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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-340 改 8

提出年月日

平成 30 年 10 月 2 日

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

Ⅴ-3-別添 3-4-4 逆流防止装置の強度計算書

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

目次
1.

概要

12.

基本方針

22.1 位置22.2 構造概要

42.3 評価方針

62.4 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

113.5 評価方法

124.

評価条件

155.

強度評価結果171.

概要
本資料は，添付書類「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NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7な構造部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，添付書類「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，溢水の溢水防護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 3-4-4 R7

逆流防止装置の設置位置図を表 2−1 に示す。

2

表 2−1 逆流防止装置の設置位置図
配置図

逆流防止装置NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

設備名称

3

2.2 構造概要
逆流防止装置の構造計画は，添付書類「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，溢水の溢水防護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表 2−2 に，概要図を図 2−1 に示す。
表 2−2 逆流防止装置の構造計画
計画の概要

名称

型式

主体構造
弁座を含む弁本体，弁NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7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

130 mm

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125 mm

設備

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 3-4-4 R7

図 2−1 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，添付書類「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図 2−2 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 3-4-4 R7・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

図 2−2 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))

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 ＪＥＡＧ４６０１−1987（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 ＪＥＡＧ４６０１・補−1984（日本電気協会）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7・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，添付書類「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表 3−1 に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

表 3−1 強度評価に用いる記号
記号単位Ａ12

定義mＡ2m2Ａ3m2Ａ4m2Ａ5m2ボルトの有効断面積

Ｄ2m

弁本体の受圧面の直径

Ｄ3m

フロートガイドの最小直径

Ｄ4m

フロートガイドの受圧面の直径

Ｄ5m

ボルトの有効直径ｎ本

ボルトの本数

ｇm/s2

重力加速度

ｈm

当該部分の浸水高さ

Ｓ

MPa

ft

MPa

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

弁本体の最小断面積
溢水による静水圧が弁本体又はボルトに作用する評価に用いる受圧面積
フロートガイドの最小断面積
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
受圧面積

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

フロートガイド1本当たりに作用する荷重
3ρ

kg/m

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σbMPa

ボルト1本の有効断面積に加わる引張応力83.2 評価対象部位
逆流防止装置の評価対象部位は，添付書類「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 3-4-4 R7して設定する。評価対象部位について，図 3−1 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。
図 3−1 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，添付書類「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。
(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。
a.

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。

b.

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 3-4-4 R7さを用いることとし，図 3−2 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

図 3−2 溢水による静水圧の算出に用いるｈの設定

10

(2) 荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重の組合せは，添付書類「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表 3−2 に示す。
表 3−2 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，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7算の方針」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，「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))ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ１−2005/2007 (日本機械学会)」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。
表 3−3 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1.2Ｓ1.5ft

注記 ＊：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。
表 3−4 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，添付書類「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，弁本体の受圧面積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，以下の図 3−3 に示す。

Ｗ 1＋ Ｐ・h Ａ2
Ａ1NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

σt1＝

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
図 3−3 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，フロートガイドの受圧面積Ａ4 はフロートガイドの受圧面の直径Ｄ4 から求める。断面積Ａ3 はフロートガイドのうち最も小さい径の断面を適用することとし，以下の図 3−4 に示す。

Ｗ 2＋ Ｐ・
h Ａ4Ａ3

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

σt2＝

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

図 3−4 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 はボルトのうち最も小さい径の断面を適用することとし，以下の図 3−5 に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7σb＝

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

図 3−5 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. 強度評価方法」に用いる評価条件について，表 4−1 に逆流防止装置の諸元を，表 4−2 に逆流防止装置の強度評価に用いる条件を，表 4−3 に逆流防止装置の使用材料の許容応力条件を示す。
表 4−1 逆流防止装置の諸元

弁本体の材質SUS304

弁本体の最弁本体の受圧面の小断面積

直径

Ａ1Ｄ2（m2）（m）

0.0029370.059

溢水による静水圧が弁本体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）
0.002734

20.3978

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

溢水による静水

フロートガイド

フロートガ

フロートガ

フロートガ

圧がフロートガイドの最小イドの最小イドの受圧イドに作用する

断面積

直径

面の直径

評価に用いる受Ａ3

Ｄ3

Ｄ4

圧面積

（m2）

（m）

（m）

Ａ4の材質

フロートガイ
ド1本当たりに作用する荷重
Ｗ2（N）

（m2）
SUS3040.000034

0.00660.007

ボルトの有効ボルトの有効ボルト

ボルトの断面積直径の本数

材質

Ａ5Ｄ5ｎ（m2）

（m）

（本）

0.000041

0.007188

4SUS304

150.000039

0.4903

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）
0.002734

20.3978

表 4−2 逆流防止装置の強度評価条件
重力加速度ｇ（m/s2）

9.80665

溢水の密度
ρ（kg/m3）1000

逆流防止装置の逆流防止装置の当該部分の浸水

設置床面スラブ設置階の上階の高さ

下端高さ

フロアレベル

ｈ

（m）

（m）

（m）

EL.-9.00

EL.2.00

11.0

表 4−3 使用材料の許容応力評価条件

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-4 R7

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

SUS30440-102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表 5−1 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。
表 5−1 強度評価結果（1／2）

NT2補②
補②Ⅴ-3-別添
Ⅴ-3-別添3-4-4R7E
R7NT2
3-4-4

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0.108154

フロートガイド

圧縮0.136154

ボルト

引張1.943153

表 5−1 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）

0.108

注記 ＊：水圧試験により確認した圧力。

172.0