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東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号
提出年月日

工認-209 改 0
平成 30 年 4 月 3 日

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

Ⅴ-3-別添3-14 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針目次
1.

概要 ............................................................................................................................... 12.

強度評価の基本方針 ..................................................................................................... 2
2.1 評価対象施設 ........................................................................................................... 2
2.2 評価方針 .................................................................................................................. 33.

構造強度設計 ................................................................................................................ 4
3.1 構造強度の設計方針 ................................................................................................ 4
3.2 機能維持の方針 ....................................................................................................... 64.

荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界 ...................................................................... 35
4.1 荷重及び荷重の組合せ .......................................................................................... 35
4.2 許容限界 ................................................................................................................ 40

5.

強度評価方法 .............................................................................................................. 46
5.1 建物・構築物に関する評価式 ............................................................................... 46

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

5.2 機器・配管系に関する評価式 ............................................................................... 656.

適用規格...................................................................................................................... 711.

概要
本資料は，「実用発電用原子炉及びその附属施設の技術基準に関する規則」第12条及び第54条並びそれらの「実用発電用原子炉及びその附属施設の技術基準に関する規則の解釈」に適合する設計とするため，Ｖ-1-1-8-5「溢水防護施設の詳細設定」に基づき設計する溢水防護施設が，溢水に対して構造健全性を有することを確認するための強度計
算方針について説明するものである。
強度計算は，Ｖ-1-1-8-1「溢水等による損傷防止の基本方針」に示す適用規格を用いて実施する。
各施設の具体的な計算の方法及び結果は，Ｖ-3-別添3-15「貫通部止水処置の強度計
算書」，Ｖ-3-別添3-16「水密扉の強度計算書」，Ｖ-3-別添3-17「浸水防止堰の強度計
算書」，Ｖ-3-別添3-18「防護カバーの強度計算書」及びＶ-3-別添3-19「逆流防止装置

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0（床ドレンファンネル）の強度計算書」に示す。

1

2.

強度評価の基本方針
強度評価は，「2.1 評価対象施設」に示す施設を対象として，「4. 荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界」で示す溢水による荷重と組み合わすべき他の荷重による組合
せ荷重，応力又は圧力（以下「応力等」という。）が許容限界内にあることを「5. 強度評価方法」に示す評価方法により，「6. 適用規格」に示す適用規格を用いて確認する。

2.1 評価対象施設
Ｖ-1-1-8-5「溢水防護施設の詳細設定」（以下「Ｖ-1-1-8-5」という。）にて設定されている溢水防護に係る施設を強度評価の対象とし，第2-1表に示す。
第2－1表では，強度評評価の対象施設が，津波又は溢水のどちらの事象を防護するための施設であるかを明確に示す。また，第2－1表に示す施設のうち，津波防護に係る浸水防止設備を兼ねるものは，溢水事象の静水圧（屋外タンク破損による溢水および地下水）に余震荷重を考慮した荷重を津波荷重とすることから，津波事象における評価に包第2－1表 強度計算の対象施設と防護する事象
事象

強度計算の対象施設
水密扉

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

絡できるため，これらの計算所はＶ-3-別添3-2～13にて示す。

津波

水密扉

〇

（浸水防護重点化範囲）（浸水防止設備）

水密扉（上記以外）
浸水防護堰（溢水拡大防止堰及び浸水防止止水板）
逆流防止装置水処置

貫通部止（床ドレンファンネル）貫通部止水処置

〇＊1

－

〇＊1

－

〇＊1

（浸水防止設備）

貫通部止水処置（上記以外）

－

浸水防止蓋

〇
（浸水防止設備）

水密ハ

ッチ

（浸水

防護重

点化範

囲）

（浸水防護重点化範囲）〇（浸水防止設備）

防護カバー

〇

－

〇

（浸水防護重点化範囲）

溢水

－

〇
〇＊1
〇
〇
〇＊1

＊1：以下，溢水事象のみを防護する施設のことを「溢水防護に係る施設」という。

2

2.2 評価方針
浸水防護施設は，Ｖ-1-1-8-5の「3.要求機能及び性能目標」で設定している構造強度設計上の性能目標を達成するため，「2.1 評価対象施設」で分類した施設ごとに，NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

浸水防護に関する強度評価を実施する。

3

3.

構造強度設計「2.1 評価対象施設」で設定されている施設が，構造強度設計上の性能目標を達成す
るよう，Ｖ-1-1-8-5の「3.

要求機能及び性能目標」で設定している各施設が有する機能を踏まえて，構造強度の設計方針を設定する。
各施設の構造強度の設計方針を設定し，想定する荷重及び荷重の組合せを設定し，それらの荷重に対し，各施設の構造強度を維持するよう構造設計と評価方針を設定する。
3.1 構造強度の設計方針
Ｖ-1-1-8-5 の「3.

要求機能及び性能目標」で設定している構造強度上の性能目標を達成するための設計方針を「2.1 評価対象施設」ごとに示す。
(1) 水密扉
常設代替高圧電源装置用カルバート原子炉建屋側水密扉（浸水防止設備と兼用）
及び原子炉建屋地下 2 階水密扉は，Ｖ-1-1-8-5 の「3. 要求機能及び性能目標」の「3.1.3 性能目標」で設定している構造強度設計上の性能目標を踏まえ，発生を想NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

定する溢水による静水圧荷重及び基準地震動Ｓｓによる地震力に対して，原子炉建
屋原子炉棟及び常設代替高圧電源装置用カルバートに設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
(2) 浸水防護堰a.

溢水拡大防止堰
溢水拡大防止堰（以下「堰」という。）は，Ｖ-1-1-8-5 の「3.

要求機能及び

性能目標」の「3.1.3 性能目標」で設定している構造強度設計上の性能目標を踏まえ，発生を想定する溢水による静水圧荷重及び基準地震動Ｓｓによる地震力に対して，原子炉建屋及びタービン建屋に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造
部材が構造健全性を維持する設計とする。
b.

浸水防止止水板
浸水防止止水板（以下「止水板」という。）は，Ｖ-1-1-8-5 の「3. 要求機能及び性能目標」の「3.1.3 性能目標」で設定している構造強度設計上の性能目標を踏まえ，発生を想定する溢水による静水圧荷重及び基準地震動Ｓｓによる地震力に対して，原子炉建屋原子炉棟に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部
材が構造健全性を維持する設計とする。なお，パッキン及びコーキングにより止水性を維持する。

(3) 逆流防止装置（床ドレンファンネル）逆流防止装置は，Ｖ-1-1-8-5 の「3.

要求機能及び性能目標」の「3.1.3

性能目標」で設定している構造強度設計上の性能目標を踏まえ，原子炉棟内で想定する溢水による静水圧荷重及び基準地震動Ｓｓによる地震力に対して，原子炉建屋原子炉棟に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造物が構造健全性を維持する設
計とする。

4

(4) 貫通部止水処置
貫通部止水処置は，Ｖ-1-1-8-5 の「3.

要求機能及び性能目標」の「3.1.3

性能目標」で設定している構造強度上の性能目標を踏まえ，発生を想定する溢水による静水圧荷重及び基準地震動ＳＳによる地震力に対して，海水ポンプエリア（浸水防止設備と兼用），原子炉建屋（浸水防止設備と兼用），タービン建屋及び廃棄物処
理建屋の貫通口と貫通物とのすき間にシール材又はブーツを施工し，止水性の維持を考慮して，有意な漏えいを生じない設計とする。また，モルタルによる施工箇所
は，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
(5) 浸水防止蓋（浸水防止設備と兼用）
海水ポンプ室ケーブル点検口浸水防止蓋，緊急用海水ポンプピット浸水防止蓋及び緊急用海水ポンプ室人員用開口部浸水防止蓋は，Ｖ-1-1-8-5 の「3. 要求機能及び性能目標」の「3.1.3 性能目標」で設定している構造強度設計上の性能目標を踏
まえ，発生を想定する溢水による静水圧荷重及び基準地震動Ｓｓによる地震力に対して，海水ポンプエリア及び緊急用海水ポンプピットに設置し，止水性の維持を考NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
(6) 水密ハッチ（浸水防止設備と兼用）
格納容器圧力逃がし装置格納槽点検用水密ハッチ，常設低圧代替水入系格納槽点
検用水密ハッチ及び常設低圧代替注水系格納槽可搬型ポンプ用水密ハッチは，Ｖ-1-1-8-5の「3. 要求機能及び性能目標」の「3.1.3

性能目標」で設定している構造強度設計上の性能目標を踏まえ，発生を想定する溢水による静水圧荷重及び基準
地震動Ｓｓによる地震力に対して，格納容器圧力逃がし装置格納槽及び常設低圧代
替注水系格納槽に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
(7) 防護カバー
防護カバーは，Ｖ-1-1-8-5 の「3.

要求機能及び性能目標」の「3.1.3

性能目標」で設定している構造強度上の性能目標を踏まえ，蒸気影響評価区画内で発生を想定する配管破断時の漏えい蒸気に対して，蒸気による環境条件を緩和し，設備の健全性が確認されている条件以下に制限する機能を維持するために，原子炉隔離時
冷却系蒸気配管（ターミナルエンド部）及び廃棄物処理棟補助蒸気配管（ターミナ
ルエンド部）に設置し，蒸気量を抑制する機能の維持を考慮して，発生を想定する
配管破断時の漏えい蒸気による蒸気噴射荷重に対して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。

5

3.2 機能維持の方針
Ｖ-1-1-8-5の「3. 要求機能及び性能目標」の「3.1.3 性能目標」で設定している，構造強度上の性能目標が達成されるよう，「3.1

構造強度の設計方針」に示す構造を踏まえ，「4.1 荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重条件を適切に考慮して，各設備の構造設計及びそれを踏まえた評価方法を設定する。
なお，溢水事象の静水圧（屋外タンク破損による溢水および地下水）に余震荷重を考慮した荷重を津波荷重とすることから，津波事象における評価に包絡できることを。
Ｖ-3-別添3-1「津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」にて説明する。
(1)水密扉a.

構造設計
水密扉は，「3.1 構造強度の設計方針」で設定している設計方針及び「4.1
荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重を踏まえ，以下の構造とする。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

水密扉は，鋼製の板材を主体構造とし，周囲の開口部との間に設置した鋼製の扉枠を建屋の床及び壁にアンカーボルトで固定し支持する構造とする。また，作用する荷重については，面外方向から作用し，扉からの反力が扉枠に伝わり，アンカーボルトを介して周囲の建屋の床及び壁に伝達する構造とする。
水密扉の設置位置を第3-1表に示す。また，水密扉の構造図を第3-2表に示す。
b.

評価方針
水密扉は，「a.構造設計」を踏まえ，以下の強度評価方針とする。
水密扉は，発生を想定する溢水による静水圧荷重に対して，水密扉を構成する板材，補強材及びアンカーボルトが，概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する。

6

第3-1表 水密扉の構造計画（1/2）
設備名称

配置図

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

水密扉

平面図

7

第3－1表 水密扉の構造計画（2/2）
設備

計画構造
説明図

名称

主体構造

支持構造

水密扉

片開型の鋼製

扉開放時にお扉とし，鋼製のいていは，ヒン

扉板に芯材を取ジにより扉が扉付，扉に設置さ

枠に固定され，芯材

れた締付装置

扉閉止時におい扉板（カンヌキ）をては，締付装置

鋼製の扉枠に，（カンヌキ）に締付装置

差し込み，扉とより扉が扉枠に（カンヌキ）

扉枠を一体化さ固定される構造

せる構造とすとする。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0る。

建屋の開口部周枠の接続はヒン

辺に，アンカージを介する構造

ボルトにより固

アンカーボルト

ヒンジ

水密扉

床面

建屋

▽

また，扉枠をまた，扉と扉

とする。

扉枠

（躯体）

扉枠

定する構造とす
る。

芯材

扉板

建屋
（躯体）

水密扉
ヒンジ
水密パッキン

水圧作用方向8

アンカーボルト第3－1図 水密扉の概略図

9NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

(2) 浸水防護堰a.

溢水拡大防止堰(a) 構造計画
溢水拡大防止堰は，「3.1 構造強度の設計方針」で設定している設計方針及び「4.1 荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重を踏まえ，以下の構造とする。
コンクリート,鉄筋及びアンカ一筋を主体構造とし，既設コンクリート床版を基礎として，アンカ一筋で固定し支持する構造とする。また，作用する荷重については，コンクリート製の堰に作用し，アンカー筋を介し，既設コンクリート床版に伝達する構造とする。
溢水拡大防止堰の構造計画を第3－3表に示す。
(b） 評価方針
溢水拡大防止堰は，「（a）構造設計」を踏まえ，以下の強度評価方針とする。
溢水拡大防止堰は，発生を想定する溢水による静水圧荷重に対して，溢水拡大防止堰を構成するアンカー筋及びコンクリートが、概ね弾性状態にとどまること
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0を計算により確認する。

10

第3－2表 溢水拡大防止堰の構造計画（1/5）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

浸水防止
止水板

11

第3－2表 溢水拡大防止堰の構造計画（2/5）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

浸水防止
止水板

12

第3－2表 溢水拡大防止堰の構造計画（3/5）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

浸水防止止
水板

13

第3－2表 溢水拡大防止堰の構造計画（4/5）
設備名称

配置図

浸水防止

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

止水板

EL.46.5 m

14

第3－2表 溢水拡大防止堰の構造計画（5/5）
設備名称

溢水拡大
防止堰

計画の概要

説明図

主体構造

支持構造

コンクリート躯体を既設及びアンカー

コンクリー

コンクリー

筋により構成

ト床版にア

堰

する。

ンカー筋で

鉄筋

アンカー筋（鉄筋）▽堰天端▽設置レベル

固定する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

既存躯体

15

b.

浸水防止止水板(a） 構造設計
浸水防止止水板は，「3.1 構造強度の設計方針」で設定している設計方針及び「4.1 荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重を踏まえ，以下の構造とする。
浸水防止止水板は，梁材，パネル，柱材及びアンカーボルト主体構造とし，既設コンクリートを基礎として，アンカーボルトで固定し支持する構造とする。
また、作用する荷重については，止水板に作用し，アンカーボルトを介し、既設コンクリートに伝達する構造とする。
浸水防止堰の構造計画を第3－3表に示す。
(b） 評価方針
浸水防止止水板は、「(a）構造設計」を踏まえ、以下の強度評価方針とする。
浸水防止止水板は、発生を想定する溢水による静水圧荷重に対して、浸水防止堰を構成する梁材，パネル，柱材及びアンカーボルトが、概ね弾性状態にとどまNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

ることを計算により確認する。

16

第3－3表 浸水防止止水板の構造計画図（1/5）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

浸水防止
止水板

17

第3－3表 浸水防止止水板の構造計画図（2/5）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

浸水防止
止水板

18

第3－3表 浸水防止止水板の構造計画図（3/5）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

浸水防止
止水板

19

第3－3表 浸水防止止水板の構造計画図（4/5）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

浸水防止
止水板

EL.46.5 m

20

第3－3表 浸水防止止水板の構造計画図（5/5）
設備
名称

計画概要
主体構造

支持構造

梁材，パネ

パネルを溶

説明図

ル，柱材， 接した梁材

浸水防止

を柱材に取

ボルトに

付け，コン

て構成す

クリート床

る。

面にアンカ
ーボルトに
固定する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

止水板

アンカー

21

(3) 逆流防止措置(a) 構造設計
逆流防止措置は，「3.1 構造強度の設計方針」で設定している設計方針及び「4.1
荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重を踏まえ，以下の構造とする。
逆流防止装置は，弁本体，フロートガイド，フロート及び基礎ボルトを主体構造とし，荷重が作用した場合でも逆流防止装置が動かないように床面に基礎ボルトで固定し，支持する構造とする。また，逆流防止装置に作用する荷重について
は，基礎ボルトを介して床面へ伝達する構造とする。
逆流防止装置の配置計画図を第 3－4 表に示す。
(b) 評価方針
逆流防止措置は，「(a) 構造設計」を踏まえ，以下の強度評価方針とする。
逆流防止措置は，発生を想定する溢水による静水圧に対して，弁本体，フローNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

トガイド及び基礎ボルトがおおむね弾性状態にとどまることを確認する。

22

第 3－4 表 逆流防止措置の構造計画（1/2）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

貫通部

：逆流防止装置（床ドレンファンネル）23

第 3－4 表 逆流防止措置の構造計画（2/2）
設備名称

配置図

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

Ｎ

貫通部

24

(4) 貫通部止水処置(a) 構造設計
貫通部止水処置は，「3.1 構造強度の設計方針」で設定している設計方針及び「4.1 荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重を踏まえ，以下の構造とする。
貫通部止水処置は，シール材，ブーツ及びモルタルを主体構造とし，シール材については開口部と貫通物のすき間に充てん又はシールし付着することにより，ブーツについては壁面と配管にブーツ材を締付けバンドにて締結することにより，モルタルについては貫通部の開口部に充てんし付着することにより，それぞれ支持する構造とする。また，作用する荷重については，受圧面へ全面的に作用した
場合に，止水処置部全体へ伝達する構造とする。
貫通部止水処置の配置計画図を第 3－5 表に示す。なお，貫通部止水処置の選定については，第 3－2 図 貫通部止水処置の選定フローによる。
(b) 評価方針
貫通部止水処置は，「(a) 構造設計」を踏まえ，以下の強度評価方針とする。
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

貫通部止水処置は，発生を想定する溢水による静水圧に対して，建屋内の貫通口と貫通物のすき間に施工するシール材又はブーツが，有意な漏えいを生じないことを，発生を想定する溢水による静水圧が止水試験で確認した圧力以下である
ことにより確認する。また，発生を想定する溢水による静水圧荷重に対して，建屋内の貫通口と貫通物のすき間に施工するモルタルが，概ね弾性状態にとどまる
ことを計算により確認する。

25

第 3－5 表 貫通部止水処置の構造計画（1/3）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

貫通部

：貫通部止水処置を実施する壁面

26

第 3－5 表 貫通部止水処置の構造計画（2/3）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

貫通部

：貫通部止水処置を実施する壁面27

第 3－5 表 貫通部止水処置の構造計画（3/3）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

計画の概要
主体構造

説明図

止水処置方法手順

貫通部
止水処置

28

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第3-2図 貫通部止水処置の選定フロー29

(4) 防護カバー(a) 構造設計
防護カバーは，「3.1 構造強度の設計方針」で設定している設計方針及び「4.1
荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重を踏まえ，以下の構造とする。
防護カバーは，防護カバー本体，ラグ及びシム調整キャップを主体構造とし，配管のターミナルエンド部を覆う構造とする。配管とラグ及び防護カバー本体とシム調整キャップは溶接されており，配管破断による蒸気噴出荷重は，配管からラグに伝わり，シム調整キャップを介し，防護カバー本体に伝達する構造とする。
防護カバーの構造計画を第3-6表に示す。
(b) 評価方針
防護カバーは，「(a) 構造設計」を踏まえ，以下の強度評価方針とする。
防護カバーは，発蒸気噴出荷重に対して，防護カバー本体，ラグ，ラグと配管の溶接部，シム調整キャップ及びシム調整キャップと防護カバー本体の溶接部が，NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する。

30

第3－6表 防護カバーの構造計画（1/3）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

防護カバ
ー

31

第3－6表 防護カバーの構造計画（2/3）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

設備名称

配置図

防護カバ
ー

32

第3－6表 防護カバーの構造計画（3/4）
設備名称

配置図

防護カバ

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0ー33

第3－6表 防護カバーの構造計画（4/4）
設備名称

計画の概要
主体構造

説明図

支持構造
防護カバーは配管のターミナルエンド部を覆う形で設
置されてお防護カバー，
防護カバー

シム調整キャ
ップ及びラグで構成する。

り，パッドと防護カバーは溶接し固定する。
ラグと配管，

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

及びシム調整キャップと防護カバーは溶
接し固定す
る。

34

4.

荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界
溢水防護に係る施設の強度評価に用いる荷重及び荷重の組合せを以下の「4.1

荷重及び荷重の組合せ」に，許容限界を「4.2 許容限界」に示す。
4.1 荷重及び荷重の組合せ(1) 荷重の種類a.

死荷重（Ｄ）
常時作用する荷重は，自重とする。

b.

溢水による静水圧荷重(Ｐｈ)発生を想定する溢水による静水圧荷重は，原子炉棟内で発生する溢水を流下経路

を経由して最下層に伝播していく過程で，保守的に各階に貯水したとして評価しており，第4－1表に示す各施設の設置位置における溢水水位から算出した施設の溢水
水位を用いて設計用の静水圧荷重（動水圧は考慮しない）として算出する。
c.

蒸気噴射荷重(Ｊ)NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

蒸気噴射荷重は，方向に応じて，以下のとおり「軸方向荷重」及び「円周方向荷重」として算出する。
(a) 軸方向荷重
軸方向荷重は，配管破断時に配管内力が開放されることにより作用する力，
配管金属破断面に圧力が作用することにより，配管が分離しようとする力及び蒸気噴出により作用する力を考慮し算出する。
(b) 円周方向荷重
円周方向荷重は，配管破断時に配管内力が円周方向に作用する力を算定する。

35

第 4－1 表 溢水防護に係る施設の強度評価に用いる溢水水位
設備名称

溢水水位*1

水密扉

EL.1.5 m（5.5 m）

浸水防止堰

－＊2

タービン建屋

貫通部止水処置

EL.8.0m（12.0 m）

廃棄物処理建屋

貫通部止水処置

EL.8.0m（6.2 m）

設置位置
原子炉建屋

＊1：（ ）内の値は，基準床からの高さを表す。
＊2：保持的に堰高さと同じ溢水水位を強度評価に用いる。
(2) 荷重の組合せ
溢水防護に係る施設の強度評価では，発生を想定する溢水による静水圧荷重（Ｐｈ）を考慮する。また，蒸気噴出荷重（Ｊ）の軸方向及び円周方向荷重を考慮する。なお，

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

蒸気噴出荷重（Ｊ）は，配管の破損を想定しているため，地震との組み合わせは考慮しない。
第4－2表 溢水防護に係る施設の荷重の組合せ

評価対象設備

静水圧

蒸気

死荷重

荷重

噴射

(Ｄ)

(Ｐｈ)

荷重
(Ｊ)

水密扉

－

○

－

浸水防止堰

〇

○

－

貫通部止水処置

－

○

－

防護カバー

－

－

○

(3) 荷重の算定方法「(1)荷重の種類」で設定されている荷重の算定方法のうち，各強度計算書

で用いるものを以下に示す。計算結果が圧力となるものについては，当該部位の断面積をかけて荷重とする。ただし，ボルトについてはボルト本数で除することでボルト１本当たりの荷重とする。荷重の算定に用いる記号
を第4-3表に示す。

36

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第4-3表 荷重の算定に用いる記号
記号

単位

Ｐｈ

kN/m

2

ρ

kN/m3

溢水の密度

ｇ

m/s

2

重力加速度

ｈ

m

該当部分の浸水高さ

Ｈ

m

水深

Ｌ

mm

堰の全長

ＷＦ

N/m

単位長さ当たりの静水圧荷

ｍ

Kg

堰の重量

ＺＰ

mm

3

ＬＰ

mm

Ａｅ

mm

2

配管内径断面積Ａmmm2

配管金属断面積Ａc

mm2

防護カバー開口面積

ＣＴ―

定常スラスト係数

ＤＬＦ―

ダイナミックロードファクター＊(2.0)

Ｆｊ

N

流体力

’

N

防護カバーに作用する荷重

Ｆ

N

リップフォース

Ｆｒ

N

リリース力

Ｐｏ

MPa

配管における破断開口発生前の配管圧力

Ｐａ

MPa

配管周辺の圧力Ｆｊ

定義
溢水による静水圧荷重

止水板の断面係数
止水板の水平方向固有間距離＊「design basis for protection of light water nuclear power plants
against the effects of postulated pipe rupture ANSI/ANS-58.2-1988」

37

a. 溢水による静水圧荷重（Ｐｈ）
溢水による静水圧荷重（Ｐｈ）は，次式を用いて算出する。なお，荷重に算出に用いる密度（ρ）は，想定される溢水源から純水とする。
溢水による動水圧荷重の説明図を第4－1図に，強度評価に用いる溢水の密度を第4-4表に示す。
Ｐｈ＝ρ・ｇ・ｈ・10 -3

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第4－1図 溢水による動水圧荷重の説明図
第4－4表 強度評価に用いる溢水の密度

b.

溢水の性状

溢水の密度

純水

1.000

蒸気噴出荷重（Ｊ）
蒸気噴出荷重（Ｊ）は,「原子力発電所配管破損防護技術指針 ＪＥＡＧ

4613-1998」（（社）日本電気協会）を参考に,次式を用いて算出する。
蒸気噴出荷重に用いる面積の概略図を第4-2図に示す。
(a) 軸方向荷重
配管破断により防護カバーに作用する荷重は，配管破断時に配管内力が解放されることにより作用する力（リリース力），配管金属破断面に圧力が作用することにより，配管が分離しようとする力（リップフォース）及び蒸気噴出により作用する力（流体力）を保持的に考慮するものとする。
イ. リリース力
配管破断時に解放される配管内力は次式により算出する。

ロ. リップフォース
配管金属破断面に圧力が作用することにより，配管が分離しようとする力は次式により算出する。配管金属破断面に作用する圧力は，保守的に破断開口発生前の配管圧力とする。

38

ハ. 流体力
蒸気噴出による荷重として防護カバーに作用する力は次式により算出する。

で表し，Ｐａ/ＰＯ=0と仮定し，圧損を無視した保守的な評価を行う。
二. 防護カバーに作用する荷重防護カバーに作用する荷重Ｆｊ’は，保持的に動的に作用するとして次式にNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

より決定する。

39

4.2 許容限界
許容限界は，溢水による静水圧荷重を考慮した施設ごとの構造強度設計上の性能目
標及び機能維持の評価方針を踏まえて，評価対象部位ごとに設定する。
「4.1 荷重及び荷重の組合せ」で設定している荷重及び荷重の組合せを含めた，施設ごとの許容限界を第4-5表に示す。
各施設の許容限界の詳細は，各計算書で評価対象部位の機能損傷モードを踏まえ評
価項目を選定し，評価対象部位ごとに許容限界を設定する。
4.2.1 施設ごとの許容限界(1) 水密扉
水密扉の許容限界は，構造強度設計上の性能目標及び機能維持の評価方針を踏
まえ評価対象部位ごとに設定する。
a.

扉板，芯材，カンヌキ部
水密扉は，構造強度設計上の性能目標として，当該水密扉部で発生を想定す

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

る溢水による静水圧荷重に対し，原子炉建屋原子炉棟に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材の構造健全性を維持する設計とする。
したがって，溢水による静水圧荷重に対し，水密扉を構成する板材が，概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する評価方針としていることを踏
まえ，「鋼構造設計基準―許容応力度設計法―」（（社）日本建学会，2005
改定）を踏まえた短期許容応力度を許容限界として設定する。
b.

アンカーボルト
水密扉は，構造強度設計上の性能目標として，当該水密扉部で発生する溢水による静水圧荷重に対し，原子力建屋原子炉棟に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材の構造健全性を維持する設計とする。
したがって，溢水による静水圧荷重に対し，水密扉を床又は壁に固定するア
ンカーボルトが，概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する評価方針としていることを踏まえ，「各種合成構造設計指針・同解説」（（社）日本建築学会，2010改定）に基ずく終局強度に妥当な安全裕度を考慮した耐力を資料
Ⅴ-2-9-1「機能維持の基本方針」に準じて算定し，許容限界として設定する。

(2) 浸水防護堰
浸水防護堰の許容限界は，構造強度設計上の性能目標及び機能維持の評価方針を踏まえ評価対象部位ごとに設定する。
a.

溢水拡大防止堰

イ. コンクリート及びアンカー筋
溢水拡大防止堰は，構造強度設計上の性能目標として，発生を想定する溢水による静水圧荷重に対し，原子力建屋原子炉棟及びタービン建屋に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
40

したがって，溢水水位による静水圧荷重に対し，溢水拡大防止堰を構成する
コンクリート及びアンカー筋が概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する評価方針としていることを踏まえ，コンクリートについては「鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説―許容応力度設計法―」を踏まえた短期許容応
力度を，アンカー筋については「各種合成構造設計指針・同解説」（（社）日本建築学会，2010改定）を踏まえた終局強度に妥当な安全裕度を考慮した短期
許容荷重をそれぞれ許容限界として設定する。
b.

浸水防止止水板

イ. 梁材及び柱材
浸水防止止水板は，構造強度設計上の性能目標として，発生を想定する溢水による静水圧荷重に対し，原子力建屋原子炉棟に設置し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
したがって，溢水による静水圧荷重に対し，浸水防護堰を構成する止水板及び枠材が，概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する評価方針として
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0いることを踏まえ，「鋼構造設計基準-許容応力度設計法-」（（社）日本建築会，2005改定）における短期許容応力度を許容限界として設定する。
ロ. アンカーボルト
浸水防止止水板は，構造強度設計上の性能目標として、発生を想定する溢水による静水圧荷重に対し，原子力建屋原子炉棟に設置し、止水板の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
したがって，溢水による静水圧荷重に対し，浸水防止止水板を床に固定する
アンカーボルトが，概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する評価方
針としていることを踏まえ，「各種合成構造設計指針・同解説」（（社）日本
建築学会，2010改定）を踏まえた終局強度に妥当な安全裕度を考慮した短期許容荷重をそれぞれ許容限界として設定する。
(3) 貫通部止水処置
貫通部止水処置の許容限界は，構造強度設計上の性能目標及び機能維持の評価
方針を踏まえ評価対象部位ごとに設定する。
a.

シール材及びブーツ
貫通部止水処置のうちシール材及びブーツは，構造強度設計上の性能目標として，当該止水処理設置個所で発生する溢水による静水圧荷重に対し，海水ポンプ
エリア，原子力周辺建屋，タービン建屋及び廃棄物処理建屋外壁面部の貫通口と貫通部とのすき間をシール材又はブーツにより塞ぐ構造とし，有意な漏えいを生じない設計とする。
したがって，溢水による静水圧に対し，貫通口と貫通物とのすき間に施工するシール材及びブーツが，有意な漏えいを生じず構造強度に余裕を有することを，発生を想定する溢水による静水圧が水圧試験で確認した水圧を許容限界とし設
41

定する。
b.

モルタル
貫通部止水処置のうちモルタルは，構造強度設計上の性能目標として，当該止水処理設置個所で発生を想定する溢水による静水圧荷重に対し，海水ポンプエリ
ア，原子力周辺建屋，タービン建屋及び廃棄物処理建屋外壁面部の貫通口と貫通部とのすき間をモルタルにより塞ぐ構造とし，有意な漏えいを生じない設計とする。
したがって，溢水による静水圧荷重に対し，貫通口と貫通物とのすき間に施工するモルタルが，概ね弾性状態にとどまることを計算により確認する方針としていることを踏まえ，「コンクリート標準示方書（構造性能照査編）」（（社）土木学会2002年）に基づく計算式により算出される許容付着荷重に妥当な安全余裕を確保した許容荷重を許容限界として設定する。
(4) 防護カバー
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

防護カバーの許容限界は，構造強度設計上の性能目標及び機能維持の評価方針を踏まえ評価対象部位ごとに設定する。
a.

防護カバー本体，ラグ及びシム調整キャップ
防護カバーの防護カバー本体，ラグ及びシム調整キャップは，構造強度設計
上の性能目標として，蒸気影響評価区画内で発生を想定する配管破断時の漏え
い蒸気による蒸気噴出荷重に対し，原子炉隔離時冷却系蒸気配管（ターミナルエンド部）及び廃棄物処理棟補助蒸気配管（ターミナルエンド部）に固定された状態で溜まり，蒸気による環境条件を緩和し，設備の健全性が確認されている条件以下に制限する機能の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持する設計とする。
したがって，蒸気噴出荷重に対し，防護カバー本体，ラグ及びシム調整キャ
ップが、概ね弾性状態に留まることを計算により確認する評価方針としている
ことを計算により確認する評価方針としていることを踏まえ，「発電用原子力設備規格 設計・建設規格（2005年度版(2007年追補版を含む)）＜第Ⅰ編 軽水炉規格＞ ＪＳＭＥ Ｓ

ＮＣ1-2005/2007」（日本機械学会）（以下「ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ1」という。）にを準じた供用状態Ｃの許容応力を許容限界として設定する。

42

第4-5表 施設ごとの許容限界（1/2）
設備名称

荷重の
組合せ

機能損傷モード
評価対象部位

応力等
の状態

許容限界

限界状態＊1「鋼構造設計基準―許容応力度
設計法―」((社)日本建築学会，

扉板材，芯材， 曲げ
ヒンジ部
水密扉

せん断

部材が弾性域のとどまらず

Ｐh

塑性域に入る
アンカーボルト

せん断状態

2005改定)を踏まえ短期許容応力度以下とする。
「各種合成構造設計指針・同解設」（（社）日本建築学会，2010
改定）を踏まえ終局強度に妥当な安全裕度を考慮した許容耐力以

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

下とする。
枠材

柱材
浸水防護堰

Ｄ+Ｐh

曲げ

「鋼構造設計基準―許容応力度

せん断設計法―」((社)日本建築学会，

圧縮

2005改定)を踏まえ短期許容応力

曲げ部材が弾性域

せん断にとどまらずアンカーボル

引張ト

せん断度以下とする。

塑性域に入る「各種合成構造設計指針・同解状態設」((社)日本建築学会，2010改定)を踏まえ終局強度に妥当な安全裕度を考慮した許容耐力以下
とする。

シール材

せん断
圧縮

ブーツ

引張

有意な漏えい

水圧試験で確認した水圧以下とを生じる圧力する。
「コンクリート標準示方書[構造

貫通部止水
処置

Ｐh

部材が弾性域
モルタル

せん断にととまらず塑性域に入る状態。

性能照査編]」((社)土木学会，
2002年)に定める計算式を用いた，計算により算出される許容付
着荷重及び設計値としての許容圧縮荷重の妥当な安全裕度を確保した許容荷重以下とする。＊2＊1：機能が維持できない状態＊2：第4―6表に貫通部位水処置（モルタル）の許容限界を示す。

43

第4-5表 施設ごとの許容限界(2/2)
荷重の

設備名称

組合せ

防護カバー

Ｊ

機能損傷モード
評価対象部位

応力等

許容限界

限界状態（＊）の状態
防護カバー本曲げ

部材が弾性域

ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ1 に準じて

体，ラグ及びせん断にとどまらず供用状態Ｃの許容応力以下とす

シム調整キャ

引張

塑性域に入る

る。＊2

ップ

支圧

状態

＊1：機能が維持できない状態＊2：第4-7表に防護カバーの許容限界を示す。
第4-6表 貫通部止水処置（モルタル）の許容限界
許容限界

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

許容応力状態

付着荷重

短期許容応力度を基本とする。

ｆＳ

第4-7表 防護カバーの許容限界
許容応力＊2，3
状態

供用状態Ｃ

一次応力
＊1

引張

せん断

曲げ

支圧

1.5ft

1.5fs

1.5fb

1.5fp

＊1：当該設備は，配管破断後の蒸気噴出を想定し，当該設備を構成する各部材の変形能力に対して余裕を有するよう，評価対象部位が概ね弾性状態にとどまり，構造体の機能低下に至るような塑性変形が生じないことが要求されることから，ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ1－ＧＮＲ－2110，2233に準じて，供用状態Ｃとする。
＊2：応力の組合せが考えられる場合には，組合せ応力に対しても評価を行う。
＊3：「原子力発電所耐震設計技術指針 重要度分類・許容応力編 ＪＥＡＧ
4601・補-1984」(社)日本電気協会の「その他の支持構造物の許容応力」に準じて設定する。

44

4.2.2 許容限界設定方法(1) モルタルの許容限界式
記号の定義
モルタルの許容限界式に用いる記号を，第4－8表に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第4－8表 モルタルの許容限界式に用いる記号
記号

単位

定義

ｆ’ｂｏｋ

N/mm2

モルタルの付着強度

2モルタルの圧着強度

’

ｆ cｋ

N/mm

ｆｓ

kN

モルタルの許容付着荷重

Ｌmm

モルタルの充てん深さ

Ｓmm

貫通物の周長

γｃ

―

材料定数

許容限界式
「コンクリート標準示方書（構造性能照査編）」（（社）土木学会，2002年）より，貫通物がせん断荷重を受ける場合のモルタルの許容付着荷重を求める式を以下に示す。
’
ｆｓ＝ｆｂｏｘ
・Ｓ・

Ｌ
γＣ

ここで，
’
ｆｂｏｘ

’
2 /3
0 . 28・ｆｃｋ
・0 . 445

5.

強度評価方法
評価手法は，以下に示す解析により，適用性に留意の上，規格及び基準類や既往の文献において適用が妥当とされる手法に基づき実施することを基本とする。
・定式化された評価式を用いた解析法

5.1 建物・構築物に関する評価式
以下に，建物・構築物に関する強度計算書で用いる強度評価の計算方法を示す。
5.1.1 水密扉の設計方針(1) 評価方針発生を想定する溢水による静水圧荷重により，水密扉に生じる応力等を算定し，強度評価を行う。
(2) 評価対象部位
評価対象部位及び評価内容を第5－1表に示す。

評価部位

カンヌキ部

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5－1表 評価対象部位及び評価内容
応力等の状態

扉板材

曲げ，

芯材

曲げ，せん断カンヌキ曲げ，せん断カンヌキ受けピン曲げ，せん断カンヌキ受けボルト

引張

アンカーボルト

せん断

46

(3) 強度評価方法
a. 記号の定義
水密扉の強度計算に用いる記号を第5－2表に示す。
第5－2表 水密扉の強度計算に用いる記号（1/2）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

記号

単位
2

定義

Ａ

mm

断面積

Ａａ

mm2

1本当たりの表面積

Ａｂ

mm

2

1本当たりの断面積

ａｎ

m

Ｂ

m

横桁ピッチ
受圧幅
2

重力加速度

ｇ

m/s

Ｇ

kN

扉体自重

ｈ

m

当該部分の浸水深

Ｈ

m

水深

ｈｃ

m

水圧中心位置

Ｈｇ

m

受圧高

Ｌ

m

区画短辺の長さＬｂmm

軸支持間距離 （カンヌキ）

Ｌｐm

軸支持間距離 （カンヌキ受けピン）Ｌｋm

カンヌキ中心間距離

Ｍ

kN･m

ＭＸ1

-

等分布荷重による曲げ応力算定用の係数

ＭＸ2-

等変分布荷重による曲げ応力算定用の係数ｎ本

ボルトの本数Ｐ０kN

設計水圧荷重

Ｐｈ

kN/m2

Ｐｈｄ

kN/m

2

溢水による静水圧荷重（下部）

Ｐｈｕ

kN/m2

溢水による静水圧荷重（上部）

Ｐｎ

kN/m2

溢水時荷重

ｐｎ

kN/m

2

Ｑ

kN

せん断力

Ｔ

kN

引張力

曲げモーメント

溢水による静水圧荷重

浸水荷重

47

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第 5－2 表 水密扉の強度計算に用いる記号（2/2）
記号

単位

定義

Ｗｄ

kN/m

区画下端の単位長さ当たりの作用荷重

Ｗｕ

kN/m

区画上端の単位長さ当たりの作用荷重

Ｙ

m

主桁ピッチ

Ｚ

mm3

断面係数

ρ

t/m3

σ

N/mm

2

曲げ応力度

σＴ

N/mm2

引張応力度

σｘ

N/mm2

組合せ応力度τ

N/mm

2

せん断応力度

Ｑａ

kN

水の密度

アンカーの短期許容せん断力

b. 計算モデル
応力算定モデル図を第5－2図～第5－9図に示す。

第5－2図 応力算定モデル図（扉板材）48

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5－3図 応力算定モデル図（芯材（横桁））

第5－4図 応力算定モデル図（芯材（主桁））49

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5－5図 応力算定モデル図（カンヌキ部）

第5－6図 応力算定モデル図（カンヌキ）

50

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5－7図 応力算定モデル図（カンヌキ受けピン）第5－8図 応力算定モデル図（カンヌキ受けボルト）51

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5－9図 応力算定モデル図（アンカーボルト）

52

c.

強度計算

(a) 曲げ応力度
イ. 扉板
第5－2図の応力算定モデルから次式にて算出する。

σ＝

Ｍ
Ｚ

Ｍ＝Ｍ Ｘ・Ｗ
・Ｌ 2＋Ｍ Ｘ2・（Ｗ ｄ－Ｗ Ｕ）・Ｌ
1
Ｕ

2

ロ. 芯材
第5－3図及び第5－4図の応力算定モデルから次式にて算出する。

σ＝

Ｍ
Ｚ

(イ) 横桁NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

Ｐ ＋Ｐｎ＋1 ａｎ＋ａｎ＋1 Ｙ2
Ｍ＝ ｎ
・
・
2
2
8
(ロ） 主桁ｈ・（Ｌ´ｋ－ｈ ´）
Ｍ＝Ｐ Ｏ・
2・Ｌｋ

ハ. カンヌキ部
第5－5図，第5－6図及び第5－7図応力算定モデルから次式にて算出する。
ｈ´
ＲＰ＝ＰＯ・
2・Ｌｋ， ｈ´＝Ｌ2－ｈＣ(イ) カンヌキ

Ｍ＝Ｒ Ｐ・Ｌ ｂ(ロ） カンヌキ受けピン

σ＝

Ｍ
Ｚ

Ｌ
Ｍ＝ＲＰ・ Ｐ
4

53

(b) せん断応力度
イ. 芯材
第5－3図及び第5－4図の応力算定モデルから次式にて算出する。

Ｑ
τ＝Ａ(イ) 横桁Ｐ ＋Ｐ
ａ ＋ａＹ
Ｑ＝ ｎ ｎ＋1・ ｎ ｎ＋1・2
22(ロ) 主桁
ｈ´
Ｑ＝ＰＯ・
2・Ｌｋ
ロ. カンヌキ部
第5－5図，第5－6図及び第5－7図の応力算定モデルから次式にて算出する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0ｈ´
ＲＰ＝ＰＯ・
2・Ｌｋ， ｈ´＝Ｌ2－ｈＣ(イ) カンヌキ
Ｑ＝ＲＰ(ロ) カンヌキ受けピン

τ＝

Ｑ
2 Ａ

Ｑ＝ＲＰ
ハ. アンカーボルト
第5－9図の応力算定モデルから次式にて算出する。

Ｑ＝

ｐｎ
ｎ

(c) 引張応力度
イ. カンヌキ部
第5－5図及び第5－8図の応力算定モデルから次式にて算出する
ｈ´
ＲＰ＝ＰＯ・
2・Ｌｋ， ｈ´＝Ｌ2－ｈＣ(イ) カンヌキ受けボルト
Ｔ
σＴ＝
ｎ・Ａｂ

Ｔ＝ＲＰ

54

(d) 組合せ応力度
イ. カンヌキ部(イ) カンヌキ
カンヌキに生じる曲げ応力度及びせん断応力度から，組合せ応力度を「鋼構造設計基準－許容応力度法－（（社）日本建築学会，２００５改訂）」に基づく次式により算定し，カンヌキが曲げの短期許容応力度以下であることを確認
する。
2

2

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

σＸ＝

Ｍ
Ｑ
＋3・
Ｚ
Ａ

55

5.1.2 浸水防護堰(1) 浸水防止止水板(a) 評価方針発生を想定する溢水による静水圧荷重により，浸水防止止水板に生じる応力等を算定し，強度評価を行う。
(b) 評価対象部位
評価対象部位及び評価内容を第 5-3 表に示す。
第 5-3 表 浸水防止止水板の評価対象部位及び評価内容
種別

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

浸水防止止水板

評価部位

応力等の状態梁材

曲げ，せん断柱材

曲げ，せん断アンカーボルト

引張，せん断(c) 強度評価方法
記号の定義
浸水防止止水板の強度評価に用いる記号を第 5－4 表に示す。
第 5－4 表 浸水防止止水板の強度評価に用いる記号
記号

単位

ＰＷ

N/m2

ρ

kg/m

3

溢水の密度

ｇ

m/s2

重力加速度

ｈ

m

当該部分の浸水高さ

ＷＤ

N/mm

単位長さ当たりの枠材（上部）の自重

ｍ１kg

枠材（上部）の自重

Ｌ

mm

堰全長

ＷＦ

N/mm

単位長さ当たりの静水圧荷重

Ｈ

mm

堰の高さ
2

定義
平均水圧荷重詳細検討中追而

σＦ

N/mm

ＭＦ

N・m

枠材（上部）の曲げモーメント

ＺＦ

mm3

枠材（上部）の断面係数

τＦ

N/mm

ＲＦ

N

ＡＦ

mm2

2

枠材（上部）の曲げ応力度

枠材（上部）のせん断応力度
枠材（上部）の発生せん断力
枠材のせん断断面積

2

σepF

N/mm

σＬ

N/mm2

枠材（上部）の合成応力
枠材（側部）の曲げ応力度56

第 5－4 表 浸水防止止水板の強度評価に用いる記号
記号

単位

定義

ＭＬ

N・m

枠材（側部）の曲げモーメント

ＺＬ

mm3

枠材（側部）の断面係数

‘

kN/m

最深部の単位高さ当たりの静水圧荷重

τＬ

N/mm2

枠材（側部）のせん断応力度

ＲＬN

枠材（側部）の発生せん断力

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

Ｐｈ

2

ＡＬ

mm

枠材の（側部）せん断断面積

σＥＬ

N/mm2

枠材（側部）の圧縮応力度

ｍ

Kg

堰の重量

Ａ

mm

2

σepＬ

N/mm2

枠材（側部）の合成応力度

ＴN

アンカーボルトの発生引張力ｂ１mm

アンカーボルトの端部の間の長さＬ‘

mm

アンカーボルトの最大ピッチ幅

ＲＡ

N

アンカーボルトの発生せん断力

ｐａN

アンカーボルトの引張に対する短期許容荷重

ｑＰ

N

アンカーボルトのせん断に対する短期許容荷重

詳細検討中追而
枠材（側部）の断面積(d) 計算モデル
応力算定モデルを第5-10図に示す。

Ｚ1
Ｚ2

Ｈ
Ｐｗ

第5－10－1図 梁材及び柱材に生じる力の模式図－1
57

RＦ

RＦ
ＷＦ

ＭＦ

ＭＦ
Ｌ

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5－10－2図 梁材及び柱材に生じる力の模式図－2

ＰＷｈ

詳細検討中追而Ｔ
MM
Ｑｗ
アンカーボルトｂ1
第5-10図 アンカーボルトに生じる力の模式図

58

(e) 強度計算
イ. 梁材の検定(イ) 曲げ応力度
梁材に生じる曲げ応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，枠材の短期許容曲げ応力度を下回ることを確認する。

MF
ZF詳細検討中追而Ｆ＝(ロ) せん断応力度
梁材に生じるせん断応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，梁材の短期許容せん断応力度を下回ることを確認する。

＝Ｒ
Ｆ ＡＦ
詳細検討中追而NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

Ｆ(ハ) 曲げとせん断の合成に対する検定
梁材に生じる曲げとせん断の合成応力を「鋼構造設計基準-許容応力度設計法-」（（社）日本建築学会，2005改定）に基づく次式により算定し梁材の短期許容応力を下回ることを確認する。
２２
ｅｐＦ＝
Ｆ ＋３Ｆ Ｆ詳細検討中追而ロ. 柱材の検定(イ) 曲げ応力度
柱材に生じる曲げ応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，柱材の短期許容曲げ応力度を下回ることを確認する。

＝ＭＬ 詳細検討中追而ＺＬＬ(ロ) せん断応力度
柱材に生じるせん断応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，柱材の短期許容せん断応力度を下回ることを確認する。

＝ＲＬ ＡＬＬ

詳細検討中追而59

(ハ) 曲げとせん断の合成に対する検定
柱材に生じる曲げとせん断の合成応力を「鋼構造設計基準-許容応力度設計法-」（（社）日本建築学会，2005改定）に基づく次式により算定し柱材の短期許容応力を下回ることを確認する。
ｅｐＦ＝

２
２
Ｆ ＋３Ｆ Ｆ詳細検討中追而

ハ. アンカーボルトの検定(イ) 引張力に対する検定
アンカーボルトに作用する引張力を算出し，アンカーボルトの短期許容引張荷重を下回ることを確認する。
Ｔ＝

ＭＬ Ｌ’
ｂ１ 詳細検討中追而Ｌ

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0(ロ) せん断応力に対する検定
アンカーボルトに作用するせん断応力は次式より算出し，アンカーボルトの短期許容引張荷重を下回ることを確認する。

Ｌ’
ＲＡ＝ＲＬ詳細検討中追而Ｌ(ニ) 引張力とせん断力の組合せに対する検定
アンカーボルトに生じる引張力とせん断力の組合せにとる評価を「各種合成構造設計指針・同解説」（（社）日本建築学会，2010改定）に基づく次式
により算定し，１以下であることを確認する。
２

２

Ｔ
ＲＡ
＋ 詳細検討中追而
≦１
ｐａ
ｑａ

60

(2) 溢水拡大防止堰a.

評価方針
発生を想定する溢水による静水圧荷重により，溢水拡大防止堰に生じる応力
は，片持ちはりとして，溢水による等変分布荷重を集中荷重に置換して算定し，強度評価を行う。

b.

評価対象部位
評価対象部位及び評価内容を第 5－4 表に示す。
第 5－4 表 評価対象部位及び評価内容
種別

溢水拡大防止堰

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

c.

評価部位

応力等の状態

コンクリート

せん断，圧縮アンカー筋

引張，せん断強度評価方法(a) 記号の定義
溢水拡大防止堰の強度評価に用いる記号を第 5－5 表に示す。
第 5－5 表 溢水拡大防止堰の強度評価に用いる記号（1/2）
記号

単位

Ｐ

kN

溢水荷重（集中荷重置換）

Ｐｈ

kN/m

溢水による静水圧荷重

Ｈ

m

堰の高さ

Ｐ，

kN

堰が転倒する荷重

ＧkN

堰の固定荷重Ｌm

堰の固定荷重作用点と応力作用点との水平距離，m

溢水荷重（集中荷重置換）が作用する高さ

ρ１

t/m3

溢水の密度

ｇ

m/s2

重力加速度

ｈ

M

当該部分の浸水高さ

Ｍ

kN･m

曲げモーメント

Ｑ

kN

せん断

Ｔ

kN/本

ｎ

本

単位幅(1 m)当たりの鉄筋本数

ｊmm

応力中心距離(＝7/8・ｄ)ｄmm

部材の有効せい

Ｑａ

kN/本

ｈ

定義

鉄筋１本当たりの引張力

鉄筋１本当たりのせん断
61

第 5－5 表 溢水拡大防止堰の強度評価に用いる記号（2/2）
記号

単位
2

定義

Ａ

mm

堰の断面積

τ

N/mm2

せん断応力度

σｃ

N/mm

2

圧縮縁応力度Ｔ,N

引張側鉄筋に生じる引張力(＝Ｍ/ｊ)

Ｘｎmm

圧縮縁からの中立軸までの距離ｂmm

堰の幅（単位幅）(b) 計算モデル
応力を算定する堰は，片持ちはりとする。
堰の応力算定モデルを第 5－11 図に示す。
曲げモーメント図を第 5－12 図に，せん断力図を第 5－13 図に，堰に生じNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

る引張力の概念図を第 5－14 図に，堰に生じる圧縮力の概念図を第 5－15 図に示す。

第 5－11 図 堰の応力算定モデル

第 5－12 図 曲げモーメント図

第 5－13 図 せん断力図62

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第 5－14 図 堰に生じる引張力の概念図

第 5－15 図 堰に生じる圧縮力の概念図(b) 計算モデル
イ. 堰に生じる応力(イ) 溢水荷重（集中荷重置換）

Ｈ
Ｐ＝Ｐ ｈ・
2(ロ) 堰が転倒する荷重

Ｌ
Ｐ’
＝Ｇ・
ｈ’
ロ. 溢水の荷重により生じる曲げモーメント
Ｐ・Ｈ2
M＝ ｈ
6
ハ. 溢水の荷重により生じるせん断力

Ｐ・Ｈ
Q＝ ｈ
2

63

ニ. 引張力に対する検定

Ｍ
Ｔ＝
ｎ・ｊ
ホ. せん断力に対する検定(イ) 鉄筋 1 本当たりに生じるせん断力

ＱＱａ＝ｎ(ロ） コンクリート生じるせん断応力度

τ＝

Ｑ
Ａ

ヘ. 圧縮力に対する検定

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

Ｔ’
・2
σｃ＝
ｘｎ・ｂ

64

5.2 機器・配管系に関する評価式
以下に機器・配管系に関する各強度計算書で用いる強度評価の計算方法を示す。
5.2.1 防護カバー(1) 評価方針
蒸気噴出荷重により防護カバー本体，ラグ及びシム調整キャップに生じる応力を算定し，強度評価を行う。
(2) 評価対象部位
評価対象部位及び評価内容を第5-5表に示す。
第5-5表 評価対象部位及び評価内容
評価部位

応力等の状態防護カバー
ラグ

曲げ，せん断，引張，支圧NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

シム調整キャップ
(3) 強度評価方法
a.

記号の定義
防護カバーの強度計算に用いる記号を第5－6表に示す。
第5－6表 防護カバーの強度計算に用いる記号（1/2）

記号

単位

説明

Ａｃ

mm2

Ａｅ

mm

2

配管内径断面積Ａｍ

mm2

配管金属断面積

Ａｐ

mm

2

Ａｓ

mm2

せん断応力計算に用いる断面積

Ａｔ

mm2

引張応力計算に用いる断面積ｂ㎜

各部品のせん断面寸法

ＣＴ-

定常スラスト係数

ＤＬＦ-

ダイナミックロードファクタ＊

Ｆｂ

MPa

曲げ応力

Ｆｉｐ

MPa

引張応力(内圧による)

Ｆｊ

N

蒸気噴出による荷重

Ｆ ｊ’

N

防護カバーに作用する荷重

Ｆ

N

リップフォース

防護カバー開口面積

支圧応力計算に用いる断面積＊「design basis for protection of light water nuclear power plants
against the effects of postulated pipe rupture ANSI/ANS-58.2-1988」より
65

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5－6表 防護カバーの強度計算に用いる記号（2/2）
記号

単位

説明

Ｆｍ

MPa

組合せ応力

Ｆｐ

MPa

支圧応力

Ｆｒ

N

リリース力

Ｆｓ

MPa

せん断応力

Ｆｔ

MPa

引張応力(蒸気噴出反力による)

ｆｂ

MPa

許容曲げ応力ｆｐ

MPa

許容支圧応力ｆｓ

MPa

許容せん断応力ｆｔ

MPa

許容引張応力ｈ㎜

支圧面の高さｅ，㎜

モーメントアーム長さｍ㎜

シム調整キャップ長さｎ㎜

シム調整キャップ幅Ｐａ

MPa

配管周辺の圧力Ｐ０

MPa

配管における破断開口発生前の配管圧力ｒ1㎜

防護カバーの内径ｒ2㎜

防護カバーの外径

ｔ

㎜

ラグ厚さ

ｔｗｐ

㎜

溶接脚長

Ｚ

mm3

断面係数

66

b.

計算モデル
応力算定モデルを第5-16図から第5-18図に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

第5-16図 防護カバー断面概略図（防護カバー本体）

第5－17図 防護カバー断面概略図（ラグ）67第5－18図 防護カバー断面概略図（シム調整キャップ）
c.

強度計算

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

防護カバーの強度計算は，以下の式を用いて行う。
(a) 防護カバー本体
イ. 防護カバー本体：ジェット反力による軸方向応力（Ａ－Ａ断面）防護カバーは配管の完全全周破断により全周均一にジェット反力が作用する。
そこで，軸方向応力として引張応力Ｆｔを算出し，許容引張応力以下である
ことを確認する。

ロ. 防護カバー本体：軸方向応力（引張＋曲げ）（Ｂ－Ｂ断面）
軸方向応力（引張＋曲げ）を算出し，許容引張応力以下であることを確認する。

＊：機械工学便覧による

68

二. 配管からの漏えい時の内圧により発生する周方向応力
配管からの漏えい時に発生する内圧は，防護カバーのすき間により配管内圧に比べて減圧されるが，保持的に配管内圧と同じ圧力として引張応力Ｆｉｐを算出し，許容引張応力以下であることを確認する。

ジェット反力と内圧による組合せ応力Ｆｍ（応力強さ：軸，周，厚さ方向（R方向）の組合せを考慮する。）を算出し，許容引張応力以下であることを確認する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0(b) ラグイ. ラグと配管の溶接部(Ｃ－Ｃ断面)
せん断応力を算出し，許容せん断応力以下であることを確認する。

曲げ応力を算出し，許容曲げ応力以下であることを確認する。

組合せ応力を算出し，許容応力以下であることを確認する。

ロ. ラグ材（Ｄ-Ｄ断面）
せん断応力を算出し，許容せん断応力以下であることを確認する。

69

曲げ応力を算出し，許容曲げ応力以下であることを確認する。

組合せ応力を算出し，許容応力以下であることを確認する。

(c) シム調整キャップ
イ. シム調整キャップと防護カバー本体の溶接部（Ｅ-Ｅ断面）
せん断応力を算出し，許容せん断応力以下であることを確認する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0

ロ. シム調整キャップ（Ｆ－Ｆ断面）
せん断応力を算出し，許容せん断応力以下であることを確認する。

支圧応力を算出し，許容支圧応力以下であることを確認する。

70

6.

適用規格
強度計算に用いる規格指針法令及び基準を以下に示す。
・「発電用原子力設備規格 設計・建設規格（2005年版(2007年追補版を含む)）〈第Ⅰ編 軽水炉規格〉ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ1-2005/2007」（日本機械学会）
・「原子力発電所耐震設計技術指針 ＪＥＡＧ 4601-1987」（社）日本電気協会
・「原子力発電所耐震設計技術指針 重要度分類・許容応力編 ＪＥＡＧ 4601・補-1984」（社）日本電気協会
・「原子力発電所耐震設計技術指針 ＪＥＡＧ 4601-1991 追補版」（社）日本電気協会
・「原子力発電所配管破損防護設計技術指針 ＪＥＡＧ 4601-1998」（社）日本電気協会
・「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説

許容応力度設計法-」（（社）日本建築学会，1999年改定）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-14 R0E

・「鋼構造設計基準-許容応力度設計法-」（（社）日本建築学会，2005年改定）
・「各種合成構造設計指針・同解説」（（社）日本建築学会，2010年改定）
・「コンクリート標準示方書[構造性能照査編]」（社）土木学会，2002年改定）
・「建築基準法」（昭和25年5月24日法律第201号）
・「建築基準法施行令」（昭和25年11月16日政令第338号）
・「建設省告示第1454号」（平成12年5月31日制定）

71