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東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号工認-995 改 3

提出年月日

平成 30 年 9 月 6 日

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R0Ⅴ-2-3-4-4-4 シュラウドヘッドの耐震性についての計算書

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2目次
1. 一般事項

11.1 記号の説明

11.2 適用基準

11.3 形状・寸法・材料

11.4 解析範囲

11.5 計算結果の概要

12. 計算条件

52.1 設計条件

52.2 運転条件

52.3 荷重の組合せ及び許容応力状態

52.4 材料

52.5 物性値

52.6 荷重の組合せと応力評価

52.7 許容限界

52.8 応力の記号と方向

53. 外荷重の条件

63.1 死荷重63.2 地震荷重64. 応力計算

64.1 応力評価点

64.2 差圧による応力64.2.1荷重条件（L02）

64.2.2

計算方法

684.3 外荷重による応力4.3.1

荷重条件（L04，L14 及び L16）

84.3.2

計算方法

84.4 応力の評価

95. 応力強さの評価

10

5.1 一次一般膜応力強さの評価

10

5.2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価

10目−1

図表目次
2

図 4−1 解析モデル11

表 1−1 計算結果の概要

4

表 4−1 断面性状12

表 5−1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ

13

表 5−2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ

14

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2

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，シュラウドヘッドの耐震性についての計算書である。
シュラウドヘッドは，原子炉圧力容器内部構造物であるため，添付書類「Ⅴ-2-3-4-4-1 原子炉圧力容器内部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-2-3-4-4-4 R3

記号

記 号 の 説 明

単 位

Ａ1

鏡板の断面積mm2Ａ2

外側スリーブの断面積mm2Ｄｉ

フランジ内径mm

Ｄｏ

フランジ外径mm

Ｄｓｉ

外側スリーブ内径mm

Ｄｓｏ

外側スリーブ外径mm

Ｒｍ

球殻の平均半径mmｔｓ

鏡板厚さmmＲｓ

球殻の内半径mmｔ

フランジ厚さmm

1.2 適用基準
適用基準は，「応力解析の方針」の 3.1 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。

1

P02,P02’

P01,P01’
鏡 板〔SUS304 相当〕

ｔｓ

Ｄｏ ＝
Ｒｓ ＝ｔｓ ＝ｔ ＝

Ｒｓｔ

Ｄｏ

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R0

フランジ〔SUS304 相当〕

炉心シュラウド：応力評価点〔〕 ：ＪＩＳ相当材（） ：材料

図 1−1(1) 形状・寸法・材料・応力評価点（シュラウドヘッド）（単位：mm）

2

P04,P04’

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R0

Ｄｓｉ

外側スリーブ（SUS316LTP）

Ｄｓｉ＝

Ｄｓｏ＝

Ｄｓｏ

P03,P03’：応力評価点（） ：材料

図 1−1(2) 形状・寸法・材料・応力評価点（シュラウドヘッドボルト）（単位：mm）

3

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R1

表 1−1 計算結果の概要

部分及び材料

一次一般膜応力強さ

一次一般膜＋一次曲げ応力強さ

（MPa）

（MPa）

許容応力状態
応力強さ

許容値

応力評価面

応力強さ

許容値

応力評価点

シュラウドヘッド

ⅢＡＳ

52

111

P01’-P02’

125

167

P01

SUS304

ⅣＡＳ

79

169

P01’-P02’

187

254

P01

シュラウドヘッドボルト

ⅢＡＳ

81

92

P03’-P04’

81

138

P03’-P04’

SUS316LTP

ⅣＡＳ

131

147

P03’-P04’

131

221

P03’-P04’

4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 運転条件
考慮した運転条件を「応力解析の方針」の 4.2 節に示す。
2.3 荷重の組合せ及び許容応力状態
荷重の組合せ及び許容応力状態は，「応力解析の方針」の 3.5 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-2-3-4-4-4 R2

物性値は，「応力解析の方針」の 3.4 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 3.6 節に示す。
溶接部の継手効率を「応力解析の方針」の 3.7 節に示す。
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。
σt ：周方向応力σ：軸方向応力σσr ：半径方向応力σ

τt ：せん断応力σr

τ r ：せん断応力σtτrt ：せん断応力

シュラウドヘッド5シュラウドヘッドボルト

3. 外荷重の条件3.1 死荷重
シュラウドヘッド及びシュラウドヘッドボルト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。
3.2 地震荷重
シュラウドヘッド及びシュラウドヘッドボルトの評価に用いる地震荷重を「応力解析の方針」の 4.4.3 項に示す。
4. 応力計算
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。

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2

4.2 差圧による応力4.2.1

荷重条件（L02）
各運転条件における差圧を「応力解析の方針」の 4.1 節に示す。
計算は，設計差圧に対して行い，各許容応力状態での応力は，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. シュラウドヘッド(a)

一次一般膜応力差圧Ｐ45 による一次一般膜応力は，次式で求める。
Ｐ 45 ・Ｒ m
σ t ＝σ ＝2・ｔ s
Ｐ 45σ r ＝−2(b)一次一般膜＋一次曲げ応力
差圧による一次曲げ応力は存在しない。したがって，一次一般膜＋一次曲げ応力は一次一般膜応力と同じである。

6

b. シュラウドヘッドボルト(a) 差圧によるシュラウドヘッドの浮上がり力
差圧Ｐ45 によるシュラウドヘッドの浮き上がり力ＦP は，次式で求める。

ＦP＝(b)

π・Ｐ45・Ｄｉ
4×

シュラウドヘッドの死荷重による押付け力
シュラウドヘッドの死荷重Ｖ1 による押付け力ＦSH は，次式で求める。

ＦSH＝(c)Ｖ1一次一般膜応力NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R0

差圧Ｐ45 による一次一般膜応力は，次式で求める。

σ ＝−(d)ＦP−ＦSHＡ2

一次一般膜応力＋一次曲げ応力
差圧による一次曲げ応力は存在しない。したがって，一次一般膜＋一次曲げ応力は一次一般膜応力と同じである。

7

4.3 外荷重による応力4.3.1

荷重条件（L04，L14 及び L16）
シュラウドヘッドに働く外荷重を「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. シュラウドヘッド(a) 一次一般膜応力
イ. 死荷重（L04）
死荷重による一次一般膜応力は，次式で求める。

τ r＝

Ｖ1
Ａ1NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2

ロ. 地震荷重（L14 及び L16）
地震荷重による一次一般膜応力の計算は，解析コード「ＡＢＡＱＵＳ」を用いて行う。
応力計算のモデル及び仮定した境界条件を，図 4−1 に示す。ここで，鏡板はを行う。
(b) 一次一般膜＋一次曲げ応力
イ. 死荷重（L04）
死荷重による一次一般膜＋一次曲げ応力は，次式で求める。

τ r＝

Ｖ1
Ａ1

ロ. 地震荷重（L14 及び L16）
地震荷重による一次一般膜＋一次曲げ応力の計算は，解析コード「ＡＢＡＱＵＳ」を用いて行う。
応力計算のモデル及び仮定した境界条件を，図 4−1 に示す。ここで，鏡板はを行う。

8b. シュラウドヘッドボルト(a) 一次一般膜応力
イ. 死荷重及び地震荷重（L04，L14 及び L16）
外荷重による一次一般膜応力は，次式で求める。

σ ＝−Ｖ2Ａ2(b) 一次一般膜＋一次曲げ応力
イ. 死荷重及び地震荷重（L04，L14 及び L16）
外荷重による一次曲げ応力は存在しない。したがって，一次一般膜＋一次曲げ応力は一次一般膜応力と同じである。
4.4 応力の評価

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R1

各応力評価点で計算された応力は，応力の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。

9

5. 応力強さの評価
5.1 一次一般膜応力強さの評価
各許容応力状態における評価をまとめて，表 5−1 に示す。
表 5−1 より，各許容応力状態の一次一般膜応力強さは，「応力解析の方針」の 3.6 節及び 3.7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
各許容応力状態における評価をまとめて，表 5−2 に示す。
表 5−2 より，各許容応力状態の一次一般膜＋一次曲げ応力強さは，「応力解析の方針」の 3.6

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2節及び 3.7 節に示す許容値を満足する。

10

図 4−1 解析モデル

11

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2

表 4−1 断面性状

応力評価点

Ｄｉ（mm）

Ｄｓｉ（mm）

Ｄｓｏ（mm）

Ｒｍ（mm）

P01，P02
P03，P04

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2

注記 ＊：Ａ1＝π・Ｄｉ・ｔｓ

12ｔｓ（mm）

Ａ12（mm ）Ａ2（mm2）

表 5−1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ（単位：MPa）

応力評価面

許容応力状態

許容応力状態

ⅢＡＳ

ⅣＡＳ

応力許容値

強さ
P01
P02P01’
P02’
P03P04

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2P03’
P04’

応力許容値

強さ

50111＊

77

169＊

52111＊

79

169＊

1992＊

19147＊

8192＊

131147＊

注記 ＊：継手効率13を乗じた値を示す。

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）

応力評価点

許容応力状態

許容応力状態

ⅢＡＳ

ⅣＡＳ

応力許容値

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-4 R2E

強さ

応力許容値

強さ

P01

125167＊

187

254＊

P01’

120167＊

182

254＊

P0292

167＊

137

254＊

P02’

81

167＊

126

254＊

19138＊

19221＊

81138＊

131

221＊

P03
P04P03’P04’

注記 ＊：継手効率14を乗じた値を示す。