×空気式 3×ばね式 8×先駆弁式
格納容器	ドライウェル	形状球部内径×円筒部内径	m	フラスコ形 17.7×9.6	フラスコ形 20.0×10.9	フラスコ形 20.0×10.9
	圧力抑制室	形状円環中心線直径円環断面内径ベント管本数×内径ヘッダ内径下降管本数×内径プール水量	m m m m³	円環形 29.6 8.08 8×1.75m 1.25 80 1,750	円環形 33.5 8.9 8×2.057m 1.46 96×610mm 3,000	円環形 33.5 8.9 8×2.057m 1.46 96×610mm 2,991
	設計圧力（内圧）設計圧力（外圧）設計温度材質		kg/cm²g kg/cm²g ℃	4.35 0.14 138 ASTM A 201 Gr.B またはA212 Gr.B	3.92 0.14 138 ASME SA 516 Gr.70	3.92 0.14 138 ASME SA 516 Gr.70

脚注

注釈

^ 複合建屋とは格納容器を内包する二次格納施設（原子炉建屋原子炉棟）の外側に原子炉建屋付属棟を設置することにより建屋の地震時基礎浮き上り制限（接地率）を向上させる方式であり、単独建屋と比較して耐震性で優れる(電気事業連合会 2011, p. 2)
^ ディーゼル発電機を原子炉1基につき2台配置している場合、各々の発電機はDG/A,DG/Bと呼称する

出典

^ 電力新報 1979, p. 114
^ 電力新報 1979, p. 124
^ ^a ^b 電力新報 1979, p132,「福島第一原子力建設に参加して」
^ 葦原悦朗 1970, p. 1557.
^ 野村顕雄 1969, p. 53.
^ 「東電福島第一原発、建屋外壁を塗装」『日本経済新聞』1986年2月21日（地方経済面東北B）24面
^ 佐藤栄佐久 2011, pp. 230.
^ 電気事業連合会 2011, p. 13.
^ 1、2号機は稲葉栄治 1969, p. 23、3号機は葦原悦朗 1970, p. 1557

参考文献

論文

鏑木宏「福島原子力建設工事の概要について」『発電水力』、発電水力協会、1969年1月、75-88頁、NAID 40018433197。
稲葉栄治「東京電力株式会社福島原子力発電所二号機計画概要 (原子力発電(特集))」『東芝レビュー』第24巻第1号、東芝技術企画室、1969年1月、22-25頁、NAID 40018135085。
野村顕雄「わが国の動力炉開発-5-東京電力(株)福島原子力発電所」『日本原子力学会誌』第11巻第5号、日本原子力学会、1969年5月、306-314頁、NAID 40018265967。
葦原悦朗「福島原子力発電所三号機計画概要」『東芝レビュー』第25巻第12号、東芝技術企画室、1970年12月、1553-1558頁、NAID 40018135440。
電力新報「完成した福島第一原子力発電所」『電力新報』、電力新報社、1979年12月。

報告書

電気事業連合会『国内BWRプラントの非常用電源設備の配置について』（レポート）原子力安全委員会、2011年8月23日。（原子力規制委員会HP内）

書籍

佐藤栄佐久『福島原発の真実』平凡社〈平凡社新書〉、2011年6月。ISBN 9784582855944。