東海第二発電所 工事計画審査資料
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資料番号

工認-340 改 5

提出年月日

平成 30 年 8月 21日

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5

Ｖ-3-別添 3-4-6 逆流防止装置の強度計算書

目次
1.

概要 .............................................................................. 1

2.

基本方針 .......................................................................... 2

2.1 位置 ........................................................................... 2
2.2 構造概要 ....................................................................... 4
2.3 評価方針 ....................................................................... 6
2.4 適用規格 ....................................................................... 73.

強度評価方法 ...................................................................... 83.1 記号の定義 ..................................................................... 83.2 評価対象部位 ................................................................... 93.3 荷重及び荷重の組合せ .......................................................... 103.4 許容限界 ...................................................................... 11NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5

3.5 評価方法 ...................................................................... 124.

評価条件 ......................................................................... 155.

強度評価結果 ..................................................................... 17

1.

概要
本資料は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に示すとおり，逆流防止装置が，滞留する溢水による静水圧荷重に対し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5材が構造健全性を有することを確認するものである。

1

2.

基本方針

2.1 位置逆流防止装置は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「3.
構造強度設計」の構造計画に示すとおり，溢水の溢水評価区画への流入を防止するために，原子炉建屋原子炉棟に設置する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5

逆流防止装置の設置位置図を第 2−1 表に示す。

2

第 2-1 表 逆流防止装置の設置位置図
設備名称

配置図
Ｎ
① ② ⑤ ⑥③④⑨⑩⑮⑪

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5⑫⑭⑧⑬EL.-4.0 m：逆流防止装置

逆流防止装置⑦階高（EL.）

逆流防止装置設置場所

逆流防止装置の種類

原子炉建屋
ボルト取付型

原子炉棟-4.00 m3

2.2 構造概要
逆流防止装置の構造計画は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「3. 構造強度設計」に示す構造計画を踏まえて，詳細な構造を設定する。
逆流防止装置は，フロート式の逆止弁であり，溢水の溢水評価区画への流入に対して，フロートが押し上げられ，弁座に密着することで流入を防止する構造とする。
逆流防止装置の固定方法としては，床面設置の取付金具にフランジをボルトにて固定する。
逆流防止装置の構造計画を第 2−2 表に，概要図を第 2−1 図に示す。
第 2−2 表 逆流防止装置の構造計画
計画の概要

設備名
称

型式

主体構造
弁座を含む弁本体，弁NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5体であるフ逆流防ボルト止装置

取付型

ロート及びフロートを弁座へ導く
フロートガ
イドで構成説明図

支持構造
目皿130mm

床面床面設置の目皿に取付用金具を弁本体(フランジ)溶接にて取付ボルトけ，取付用金具にフランジをボルトにて固定と125mm

弁座取付用金具フロート
ガイド
フロートする。

する。
水圧4

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5

第 2−1 図 ボルト取付型 概要図5

2.3 評価方針
逆流防止装置の強度評価は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.1 荷重及び荷重の組合せ」及び「4.2 許容限界」にて設定している荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界を踏まえて，逆流防止装置の評価対象部位に作用する応力が許容限界内にあることを「3. 強度評価方法」に示す方法により，「4. 評価条件」に示す評価条件を用いて評価し，「5. 強度評価結果」にて確認する。
逆流防止装置の強度評価フローを第 2−2 図に示す。

溢水による荷重の算定
・常時作用する荷重

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5・溢水による静水圧荷重評価式による計算

応力の計算

弁本体，フロートガイド，ボルト，フロートの応力評価

第 2−2 図 逆流防止装置の強度評価フロー6

2.4 適用規格
適用する規格，基準等を以下に示す。
・「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

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5・日本工業規格 JIS G 4303「ステンレス鋼棒」

73.

強度評価方法
逆流防止装置の強度評価は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「5. 強度評価方法」にて設定している方法を用いて，強度評価を実施する。
逆流防止装置の強度評価は，「3.2 評価対象部位」に示す評価対象部位に対し，「3.3 荷重及び荷重の組合せ」及び「3.4許容限界」に示す荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界を踏まえ，「3.5 評価方法」に示す方法を用いて評価を行う。
3.1 記号の定義
逆流防止装置の強度評価に用いる記号を第 3−1 表に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5

第 3−1 表 強度評価に用いる記号
記号

単位Ａ12

定義m

弁本体の最小断面積

Ａ2m2

溢水による静水圧が弁本体に作用する受圧面積

Ａ32m

フロートガイドの最小断面積

Ａ4m2

溢水による静水圧がフロートガイドに作用する受圧面積

Ａ5m2

引張力を受けるボルトの有効断面積

Ｄ2m

溢水による静水圧が弁本体に作用する受圧直径Ｄ3m

フロートガイドの最小直径

Ｄ4m

Ｄ5mｎ

本

溢水による静水圧がフロートガイドに作用する評価に用いる
受圧直径
引張力を受けるボルトの有効直径
引張力を受けるボルトの本数
2ｇm/s

重力加速度ｈm

当該部分の浸水高さ

Ｓ

MPa

ft

MPa

引張力を受けるボルトの許容引張応力

Ｐｗ

MPa

フロートに発生する圧力Ｐｈ

MPa

溢水による静水圧

Ｗ1

N

逆止弁の自重

Ｗ2N

フロートガイド1本当たりに作用する荷重

ρkg/m3

溢水の密度

σt1

MPa

弁本体の最小断面積に加わる圧縮応力

σt2

MPa

フロートガイドの最小断面積に加わる圧縮応力

σb

MPa

ボルト1本の有効断面積に加わる引張応力

ＪＳＭＥ付録材料図表Part5表5鉄鋼材料（ボルト材を除く）の各温度における許容引張応力83.2 評価対象部位
逆流防止装置の評価対象部位は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.2. 許容限界」にて示している評価対象部位を踏まえて，「2.2 構造概要」に示す構造計画にて設定している構造に基づき，荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し設定する。
溢水時は，逆止弁下流からの溢水による静水圧荷重により，弁本体，フロートガイド及びフロートに圧縮力が作用する。また，この圧縮力に伴い弁本体を直接固定するボルトに引張力が作用する。
このことから，主要構成部材である弁本体，フロートガイド及びフロートを評価対象部位とNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5して設定する。評価対象部位について，第 3−1 図に示す。

①弁本体
弁座

④ボルト

③フロート

②フロートガイド

図中の①，②，③，④は評価対象部位を示す。
第 3−1 図 ボルト取付型の評価対象部位

9

3.3 荷重及び荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重及び荷重の組合せは，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.1荷重及び荷重の組合せ」にて示している荷重及び荷重の組み合わせを踏まえて設定する。
3.3.1 荷重の設定
強度評価に用いる荷重は，以下の荷重を用いる。
（1）常時作用する荷重（Ｄ）常時作用する荷重として，弁本体及びフロートガイドの自重を考慮する。
（2）溢水による静水圧（Ｐｈ）
Ｐｈ＝ρ×ｇ×ｈ×10-6
なお，浸水高さｈについては，保守的に床スラブ下端から上階のフロアレベル間の高NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5さを用いることとし，第 3−2 図に示す。
上階のフロアレベル

溢水高さ

逆流防止装置ｈ

床スラブ下端床ドレン配管

第 3−2 図 溢水による静水圧の算出に用いるｈの設定

10

3.3.2 荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重の組合せは，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.1 荷重及び荷重の組合せ」にて設定している荷重を踏まえて設定する。
強度評価に用いる荷重の組合せを第 3−2 表に示す。
第 3−2 表 荷重の組合せ
種類

荷重の組合せボルト取付型

Ｄ＋Ｐｈ

3.4 許容限界
逆流防止装置の許容限界は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算のNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5方針」の「4.2 許容限界」にて設定している許容限界を踏まえ，「3.2 評価対象部位」にて設定している評価対象部位ごとに，機能損傷モードを考慮し設定する。弁本体，フロートガイ
ド，ボルトについては，ＪＳＭＥに準じた供用状態Ｃの許容応力を用いる。
フロートについては，水圧試験により確認した圧力を許容値として用いることとする。
第 3−3 表 弁本体，フロートガイド及びボルトの許容限界

状態

供用状態Ｃ

許容限界＊

許容限界＊

（ボルト以外）

（ボルト）

一次応力

一次応力

圧縮

引張

1.2Ｓ

1.5ft

＊：ＪＥＡＧ 4601・補-1984を準用し，ボルト以外については「第3種菅の許容応力」を適用する。
第 3−4 表 フロートの許容限界
評価対象設備

評価対象部位材料

水圧試験の圧力（MPa）

ボルト取付型

フロート

SUS316L

2.0113.5 評価方法
逆流防止装置の強度評価は，資料Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「5. 強度評価方法」にて設定している評価式を用いる。
（1）弁本体弁本体に発生する圧縮応力σt1 を以下の式より算出する。また，弁本体に作用する評価に用いる受圧面積Ａ2 は，弁本体のうち溢水による静水圧を受ける面積が最も広い箇所を適用し，受圧面の直径Ｄ2 から求める。断面積Ａ1 は，弁本体のうち最も肉厚が薄い断面を適用することとし，以下の第 3−3 図に示す。

Ｗ 1＋ Ｐ・h Ａ2
Ａ1NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5σt1＝

弁本体
弁本体の評価に用いる受圧面直径Ｄ2
受圧面積Ａ2
断面積Ａ1
第 3−3 図 弁本体の強度評価に用いる受圧面直径及び断面積

12（2）フロートガイド
フロートガイドに発生する圧縮応力σt2 を以下の式より算出する。また，フロートガイドに作用する評価に用いる受圧面積Ａ4 は受圧面の直径Ｄ4 から求める。断面積Ａ3 はフロー
トガイドのうち最も肉厚が薄い断面を適用することとし，以下の第 3−4 図に示す。

Ｗ 2＋ Ｐ・
h Ａ4Ａ3

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5σt2＝

最小断面積Ａ3フロートガイドの評価に用いる受圧面直径Ｄ4
受圧面積Ａ4フロートガイド

第 3−4 図 フロートガイドの強度評価に用いる受圧面直径及び断面積（3）フロート
フロートに発生する圧力Ｐｗは溢水による静水圧とする。

Ｐｗ＝ Ｐｈ13

（4）ボルトボルトに発生する引張応力σb を以下の式より算出する。また，評価に用いる受圧面積
Ａ2 は，溢水による静水圧を受ける面積が最も広い箇所を適用し，受圧面の直径Ｄ2 から求める。断面積Ａ5 は最も肉厚が薄い断面を適用することとし，以下の第 3−5 図に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5σb＝

Ｗ 1＋ Ｐ・h Ａ2Ａ5 n

弁本体

受圧面積Ａ2ボルトの評価に用いる
有効直径Ｄ5有効断面積Ａ5
第 3−5 図 ボルトの強度評価に用いる直径及び断面積

144.

評価条件
逆流防止装置の「3. 強度評価方針」に用いる評価条件について，第 4−1 表に逆流防止装置の諸元を，第 4−2 表に逆流防止装置の強度評価に用いる条件を，第 4−3 表に逆流防止装置の使用材料の許容応力条件を示す。
第 4−1 表 逆流防止装置の諸元
弁本体の最弁本体の材質

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5の材質

SUS304ボルトの材質SUS304る受圧面積

Ｄ2（m2）

Ａ2（m）

0.0011

フロートガイド体に作用する評価に用い直径

小断面積Ａ1SUS304

溢水による静水圧が弁本

弁本体の受圧面の0.0027

フロートガ

フロートガ

フロートガ

イドの最小イドの最小イドの受圧

断面積

直径

面の直径

Ａ3Ｄ3Ｄ4（m2）

（m）

（m）

0.000035

0.00660.007

ボルトの有効断面積Ａ5

直径Ｄ5（m2）（m）

0.00004

0.007188

Ｗ1（N）

（m2）

0.0590ボルトの有効逆止弁の自重ボルトの本数ｎ（本）415

20.3978

溢水による静水圧がフロートガ

フロートガイイドに作用する

ド1本当たりに評価に用いる受作用する荷重

圧面積Ａ4Ｗ2（N）

2（m ）
0.000030.4903

溢水による静水圧がボルトに作用する評価に用いる受圧面積Ａ2

逆止弁の自重
Ｗ1（N）（m2）
0.0027

20.3978

第 4−2 表 逆流防止装置の強度評価条件
逆流防止装置の逆流防止装置の重力加速度ｇ

溢水の密度ρ

設置床面スラブ設置階の上階の（m/s2）（kg/m3）下端高さ

フロアレベル（m）（m）

EL.-9.00

EL.2.009.80665

1000

当該部分の浸水
高さｈ（m）

11.0

第 4−3 表 使用材料の許容応力評価条件

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-6 R5種類

ボルト取付型

温度条件

Sft（℃）

（MPa）

（MPa）

SUS30440129-

フロートガイド

SUS30440129-

ボルト

SUS304

40-

102

フロート

SUS316L

40--

評価対象部位

材料

本体

165.

強度評価結果
弁本体，フロートガイド，フロートの圧縮応力，ボルトの引張応力の強度評価結果を第 5-1
表に示す。
逆流防止装置の弁本体，フロートガイド，ボルト及びフロートの発生応力は許容応力以下であることを確認した。
第 5-1 表 強度評価結果(1/2)

NT2
NT2 補②
補② Ⅴ-3-別添Ⅴ-3-別添 3-4-63-4-6 R5R5E

種類

ボルト取付型

評価対象部位

発生応力

許容応力

（MPa）

（MPa）本体

圧縮0.108129

フロートガイド

圧縮0.136129

ボルト

引張0.0023

153

第 5-1 表 強度評価結果(2/2)

種類

評価対象部位

ボルト取付型

フロート

圧縮

発生応力

許容応力＊（MPa）（MPa）

0.1079＊水圧試験により確認した圧力

172.0