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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-994 改 2

提出年月日

平成 30 年 9 月 4 日

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R0Ⅴ-2-3-4-4-2 蒸気乾燥器の耐震性についての計算書

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R2目次
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

82.1 設計条件

82.2 運転条件

82.3 荷重の組合せと応力評価

82.4 材料

82.5 物性値

82.6 荷重の組合せ及び許容応力状態

82.7 許容限界

82.8 応力の記号と方向

83. 外荷重の条件

93.1 死荷重

93.2 地震荷重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

9114.3 外荷重による応力4.3.1

荷重条件（L04，L14 及び L16）

114.3.2

計算方法

114.4 応力の評価

125. 応力強さの評価

13

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

6. 特別な評価

14

6.1 純せん断応力の評価

14

6.1.1

計算データ及び荷重

146.1.2

計算方法

146.1.3

純せん断応力の評価

14

目−1

図表目次
3

図 4−1 解析モデル15

表 1−1 計算結果の概要

6

表 4−1 断面性状16

表 5−1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ

17

表 5−2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ

18

表 6−1 純せん断応力の評価

19

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 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，蒸気乾燥器の耐震性についての計算書である。
蒸気乾燥器は，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-2-3-4-4-2 R1

記号

記 号 の 説 明

単 位

Ａ

ユニットサポートの断面積mm2Ａ0

耐震サポートのせん断断面積mm2ｂ

受圧幅mm

ｅ1

中立軸から各応力評価点までの距離mm

ｅ2中立軸から各応力評価点までの距離mm

ｅ3中立軸から各応力評価点までの距離mmｅ4

中立軸から各応力評価点までの距離mm

Ｆ1

ユニットサポートに働くせん断力

N

Ｆ2ユニットサポートに働くせん断力

N

Ｆ3ユニットサポートに働くせん断力

N

Ｆ4ユニットサポートに働くせん断力NＦ5

ユニットサポートに働くせん断力

Nｈ

受圧高さmmＩy

ユニットサポートの断面二次モーメントmm4Ｉz

ユニットサポートの断面二次モーメントmm4

Ｌ

最長蒸気乾燥器ユニット列の全長mm

最長蒸気乾燥器ユニット長さmm

Ｍ1

ユニットサポートに働くモーメント

N･mm

Ｍ2

ユニットサポートに働くモーメント

N･mm

Ｍ3

ユニットサポートに働くモーメント

N･mm

Ｍ4

ユニットサポートに働くモーメント

N･mm

Ｍ5

ユニットサポートに働くモーメント

N･mm

ｗ1

ユニット列に働く単位長さ当たりの分布荷重

N/mm

ｗ2

ユニット列に働く単位長さ当たりの分布荷重

N/mm

ｗ3

ユニット列に働く単位長さ当たりの分布荷重

N/mm

ｗ4

ユニット列に働く単位長さ当たりの分布荷重

N/mm

ｗ5

ユニット列に働く単位長さ当たりの分布荷重

N/mm

τa

許容せん断応力MPa1

記号記 号 の 説 明

単 位1耐震サポート溶接部長さmm

2

耐震サポート溶接部長さmm

3

耐震サポート溶接部長さmm

4

耐震サポート溶接部長さmm

ｂ1

耐震サポート溶接部脚長mm

ｂ2

耐震サポート溶接部脚長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。

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R2

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。

2Ｌｙ

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R0ｘｚｙｂ

Ｌ＝＝ｂ＝

図 1−1(1) 形状・寸法・材料・応力評価点（蒸気乾燥器）（単位：mm）

3ｚP01,P01’

ｅ1ｅ3ｈ＝ｙ

ユニットサポート〔SUS304 相当〕ｅ2

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R0

図心P02,P02’

ｅ4：応力評価点〔〕：ＪＩＳ相当材（）：材

料

図 1−1(2) 形状・寸法・材料・応力評価点（ユニット及びユニットサポート）（単位：mm）

4

サポートリング
ｂ1
せん断面

Ａｚ

4ｚｙｘ

耐震サポート〔SUS304 相当〕

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R0

Ａ2

ｂ12

13サポートブラケット

原子炉圧力容器

せん断面
1 ＝
ｂ 1＝

2 ＝
ｂ2＝

3＝

4＝

ｂ2
Ａ〜Ａ断面図：応力評価面〔〕：ＪＩＳ相当材（）：材

料

図 1−1(3) 形状・寸法・材料・応力評価点（耐震サポート）（単位：mm）

5

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R1

表 1−1(1) 計算結果の概要

部分及び材料ユニットサポート
SUS304

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

ⅢＡＳ

2172

P01-P0210258P01’

ⅣＡＳ

3260

P01-P0215391P01’6表 1−1(2) 計算結果の概要

部分及び材料

許容応力状態

耐震サポートSUS304

純せん断応力（MPa）
許容値

ⅢＡＳ

3961

ⅣＡＳ6382

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R0

平均せん断応力7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。
2.4 材料
各部の材料を図 1−1 に示す。
2.5 物性値
NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 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。
2.7 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。
なお，主応力の算出は，「応力解析の方針」の 5.4.1 項に示される式においてσt，σ ，σr，τt をそれぞれσx，σy，σz，τxy に添字を置き換えて求める。
σz

σx ：x 方向応力σy ：y 方向応力σyσz ：z 方向応力σxτxy ：せん断応力83. 外荷重の条件
3.1 死荷重
蒸気乾燥器の評価に用いる死荷重を「応力解析の方針」の 4.4.1 節に示す。
3.2 地震荷重
蒸気乾燥器の評価に用いる地震荷重を「応力解析の方針」の 4.4.3 節に示す。
4. 応力計算
4.1 応力評価点
応力評価点の位置を図 1−1(2)及び(3)に示す。
また，各応力評価点の断面性状を表 4−1 に示す。
蒸気乾燥器には，6 列の蒸気乾燥器ユニット列が配置されているが，このうち最大応力の生じる最長のものについて評価する。
なお，強度は，図 1−1(2)の斜線で示した部分（ユニットサポート）が有効であるものとしNT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R2て評価する。
耐震サポートについては，5 章で純せん断応力の評価を行う。
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 4.2 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
差圧Ｐ59 による応力は，以下により求める。
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。

(1) 差圧による荷重
a. 鉛直方向荷重
ユニット列にかかる鉛直方向，単位長さ当たりの分布荷重ｗ1 は，次式で求める。
ｗ1＝Ｐ59・ｂb. 水平方向荷重
ユニット列にかかる水平方向，単位長さ当たりの分布荷重ｗ2 は，次式で求める。
ｗ2＝Ｐ59・ｈ9(2) 中央部及び端部のモーメント，せん断力
a. 中央部ユニット列全長の中央部のユニットサポートにかかるモーメントＭ1 及びせん断力
Ｆ1 は，次式で求める。

ｗ1・Ｌ2
Ｍ1＝
8Ｆ1＝0b. 端部各ユニットの端部のユニットサポートにかかるモーメントＭ2 及びせん断力Ｆ2 は，次式で求める。

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R0

Ｍ2＝

ｗ2・ 2
12ｗ2・Ｆ2＝2(3) 一次一般膜応力P01 及び P01’
P02 及び P02’

Ｆ2：τxy＝Ａ(4) 一次曲げ応力P01 及び P01’

Ｍ1Ｍ2：σx＝ ・ｅ1＋ ・ｅ3
ＩyＩz

P02 及び P02’

Ｍ2Ｍ1・ｅ4：σx＝− ・ｅ2−Ｉz
Ｉy104.3 外荷重による応力4.3.1

荷重条件（L04，L14 及び L16）
蒸気乾燥器ユニット列に働く外荷重を「応力解析の方針」の 4.2 節に示す。

4.3.2

計算方法
外荷重による応力は，以下により求める。
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。

(1) 死荷重（L04）a. ユニット列にかかる鉛直方向，単位長さ当たりの分布荷重ｗ3 は，次式で求める。

Ｖ2ｗ3＝
Ｌ

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R1

b. ユニット列全長の中央部のユニットサポートにかかるモーメントＭ3 及びせん断力
Ｆ3 は，次式で求める。

ｗ3・Ｌ2Ｍ3＝
8Ｆ3＝0c. 一次曲げ応力

Ｍ3・ｅ 1
P01 及び P01’ ：σx＝−Ｉy
Ｍ3P02 及び P02’ ：σx＝ ・ｅ2Ｉy
なお，せん断力Ｆ3＝0 であることより，一次一般膜応力は発生しない。
(2) 地震荷重Ｓｄ*，Ｓｓ（L14，L16）a. 地震荷重Ｓｄ*，Ｓｓによる荷重(a)

鉛直方向荷重ユニット列にかかる鉛直方向，単位長さ当たりの分布荷重ｗ4 は，次式で求める。

Ｖ2ｗ4＝
Ｌ11

(b)

水平方向荷重ユニット列にかかる水平方向，単位長さ当たりの分布荷重ｗ5 は，次式で求める。

Ｈ2ｗ5＝
Ｌb. 中央部及び端部のモーメント，せん断力(a)

中央部
ユニット列全長の中央部のユニットサポートにかかるモーメントＭ4 及びせん断力
Ｆ4 は，次式で求める。

ｗ4・Ｌ2
Ｍ4＝
8

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R1

Ｆ4＝0(b)端部各ユニット端部のユニットサポートにかかるモーメントＭ5 及びせん断力Ｆ5 は，次式で求める。

Ｍ5＝

ｗ5・ 212ｗ5・Ｆ5＝2c. 一次一般膜応力P01 及び P01’

Ｆ5：τxy＝P02 及び P02’
Ａ

d. 一次曲げ応力

Ｍ5Ｍ4・ｅ1＋ ・ｅ3
P01 及び P01’ ：σx＝Ｉz
Ｉy
Ｍ5Ｍ4・ｅ2＋ ・ｅ4
P02 及び P02’ ：σx＝Ｉz
Ｉy
4.4 応力の評価
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。

12

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-2-3-4-4-2 R2節及び 3.7 節に示す許容値を満足する。

13

6. 特別な評価
耐震サポートには，地震荷重Ｓｄ*（L14），地震荷重Ｓｓ（L16）の水平力Ｈ1 により，純せん断応力が生じるため，純せん断応力の評価を行う。
6.1 純せん断応力の評価
耐震サポートには，水平力Ｈ1 により純せん断応力が生じる。

6.1.1

計算データ及び荷重(1) 計算データ
耐震サポート溶接部のせん断断面積（図 1−1(3)参照）

Ａ0 ＝

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R2＝＝(2) 荷重
各運転条件における水平力を，「応力解析の方針」の 4.2 節に示す。
6.1.2

計算方法
せん断面に発生する平均せん断応力τは，

τ＝

6.1.3

純せん断応力の評価
各許容応力状態における純せん断応力の評価を表 6−1 に示す。
表 6−1 より，各許容応力状態における平均せん断応力は，「応力解析の方針」の表 3−5(3)及び 3.7 節に示す許容値を満足する。

14

ｗH＝

ｈｈ＝

ｗH：水平方向分布荷重（ｗ2 又はｗ5）ｗvｈ

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R1

図 4−1(1) 解析モデル（水平方向荷重）（単位：mm）

Ｌ＝ｈ＝

Ｌ

ｗv：鉛直方向分布荷重（ｗ1，ｗ3，ｗ4）

図 4−1(2) 解析モデル（鉛直方向荷重）（単位：mm）

15

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R1

表4−1 断面性状

応力評価点
P01，P01’
P02，P02’

ｂｈ

Ｌ（mm）

（mm）

（mm）

（mm）

ｅ1ｅ2ｅ3ｅ4

ＡＩyＩz

（mm）

（mm）

（mm）

（mm）

（mm2）

（mm4）

（mm4）

16表 5−1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ（単位：MPa）
許容応力状態

許容応力状態ⅢＡＳⅣＡＳ

応力
評価面

応力

許容値

強さ
P01P02P01’

許容値

強さ

2172

3260

0172

1260

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R1P02’

応力17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）
許容応力状態

許容応力状態

ⅢＡＳ

ⅣＡＳ

応力
評価点

応力

許容値

強さ

応力

許容値

強さ

4258

10391

P01’

10258

15391

P024258

6391

P02’

4258

6391

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R1P0118表 6−1 純せん断応力の評価（単位：MPa）
平均せん断応力

許容せん断応力ττa

許容応力状態ⅢＡＳ3961＊

許容応力状態ⅣＡＳ6382＊

状態を乗じた値を示す。

NT2 補③ Ⅴ-2-3-4-4-2 R2E

注記 ＊：継手効率19