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資料番号

工認-1035 改 1

提出年月日

平成 30 年 9 月 14 日

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1Ⅴ-3-別添6-4 炉心支持板の応力計算書

目次

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

1.

一般事項

11.1 記号の説明

11.2 適用基準

21.3 形状・寸法・材料

21.4 解析範囲

21.5 計算結果の概要

22.

計算条件

72.1 設計条件

72.2 重大事故等時の条件

72.3 荷重の組合せ及び供用状態

72.4 材料

72.5 物性値

72.6 荷重の組合せと応力評価

72.7 許容限界

72.8 応力の記号と方向

83.

9外荷重の条件

3.1 死荷重94.

応力計算94.1 応力評価点

94.2 差圧による応力94.2.1 荷重条件（L02）94.2.2 計算方法

94.3 外荷重による応力124.3.1 荷重条件（L04）124.3.2 計算方法

124.4 応力の評価

135.

13

応力強さの評価

5.1 一次一般膜応力強さの評価

13

5.2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価

13目−1

図表目次
3

図 4-1 補強ビームの荷重計算モデル14

図 4-2 補強ビームの応力計算モデル14

図 4-3 支持板の荷重計算及び応力計算モデル

16

表 1-1 計算結果の概要

6

表 4-1 断面性状17表 5-1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ

18

表 5-2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ

19NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

図 1-1 形状・寸法・材料・応力評価点

目−21.

一般事項本計算書は，炉心支持板の応力計算書である。
炉心支持板は，炉心支持構造物であるため，添付書類「Ⅴ-2-3-3-2-1 炉心支持構造物の応力解析の方針」（以下「応力解析の方針」という。）に基づくものとする。

1.1 記号の説明
記号の説明は，「応力解析の方針」の 2 章に示す。
さらに，本計算書において，以下の記号を用いる。

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

記号

記 号 の 説 明

単 位

ａi

補強ビーム固定端から中央部までの長さmm

ｂｅ

等価幅mm

Ｄ

制御棒案内管用穴径mmｄ

中性子計測案内管用穴径mm

ｅ0

中立軸からの距離mmｅ0’

中立軸からの距離mmｅ1

中立軸からの距離mm

ｅ1’中立軸からの距離mmｅ2

中立軸からの距離mmｅ3

中立軸からの距離mm

ＦＳ

せん断力

N

ｈｃ

支持板の厚さmm

ｈ0

補強ビーム固定端の高さmm

ｈ1

補強ビーム高さmm

Ｉ0断面二次モーメントmm4Ｉ1

断面二次モーメントmm4Ｉ2

断面二次モーメントmm4Ｉ3

断面二次モーメントmm4ｉ

補強ビーム固定端近傍から中央部までの長さmmｐ

補強ビーム1スパン当たりの長さmm

2支持板固定端からの長さmm

3支持板固定端からの長さmm

4支持板固定端からの長さmm

5支持板のモデル化上の幅mm

6支持板の最小幅mmｔ

補強ビーム厚さmm

11.2 適用基準
適用基準は，「応力解析の方針」の 1.3 節に示す。
1.3 形状・寸法・材料
本計算書で解析する箇所の形状・寸法・材料を図 1-1 に示す。
1.4 解析範囲
解析範囲を図 1-1 に示す。
1.5 計算結果の概要
計算結果の概要を表 1-1 に示す。
なお，応力評価点の選定に当たっては，形状不連続部，溶接部及び厳しい荷重作用点に着目

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

し，応力評価上厳しくなる代表的な評価点を本計算書に記載している。

2

P07，P07’
P08，P08’

P05，P05’
P06，P06’

Ｙ

補強ビーム No.1
補強ビーム No.2

補強ビーム No.3

補強ビーム No.4
ＸＡＡ

補強ビーム No.5

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R0

補強ビーム No.6
補強ビーム No.7
Ｂ
P01,P01’
P02,P02’
支持板〔SUS304 相当〕

P03,P03’
P04,P04’

P02,P02’

P04,P04’

P01,P01’

P03,P03’

補強ビーム〔SUS304 相当〕：応力評価点
Ａ〜Ａ断面図〔〕：ＪＩＳ相当材（）：材料

注 1：Ｂ部の詳細は図 1-1(2)に示す。
注 2：各補強ビームの寸法を図 1-1(3)に示す。
図 1-1(1) 形状・寸法・材料・応力評価点

3

P08,P08’

P07,P07’

支持板

ＣP05,P05’

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R0

補強ビーム

P01,P01’

P06,P06’

ＣP02,P02’
P01,P01’
P02,P02’

P05,P05’
P06,P06’

P07,P07’
P08,P08’

Ｂ部詳細図

Ｃ〜Ｃ断面図：応力評価点

図 1-1(2) 形状・寸法・材料・応力評価点（単位：mm）

4ｈc
ａi
ｈ1

ｈ0ａiｔ

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R0ｉｉ

各補強ビームの寸法（単位：mm）
寸法
ビーム No.

ａｉｈ0ｉ

ｈ1ｈｃ

補強ビーム No.1
補強ビーム No.2
補強ビーム No.3
補強ビーム No.4
補強ビーム No.5
補強ビーム No.6
補強ビーム No.7
図 1-1(3) 形状・寸法・材料・応力評価点（補強ビーム）（単位：mm）

5ｔ

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R0

表 1-1 計算結果の概要部分及び材料供用状態一次一般膜応力強さ

一次一般膜＋一次曲げ応力強さ（MPa）（MPa）

応力強さ

補強ビーム
SUS304支持板
SUS304

許容値

応力

応力評価面

強さ

許容値

応力評価点

Ｅ

16195

P03-P0498

293

P03Ｅ6260

P07-P0830391

P0662.

計算条件

2.1 設計条件
設計条件を「応力解析の方針」の 4.1 節に示す。
2.2 重大事故等時の条件
重大事故等時の条件を「応力解析の方針」の 4.3 節に示す。
2.3 荷重の組合せ及び供用状態
荷重の組合せ及び供用状態は，「応力解析の方針」の 3.4 節に示す。
2.4 材料
各部の材料を図 1-1 に示す。
2.5 物性値
NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

物性値は，「応力解析の方針」の 3.3 節に示す。
2.6 荷重の組合せと応力評価
荷重の組合せと応力評価は，「応力解析の方針」の 4.5 節に示す。
2.7 許容限界
許容限界は，「応力解析の方針」の 3.5 節に示す。

7

2.8 応力の記号と方向
応力の記号とその方向は，以下のとおりとする。
なお，主応力の算出は，「応力解析の方針」5.4.1 項に示される式において，σｔ，σ ，σｒ，τ ｒ，τｒｔをそれぞれσｘ，σｙ，σｚ，τｙｚ，τｚｘに添字を置き換えて求める。

σz
σｘ ：ｘ方向応力σy

σｙ ：ｙ方向応力σｚ ：ｚ方向応力σxτｙｚ：せん断応力
τｚｘ：せん断応力NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

補強ビーム

σｚσｘσｙ支 持 板

8

3. 外荷重の条件
3.1 死荷重
炉心支持板の評価に用いる死荷重を「応力解析の方針」の 4.4.1 項に示す。
4.

応力計算
応力計算において，荷重は図 4-1 及び図 4-3 に示す各補強ビーム及び各支持板に加わると考えて計算する。
4.1 応力評価点
応力評価点の位置を図 1-1 に示す。また，各応力評価点の断面性状を表 4-1 に示す。
4.2 差圧による応力4.2.1 荷重条件（L02）
重大事故等時の条件における差圧を「応力解析の方針」の 4 章の図 4-1 に示す。
NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

計算は，設計差圧に対して行い，供用状態Ｅでの応力は，比例計算により求める。
4.2.2 計算方法
(1) 差圧による一次応力の計算
a.

補強ビーム

(a) 差圧による荷重
補強ビームの荷重計算モデルを，図 4-1 に示す。
差圧による単位長さ当たりの分布荷重Ｗ1 は，次式で求める。

Ｗ1＝Ｐ13 ・1π・（2・ p2−2・ ・Ｄ2）
4p(b) 曲げ応力（一次応力）
図 4-1 に示す補強ビームの荷重計算モデルにより荷重を求め，図 4-2 に示す補強ビームの応力計算モデルにより曲げ応力を求める。ここで，断面二次モーメントＩ0，Ｉ1は，支持板を穴の部分の面積を除いたものと等しい面積を持つ穴のない帯状の板に置き換えて計算する。穴としては，制御棒案内管の入る穴及び中性子計測案内管の入る穴を考慮する。なお，モーメントは最長の補強ビーム No.4 について求める。
イ.

0≦ｘ≦ ｉのとき(イ) モーメント
Ｗ1（ai2−ｘ2）
Ｍ＝−ＭA＋ ・29(ロ) 曲げ応力
σx＝−Ｍ・ｅ1Ｉ1Ｍ・ｅ1'σx＝
Ｉ1ロ.

（補強ビームの下端）（補強ビームの上端）

ここで，Ｉ1：Ｉ1 部の断面二次モーメントｉ≦ｘ≦ａｉのとき(イ) モーメント
Ｍ＝−Ｍ A＋Ｗ1
・(ａi2−ｘ2）2(ロ) 曲げ応力
σx＝−Ｍ

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1・ｅ0Ｉ0Ｍ・ｅ0'σx＝
Ｉ0（補強ビームの下端）（補強ビームの上端）

ここで，ＭＡ：固定端モーメント
Ｗ1 ｉ・ ａi 2−2ＭA＝

2ｉ3Ｗ１・(Ｉ0−Ｉ1)＋I1・ ・ａｉ33(Ｉ0−Ｉ1)・ ｉ＋I1･ａｉ

Ｉ0：Ｉ0 部の断面二次モーメント
Ｉ1：Ｉ1 部の断面二次モーメント(c) せん断応力（一次一般膜応力）
補強ビームの固定端でせん断力は最大となり，補強ビームの中央でせん断力は 0 となる。
補強ビームの固定端におけるせん断応力は次式で求める。
τzx＝

ＦＳＡ0

ここで， ＦＳ ：固定端におけるせん断力
ＦＳ ＝Ｗ1・ａｉ
Ａ0 ：固定端の断面積
Ａ0 ＝ｂｅ・ｈｃ＋ｈ0・ｔ10b.

支持板
支持板の計算モデルを，図 4-3 に示す。

(a) 差圧による荷重差圧による単位長さ当たりの分布荷重Ｗ2 は，次式で求める。

Ｗ2＝Ｐ13 ・1π・(2・ 4 ・ p−2 ・ ・Ｄ2 )2・ 44(b) 曲げ応力（一次応力）
図 3-3 に示す支持板の計算モデルにより曲げ応力を求める。
イ. モーメントNT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

Ｍ＝ＭA−Ｗ2 ・ 4 ・ｙ＋Ｗ2・ｙ22

ロ. 曲げ応力
固定端における曲げ応力は，次式で求める。

σ y＝ＭA・ｅ2Ｉ2

σ y＝ −ＭA・ｅ2Ｉ2

また，ｙ＝σy＝Ｍ
Ｉ3

σ y＝ −（支持板の下面）（支持板の上面）mm における曲げ応力は，次式で求める。

・ｅ3Ｍ
Ｉ3（支持板の下面）・ｅ3（支持板の上面）

ここで，ＭＡ：固定端モーメント2・ 4 3 −ＭA＝Ｉ2−1 ・( 3 3 − 2 3 −3・ 3 2 ・ 4＋3・ 2 2 ・ 4)
Ｉ36・Ｉ24＋−1 ・( 3− 2)Ｉ3

Ｉ2：Ｉ2 部の断面二次モーメント
Ｉ3：Ｉ3 部の断面二次モーメント
11・ Ｗ2(c) せん断応力（一次一般膜応力）
固定端におけるせん断応力は，次式で求める。

τyz＝

Ｗ2・ 4ｈc・ 5ｙ＝mm におけるせん断応力は，次式で求める。

Ｗ2
τyz＝・( 4−ｈc・ 64.3 外荷重による応力
4.3.1 荷重条件（L04）

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

炉心支持板に働く外荷重を「応力解析の方針」の 4.4 節に示す。
4.3.2 計算方法
(1) 外荷重による一次応力の計算
a. 補強ビーム
補強ビームの荷重計算モデルを，図 4-1 に示す。
(a)

死荷重による単位長さ当たりの分布荷重
死荷重による単位長さ当たりの分布荷重Ｗ3 は，次式で求める。

Ｖ1
Ｗ3＝−p(b) 曲げ応力及びせん断応力
4.2.2(1)a.項と同様にして求める。
b.

支持板支持板の計算モデルを図 4-3 に示す。

(a) 死荷重による単位長さ当たりの分布荷重
死荷重による単位長さ当たりの分布荷重Ｗ5 は，次式で求める。

Ｗ 5＝−Ｖ22・ 4(b) 曲げ応力及びせん断応力
4.2.2(1)b.項と同様にして求める。

124.4 応力の評価
各応力評価点で計算された応力は，応力を分類ごとに重ね合わせ，組合せ応力を求め応力強さを算出する。
応力強さの算出方法は「応力解析の方針」の 5.4 節に示す。
5.

応力強さの評価

5.1 一次一般膜応力強さの評価
供用状態Ｅにおける評価を，表 5-1 に示す。
表 5-1 より，供用状態Ｅの一次一般膜応力強さは，「応力解析の方針」の 3.5 節に示す許容値を満足する。
5.2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価
供用状態Ｅにおける評価を，表 5-2 に示す。
表 5-2 より，供用状態Ｅの一次一般膜＋一次曲げ応力強さは「応力解析の方針」の 3.5 節にNT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

示す許容値を満足する。

13

Ｄ2･ ｐｔｐＷ3Ｗ1Ｗ1，Ｗ3：鉛直方向分布荷重

Ｄ ＝
ｐ＝

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1ｔ ＝

図 4-1 補強ビームの荷重計算モデル（単位：mm）

ａｉｉＩ0Ｉ1ｚ

ＭＡ0ｘ

図 4-2(1) 補強ビームの応力計算モデル

14ｄＩ1ｅ1’Ｉ0ｂｅｅ0 ｅ0’ｂｅｅ1 ＝
ｅ1’ ＝

ｅ1NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1ｂｅ（等価幅）ｅ0 ＝ｅ0’ ＝
Ｉ1 部

ｂｅ ＝

Ｉ0 部

ｄ＝

1ππ
ここで，ｂｅ＝ ・(2・ p 2−2・ ・Ｄ2− ・ｄ2 )p44
図 4-2(2) 補強ビームの応力計算モデル（単位：mm）

15

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1Ｉ26Ｄ5pｈｃＷ5Ｉ3Ｗ2Ｉ223Ｄ4＝ｈｃ ＝ｚＭＡＦSｙ02＝3＝4＝5＝6＝

ｐ＝

e2＝

e3＝

65e3e3e2e2Ｉ3 部

Ｉ2 部

Ｗ2，Ｗ5：鉛直方向分布荷重
注記 ＊：固定端から最小幅になる部分までの距離

図 4-3 支持板の荷重計算及び応力計算モデル（単位：mm）
16

表 4-1 断面性状

応力評価点

補強ビームに平行な軸Ｉ（mm4）P01，P02
P03，P04
P05，P06

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1

P07，P0817ｅ（mm）

表 5-1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ（単位：MPa）
供用状態Ｅ

応力評価点

応力強さ

P01＊10260

P01’ ＊10260

P020260

P02’ ＊10260

P03＊116195＊3P03’ ＊116

195＊3

P04＊116260P04’ ＊116260

P05＊23156＊4P05’ ＊23156＊4

P06＊23260

P06’ ＊232606260

P07’ ＊26260

P08＊262606260＊1NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1許容値

P07＊2P08’＊2

注記 ＊1：評価点は補強ビームを示す。
＊2：評価点は支持板を示す。
＊3：継手効率を乗じた値を示す。

＊4：継手効率を乗じた値を示す。

18

表 5-2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ（単位：MPa）
供用状態Ｅ

応力評価点

応力強さ

P01＊129391

29391

P02＊114391

P02’ ＊114391

P0398

293＊3P03’ ＊198

293＊3

P04＊14039140391

P05＊2

17234＊4P05’ ＊217234＊4

P06＊230391

P06’ ＊230391

P07＊22039120391

P08＊215391

P08’ ＊215391

P01’

＊1＊1

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-4 R1E

許容値

P04’

P07’

＊1＊2

注記 ＊1：評価点は補強ビームを示す。
＊2：評価点は支持板を示す。
＊3：継手効率を乗じた値を示す。

＊4：継手効率を乗じた値を示す。

19