本資料のうち，枠囲みの内容

東海第二発 電所

工事 計画審査資 料

は営業秘密又は防護上の観点

資 料 番 号

補足-180-2

改 14から公開できません 。

提出年月日

平成 30 年 7 月 6 日

工事計画に係る補足説明資料
補足-180-2【燃料体等又は重量物の落下による使用済燃料貯蔵槽内の燃料体等の破損の防止及び使用済燃料貯蔵槽の機能喪失の防止に関する説明書に係る補足説明資料】

平成 30 年 7 月
日本原子力発電株式会社

1.

添付書類に係る補足説明資料「核燃料物質の取扱施設及び貯蔵施設」に係る添付資料（共通資料は除く）の記載内
容を補足するための説明資料リストを以下に示す。

工認添付資料

補足説明資料
1.使用済燃料プール周りの重量物の配置Ｖ-1-3-3

2.燃料取替機及び原子炉建屋クレーンの燃料体等又は重量物の落下による使用済

待機場所について

燃料貯蔵槽内の燃料体等の破損の防止及3.原子炉建屋クレーンのインターロック

び使用済燃料貯蔵槽の機能喪失の防止にについて関する説明書4.新燃料の取扱いにおける落下防止対策
5.キャスク取扱い作業時における使用済
燃料プールへの影響
6.照射済燃料及び使用済燃料取扱い作業時の使用済燃料プールへの影響
7.ワイヤロープ及び主要部材の強度に関する説明について8.イコライザハンガの概要について
9.使用済燃料プールの機能に影響を及ぼすおそれのある重量物の抽出結果
10.技術基準規則への適合性
別添1 重量物落下時のチャンネルボック
スへの荷重について
別 添 2 BWR燃 料 集 合 体 落 下 時 の 使 用 済 燃
料プールライニングの健全性について
別添3 燃料取替機のスロッシングによる波及的影響評価別添1

重量物落下時のチャンネルボックスへの荷重について

2.

別

紙

（１）工認添付資料と設置許可まとめ資料との関係【核燃料物質の取扱施設及び貯蔵施設】

1

別紙 工認添付資料と設置許可まとめ資料との関係【核燃料物質の取扱施設及び貯蔵施設】
工認添付資料
燃料体等又は重量物の落下による使用済燃料貯蔵槽内の燃料体等の破損の防Ｖ-1-3-3
止及び使用済燃料貯蔵槽の機能喪失の防止に関する説明書

DB第 16 条

設置許可まとめ資料

引用内容

燃料体等の取扱施設及び貯蔵施設

落下防止について引用
ただし，燃料取替機，原子炉建屋クレーン及び使用済燃料乾式貯蔵建屋天井クレーンに係る評価方法，評価結果については，各耐震計
算書に示す。

2

補足説明資料目次頁
1.

使用済燃料プール周りの重量物の配置 ･････････････････････････････････････････････ 1-1

2.

燃料取替機及び原子炉建屋クレーンの待機場所について･･･････････････････････････････2-1

3.

原子炉建屋クレーンのインターロックについて･･･････････････････････････････････････3-1

4.

新燃料の取扱いにおける落下防止対策･･･････････････････････････････････････････････4-1

5.

キャスク取扱い作業時における使用済燃料プールへの影響･････････････････････････････5-1

6.

照射済燃料及び使用済燃料取扱い時の使用済燃料プールへの影響･･･････････････････････6-1

7.

ワイヤロープ及び主要部材の強度に関する説明について･･･････････････････････････････7-1

8.

イコライザハンガの概要について･･･････････････････････････････････････････････････8-1

9.

使用済燃料プールの機能に影響を及ぼすおそれのある重量物の抽出結果･････････････････9-1

10. 技術基準規則への適合性･････････････････････････････････････････････････････････10-1
別添1 重量物落下時のチャンネルボックスへの荷重について････････････････････････････別1-1
別添2 BWR燃料集合体落下時の使用済燃料プールライニングの健全性について･････････････別2-1
別添3 燃料取替機のスロッシングによる波及的影響評価････････････････････････････････別3-1

1.

使用済燃料プール周りの重量物の配置
落下時に使用済燃料プールの機能へ影響を及ぼすおそれのある重量物の配置を第1-1図に示す。

第 1-1 図 使用済燃料プール周りの重量物の配置

1-1

2.

燃料取替機及び原子炉建屋クレーンの待機場所について
燃料取替機及び原子炉建屋クレーンは，通常時，使用済燃料プール上へ待機配置せず待機位置
はＤ／Ｓプール上とする運用にすることで，使用済燃料プールへの落下は防止される。第2-1～2
図に東海第二発電所の燃料取替機及び原子炉建屋クレーンの通常時待機場所を示す。

第2-1図 燃料取替機待機場所

2-1

第2-2図 原子炉建屋クレーン待機場所

2-2

3.

原子炉建屋クレーンのインターロックについて
原子炉建屋クレーンは，使用済燃料プール上を重量物及びキャスク（使用済燃料輸送キャスク

及び使用済燃料乾式貯蔵容器）が走行及び横行できないように可動範囲を制限するインターロッ
クを設けている。
原子炉建屋クレーン走行レール及び横行レールは原子炉建屋原子炉棟6階床面全域を走行及び横行できるよう敷設されているが，重量物及びキャスクの移送を行う際には，重量物及びキャスクが使用済燃料プール上を通過しないよう，レールに沿って設置されたリミットスイッチ及びイ
ンターロックによる移送範囲の制限により，使用済燃料プールへの重量物及びキャスクの落下を防止する設計とする。
インターロックには3つのモード（A～Cモード）があり，取り扱う重量物に応じてモード選択を行い，移送範囲を制限することで，使用済燃料プールへの重量物及びキャスクの落下を防止している。上記について，3次文書「工事要領書作成手引き」にて原子炉建屋原子炉棟6階にて楊重作業を行う場合，インターロック（A～Cモード）のモード選択を行い，移送範囲を制限することを明確化し（使用済燃料プールへ移送を行わない場合は，A又はBモードとする。），工事毎の要領書にて，走行範囲を明確にし，使用済燃料プールへの落下防止を図る。
原子炉建屋クレーンのインターロックによる重量物移送範囲とリミットスイッチ展開図の関係
を第3-1～2図に示す。なお，使用済燃料プール上へアクセス可能なモードはCモードのみである。

第3-1図 原子炉建屋クレーンのインターロック（Bモード）による重量物移送範囲とリミットスイッチ展開図3-1

第3-2図 原子炉建屋クレーンのインターロック（Aモード）によるキャスク移送範囲とリミットスイッチ展開図

3-2

4.

新燃料の取扱いにおける落下防止対策
新燃料は，新燃料輸送容器に2体ずつ収納され原子炉建屋クレーン（主巻）によって原子炉建屋

原子炉棟6階へ搬入する。
輸送容器から新燃料検査台へは新燃料を1体ずつ原子炉建屋クレーン（補巻）によって移送し，受入検査を実施するとともにチャンネルボックスを装着する。新燃料検査
台から新燃料貯蔵庫又はチャンネル着脱機へ原子炉建屋クレーン（補巻）にて移送する。新燃料貯蔵庫からチャンネル着脱機への移送にも原子炉建屋クレーン（補巻）を用いる。吊具として使用するナイロンスリングは気中作業で確実な装着を確認し，安全率は，６以上を確保している。
チャンネル着脱機から使用済燃料プールのラック，ラック間及びラック－原子炉間の移送は燃料取替機にて取り扱われる。
新燃料の取扱いに係る移送フロー及び経路（例）を第4-1図に示す。

＜新燃料移送フロー＞① 原子炉建屋 6 階への搬入② 新燃料検査台への移送（バイパスすることもある）③ 新燃料貯蔵庫へ移送・保管④ チャンネル着脱機への移送⑤ 使用済燃料プールへの移送⑥ 原子炉への移送
第4-1図 新燃料の取扱いに係る移送フロー及び経路（例）
第4-1図に示すとおり，新燃料は，原子炉ウェル上を通過しているが，新燃料移送は運転中に実施するため，原子炉蓋は閉まっており，炉内に新燃料が落下することはない。また，新燃料を使用済燃料プールへ移送する際は，使用済燃料プール上を移送しない運用とし，使用済燃料プール
上への落下を防止している。
原子炉建屋クレーンは，動力源喪失時にて自動的にブレーキがかかる機能を有しているとともに，フックには外れ止め金具を装備し，新燃料の落下を防止する構造としており，速度制限，過巻防止用のリミットスイッチにより，誤操作等による新燃料の落下は防止される。
原子炉への燃料装荷の際には，燃料取替機による新燃料移送作業を行うこととなるが，燃料取替機についても，駆動源喪失時等における種々のインターロックが設けられており，新燃料の落4-1

下は防止される。
チャンネル着脱機（第4-2図）は，使用済燃料プールの床面に設置し，ガイドレールがプール内の金物に差し込まれており，上部でボルト固定されている。カートはガイドレールに支持されており，ローラチェーンを介して最上限ストッパから下限ストッパの位置までの間を昇降（第4-3
図）し，直接ライナに衝突しないため，ライナを損傷させることはない。なお，燃料集合体外観検査時に燃料体等の昇降を行う際には，線量低減の観点から，機械的なインターロックにより，上限ストッパの位置までに上昇を制限する運用とする。電源遮断時には，電磁ブレーキで駆動軸を保持する構造となっている。
新燃料を受入れてから原子炉に装荷するまでに使用する設備は以下のとおり。
①原子炉建屋クレーン（主巻）②原子炉建屋クレーン（補巻）③新燃料検査台④新燃料貯蔵庫⑤チャンネル着脱機⑥使用済燃料貯蔵ラック⑦燃料取替機

4-2

第4-2図 チャンネル着脱機概略図

第4-3図 ストッパの位置

原子炉建屋クレーン及び燃料取替機については，「新燃料，再使用燃料又は使用済燃料の装荷，取出又は保管等を行うために使用する設備」であることから，燃料取扱設備である。チャンネル
着脱機については，燃料集合体の吊り上げての移動に使用する設備ではないが，チャンネルボッ
クスの着脱，燃料集合体外観検査のための一時的な仮置きと昇降，新燃料搬入時の昇降に使用する設備であることから，燃料取扱設備である。

4-3

5.

キャスク取扱い作業時における使用済燃料プールへの影響
空のキャスクの取扱い作業は原子炉建屋クレーン（主巻）を使用し，機器ハッチより原子炉建

屋原子炉棟6階床面へキャスクの移送を行い，キャスクピットにて燃料の装荷作業が行われる。ラックからキャスクピットのキャスクへの使用済燃料の移送には燃料取替機を用いる。作業概要について第5-1図に示す。
本作業時における原子炉建屋クレーンの運転は，キャスクが使用済燃料プール上を通過することがないよう，インターロックによる可動範囲制限を行うことで，使用済燃料プールへのキャスクの落下は防止される設計としている。
また，原子炉建屋クレーンはインターロックによる運転の他，動力源喪失時にて自動的にブレーキがかかる機能を有しているとともに，
フックには外れ止め金具が装備されており，
速度制限，過巻防止用のリミットスイッチも設けられていることから，キャスクの落下は防止される設計としている。
なお，キャスクピットでのキャスク取扱い時に，仮に地震等にて原子炉建屋クレーンの各ブレーキ（横行，走行，巻上下）の機能が喪失した場合，キャスクは横行，走行方向及び鉛直方向に滑る恐れがあるが，キャスクをキャスクピットにて取り扱う際には，キャスクピットを使用済燃料プールと隔離して，キャスクピット単独で水抜き等を実施するためのキャスクピットゲートが設置されるため，キャスクが横行，走行方向及び鉛直方向に滑った※1,2としても，使用済燃料プール水位維持のためのライニング健全性は維持される。キャスクとキャスクピットゲートの上から見た位置関係を第5-2図に示す。
使用済燃料を燃料取替機にてキャスクに装荷する際は，キャスクピットにアクセスするため，燃料取替機のモードをキャスクピットモードに切り替える。これによって，通常燃料をしか吊り上げられないインターロックとなっているが，最大mmmmまで吊り上げられるようになる。しかし当該モード切替は通常モードでアクセス不可となるキャスクピットゲートの手前で行うこととし，

mm以上の吊り上げもキャスクの手前であるキャスクピットゲート付近で行うこととする。第5-3図にキャスクとキャスクピットゲートの横から見た位置関係を示す。また，ライナ下部には複数の漏えい検知溝が走っているが，ほとんどがラックの下部に隠れており落下物が直接衝突することはない。ラック下部以外の漏えい検知溝上は，燃料取替機の通常モードでイン
ターロック上アクセスは可能であるが，燃料がその上部を通過することはないことから，漏えい
検知溝上に燃料が落下することはないものと考える。
使用済燃料プールから取り出したキャスクは，
原子炉建屋原子炉棟6階床面とは隔離された除染ピットにおいて，転倒防止装置を取り付けることにより固縛する。固体廃棄物移送容器等についても同様である。
※1 キャスク取扱い時は，インターロック運転により可動範囲が制限されること及びキャスクピ
ットはキャスクピットゲートにより使用済燃料プールと隔離されることから，
キャスクが横行，走行方向に滑ったとしてもキャスクがキャスクピットエリア外の使用済燃料プール内に落下することはないものと考える。

5-1

※2 鉛直方向ブレーキについて，制動力を上回る不可トルクが発生した場合のすべり量は，基準
地震動Ｓｓ時の評価にて示すこととする。
キャスクを原子炉建屋原子炉棟6階床面に搬入してから使用済燃料をキャスクに収納し，キャスクを搬出するまでに使用する設備は以下のとおり。
①原子炉建屋クレーン（主巻）②燃料取替機

5-2

第5-1図 キャスク取扱い作業フロー（例）5-3

第5-2図 キャスクとキャスクピットゲートの位置関係（上から見た図）5-4

第5-3図 キャスクとキャスクピットゲートの位置関係（横から見た図）

5-5

6． 照射済燃料及び使用済燃料取扱い時の使用済燃料プールへの影響
照射済燃料及び使用済燃料は，直接には燃料取替機のみにて取り扱われ，ラックから燃料取替機によって移動し,使用済燃料プール内にて必要に応じて検査され，所定の場所（燃料装荷の場合
は炉心，それ以外の場合は使用済燃料プール，使用済燃料乾式貯蔵キャスク，輸送キャスク，などを指す）へ移動される。
使用済燃料の使用済燃料プール上での移動経路（例）を第6-1図に示す。
なお，使用済燃料プール底部のライナの下に設置されている漏えい検知溝については第6-1図に示す箇所にて，ラックに隠れていない箇所は存在するが，燃料取替機が原子炉ウェルから使用済
燃料プール内へ自動モードにて入ってくる場合，燃料取替機は最南端の使用済燃料貯蔵ラックに燃料を貯蔵する場合であっても，ラック南端のほぼ真上を移動して各ラックへ向かうため，燃料が直接漏えい検知溝上へ落下することはない。また，直下に検知溝がない東側のチャンネル着脱機1基のみを使用可能とすることから，
チャンネル着脱機使用時に燃料体等は検知溝上を通らない。
その他の検知溝上も自動モードではアクセスできず，通ることはない。

第6-1図 使用済燃料の使用済燃料プール上での移動経路（例）

6-1

7.

ワイヤロープ及び主要部材の強度に関する説明について
燃料取替機のワイヤロープは，二本有しており，一本が「燃料集合体及びグラップル」を，もう一本が「伸縮管」をそれぞれ吊る構造となっている（第7-1図参照）。
燃料取替機は，定格荷重を450 kgとしており，クレーン構造規格適用除外揚重機（0.5 t未満のため）となるが，ホイスト，走行レール，ガータの設計については，クレーン構造規格を準用し，その他の部品は，JIS及びメーカ社内規格等に基づいた設計としており，各ワイヤロープは，当該規格要求を満足する安全率を有した設計としている。
万が一どちらかのワイヤロープが切断した場合でも，残り一本のワイヤロープで吊荷（燃料集合体 約320 kg），伸縮管（本体側に設置（固定）された１段を除く2～6段の荷重：約800 kg）及びグラップル（約30 kg）を保持可能な設計としている。
ワイヤロープの破断荷重（119 kN）に対し，使用上の最大荷重は12.5 kN（定格荷重 450 kg，グラップル 約30 kg，伸縮管（2～6段の荷重）約800 kg：合計約1280 kg）であり，約10倍の安全率を有しており，クレーン構造規格要求（3.55倍）を満足した設計となっている。また，燃料吊り荷重伝達ルートにおける，ワイヤロープ以外の主要強度部材（フック，グラップルシャフト，
ワイヤ取付部等）においても，クレーン構造規格に定めるワイヤロープと同等以上の安全率を有する設計としている。

第7-1図 ワイヤロープ概要図
7-1

・片側ワイ ヤロープ が 切断した場 合の衝撃 荷 重について
ワイヤロープ２本の 内 ，伸縮管側 のワイヤ ロ ープが切断 したと仮 定する。
ワイヤロープの破断 荷 重：119000 N ①
衝撃荷重はワイヤロ ー プが伸縮管 荷重等を 受 けて伸縮す るため， 荷重を伸縮管2段～6段（約800 kg）とする 。
伸縮管の落下距離（ 伸 縮管－グラ ップル間 ） を46 mm
ワイヤ固有周期を 0.145 s
固有周期 Ｔ ＝2π√ （ ｍ/ｋ） （ 出典元： 機 械工学便覧 第 7 章 線形系の振動 より）（ｍ：伸縮管荷重（ 約 800 kg），ｋ ：ワイ ヤの バネ定数 （ 約 1500×10 3 N/m））
バネ定数 ｋ ＝Ｅ・ Ａ／ Ｌ（下記２ 式より求 め る）
（Ｅ：ワイヤの弾性 係 数 約 110000[N/mm 2 ]（ メーカ指示 値を採用 。 なお，ワイ ヤはプレテンション加工 ※ 1 を 実 施しており ，経年後 の 固くなった 状態を想 定），Ａ：ワイ ヤの断面積 89.2[mm 2 ]（ ワイヤ ロープは， 約 10 倍 の安 全率を有し た設計で あり，2 定検 毎に交換を行うことから， 顕 著な恒久的 伸びは発 生 しないため ，断面積 の縮小は考慮 せず，製作時の寸法を想定），Ｌ：ワイヤの長 さ（巻出 し長さ） 約 6.5[m]（グラップル を最上限位置まで巻上げ，伸 縮 管 2～6 段の 荷重が 掛か った状態を 想定））
ワイヤ（鋼材）の伸 び λと力Ｐの 関係式

λ ＝Ｐ・Ｌ／（Ｅ・Ａ ） （出典元：機械工学

便覧 第 1 章 変形す る 固体の力学 より）
バネの伸びと力Ｐの 関 係式

Ｐ＝ ｋ・λ （出 典元：機械 工学便覧 第 7 章 線形系 の振動より）※1：製作完 了後，引 張 装置を使用 し，所定 の 荷重（張力 ）をかけ ，一定時間保持 した後，荷重を元に 戻すこと を 一定回数繰 り返すこ と で，使用初 期に生じる 初期伸び及 びロ
ープ径の細 りが少な く なる。尚， 加工によ り 弾性係数が 約 1.3 倍増 加する。
ワイヤロープ切断時 ， ワイヤロー プに発生 す る衝撃荷重 ：40000 N（詳細は下記 参照）∫Ｆｄｔ＝ｍ・ｖ（出 典元：（力 積）－（運動 量変化）の関係式 機械工学便覧 第 6 章 衝
突より）よって，Ｆ＝（2・ π・ ｍ・Ｖ）/Ｔ（ｍ：伸縮管荷重（ 約800 kg），Ｔ ：ワイ ヤ固 有周期（0.145 s） ，Ｖ ：落下距離 到達時の速度（0.95 m/s ※自 由落下での 落下距離 46 mm到達時の 速度））
Ｆ=約33000 N
以上により，余裕を み て衝撃荷重 を40000 Nと する。②
ワイヤロープの負担 荷 重 480 ※ 2 ×9.8＋40000②＝44704 N ③※2：定格荷 重 450 kg，グラップ ル 約30 kg
よって，破断荷重① ／ 負担荷重③ ；119000／44704＝2.66≒2倍 以上7-2

上記結果により，片 側 ワイヤロー プ（伸縮 管 側）が切断 した場合 においても， もう片側のワイヤロープに て 保持可能な 設計を有 し ている。
なお，ワイヤロープ 更 新時，購入 仕様書に 既 設ワイヤロ ープの仕 様（材質，寸 法，破断荷重等），適用法 令 及び基準を 記載し手 配 を行い，必 要な検査 を実施し，検 査成績書の確認をもって，当 社が 要求した仕 様，基準 等に 基づき製作 されている ことを確認 する。

7-3

8.
8.1

イコラ イザハン ガ の概要につ いて
ストッ パの機 構に ついて
イコライザ ハンガの ス トッパ機構 は，ワイ ヤ ロープ，ロ ープクリッ プ，イコラ イザ
シーブ及びストッパ で 構成されて いる。
ワイヤロー プが破断 し たとすると ，吊荷の 質 量によりイ コライザハ ンガからロ ープ
が引き出されるが，第8-1図のように イコラ イザ ハンガのロ ープにロー プクリップ が取り付けられ，その下 方 にストッパ が備えら れ た構造であ り，ロー プクリップが イコラ
イザハンガに当たり 保 持されるこ とで，引 き 出しが止ま るので吊 荷は落下しな い。

第8-1図

8.2

イ コライ ザハ ンガのスト ッパ概念 図

ワイヤ ロープ 破断 時の動作に ついて
ケース①： ワイヤロ ー プがイコラ イザハン ガ 外で破断し た場合（第8-2図）
吊荷の質量 により， イ コライザハ ンガから 破 断していな い方のワイ ヤロープが 引き出されるが ，ロープ ク リップがス トッパに 当 たり保持さ れることに より，引き 出しが止まり落 下しない 。
ケース②： ワイヤロ ー プがイコラ イザハン ガ 内で破断し た場合（第8-3図）
吊荷の質量 により， イ コライザハ ンガから 両 方のワイヤ ロープが引 き出される が，それぞれの ロープク リ ップがスト ッパに当 た り保持され ることによ り，引き出 しが止まり落下 しない。

第8-2図

ワ イヤロ ープ がイコライ ザハンガ 外 で破断した 場合の概 要 図8-1

第8-3図8.3

ワ イヤロ ープ がイコライ ザハンガ 内 で破断した 場合の概 要 図

ストッ パ機能 の実 証実験等の 有無につ い て
ロープクリ ップの把 握 力試験にて 確認して い る。（限界 値約550 kNに対しワイ ヤ１
本あたり約220 kNの 荷 重）

8.4

ロープ クリッ プの 点検につい て
定期検査毎 に外観点 検 ，ボルトの ハンマリ ン グ及びマー キングを行 い，ずれの 有無を確認することとし て いる。

8-2

9.

使用済 燃料プー ル の機能に影 響を及ぼ す おそれのあ る重量物 の 抽出結果
使用済燃料プール周 辺 設備等の重 量物につ い て，使用済 燃料プー ルへの落下時 に使用済燃料プールの機能 に 影響を及ぼ すおそれ の ある重量物 について ，使用済燃料 プールとの位置関係，作業計 画 を踏まえて 抽出した 結 果の詳細を 第1表に 示す。気中落下 時の衝突
エネルギーが落下試 験 の衝突エネ ルギーよ り 大きい設備 等につい て，十分な離 隔距離の確保，固縛又は固定 ， 並びに基準 地震動Ｓ ｓ による地震 荷重に対 し使用済燃料 プールへ落下しない設計を行 う ことにより 落下防止 対 策を行って いる。な お，使用済燃 料プール
周辺で資機材等を設 置 する場合は ，落下時 の 衝突エネル ギーの大 小に関わらず ，社内規程に基づき荷重評価 を 行い，設置 場所や固 縛 方法につい て検討し た上で設置し ている。
また，使用済燃料プ ー ルの機能に 影響を及 ぼ すおそれの ある重量 物のうち，使 用済燃料プールのフロアレ ベ ルに設置す るものの 一 覧（第2表） ，配置 図（第9-1図）及 び吊荷の落下防止対策（第 3表 ）を以下に 示す。

9-1

第1表

使用 済燃料 プー ルの機能に 影響を及 ぼ すおそれの ある重量 物 の抽出結果 ※ 1

番
号

抽出項目

1

原子炉建屋原子炉棟

2
3
4

燃料取替機
原子炉建屋クレーン
その他クレーン

5

PCVヘ ッ ド（取扱具含む）6

RPVヘ ッ ド（取扱具含む）7

ドライヤ，セパレータ等（取扱具含む）8

プール内設置物

9

プールゲート類

10

キャスク（取扱具含む）

11

電源盤類

12

フェンス・ラダー類

13

装置類

詳細

作業計画を踏まえ抽出作業計画を踏まえ抽出作業計画を踏まえ抽出使用済燃料プールに対する位置関係，作業計画を踏まえた落下防止対策
基準地震動に対する落下
防止対策
同上
同上
撤去※2

ウォークダウンにより抽出

離隔，固縛等による
落 下 防 止 対 策 ※ 3,4

ウォークダウンにより抽出

同 上 ※ 3,4

作業計画を踏まえ抽出（プール床置きだが作業時吊り上げる）

同上※4

作業計画を踏まえ抽出（プール床置きだが作業時吊り上げる）

落下時に使用済燃料プールの機能に影響を及ぼさない

作業計画を踏まえ抽出（プール床置きだが作
業時吊り上げる）

離隔，固縛等による落下防止対策※4

作業計画を踏まえ抽出（ウォークダウン時はなし。作業時原子炉建
屋に搬入）

同上※4

ウォークダウンにより抽出

落下時に使用済燃料プールの機能に影響を及ぼさない

ウォークダウンにより抽出

離隔，固縛等による落下防止対策※3

ウォークダウンにより
抽出

同上※3

抽出の考え方屋根トラス，耐震壁等
天井照明
燃料取替機
原子炉建屋クレーン
使用済燃料プール用ジブクレーン
PCVヘ ッ ド
PCVヘ ッ ド 吊 具
RPVヘ ッ ド（＋スタッドボルトテンショナ）
RPVヘ ッ ド フ ラ ン ジ ガ ス ケ ッ ト
ミラーインシュレーション
スタッドボルト着脱装置
ミラーインシュレーションベロー
ドライヤ
セパレータ
シュラウドヘッドボルト
シュラウドヘッドボルトレンチ
D/S吊 具MSラ イ ン プ ラ グ
MSLP用 電 源 箱
MSLP用 空 気 圧 縮 機
MSLP用 電 動 チ ェ ー ン ブ ロ ッ ク
マルチストロングバック
D/S水 中 移 動 装 置
制御棒ハンガ及び貯蔵中制御棒※4
制御棒
燃料集合体（ツインブレードガイド含む）

収納缶類
LPRM等 使 用 済 炉 内 計 装 品
使用済チャンネルボックス
使用済カートリッジフィルタ
燃 料 プ ー ル ゲ ー ト (大 )燃 料 プ ー ル ゲ ー ト (小 )キャスクピットゲート
キャスク
キャスク吊具
ドライキャスク
ドライキャスク吊具
固体廃棄物移送容器
固体廃棄物移送容器用垂直吊具(R/B用 )
照明用トランス
照明用分電盤チャンネル着脱機制御盤
作業用分電盤
中継端子箱
原子炉建屋クレーン電源切替盤，操作盤
水中照明電源箱
シッピング用操作盤部
シッピング動力盤
開閉器
キャスクピット排水用電源盤
手摺り（除染機用レール含む）
可動ステージ開放用ホイスト架台
原子炉ウェル用梯子
DSP昇 降 梯 子
パーテーション
集塵装置（収納コンテナ含む）
DSPパ ッ キ ン 用 減 圧 器
酸化膜厚測定装置
水中テレビ制御装置
燃料付着物採取用装置（本体，ポール，ヘッド）
水位調整装置リークテスト測定装置

9-2

作業計画を踏まえ抽出

番
号

14

抽出項目

作業用機材類詳細
SFPゲ ー ト 用 架 台
工具類
大型セイバーソー
遮へい体
防炎シート類
足場材
水中簡易清掃装置保管箱
局所排風機
ウェル用資機材
ローリングタワーフィルタ収納容器
LPRM収 納 箱
テント
酸化膜厚測定装置架台
工具箱（引き出しタイプ）鋼製
ドロップライト収納箱
グラップル収納箱
水中カメラ支持ポール
チャンネル固縛仮置き架台
NFV用 吊 り 具 ワ イ ヤ
除染ピット用クーラー
スポットクーラー
注水ユニットキャスク底部固定金具抽出の考え方

使用済燃料プールに対する位置関係，作業計画を踏まえた落下防止対策

ウォークダウンにより抽出

落下時に使用済燃料プールの機能に影響を及ぼさない

ウォークダウンにより抽出

同上

ウォークダウンにより抽出

離隔，固縛等による落下防止対策※3

ウォークダウンにより抽出

同 上 ※ 3,4

足場収納箱

15

計器・カメラ・
通信機器類

差圧計
エリアモニタプロセスモニタ
ページング
固定電話
監視カメラ
IAEAカ メ ラ
使用済燃料プール温度計
使用済燃料プール水位計
水素濃度計
D/Sプ ー ル レ ベ ル ス イ ッ チ （ 保 管 箱 含 む ）16

試験・検査用機材類

17

コンクリートプラグ・ハッチ類

18

空調機

RCWサ ー ジ タ ン ク 液 位 計
地震計
テンショナ用テストブロック
スタッドボルト試験片
FHM用 テ ス ト ウ ェ イ ト
シッパーキャップ架台（ 16キ ャ ッ プ 含 む ）シッピング装置架台
可動ステージ
キャスク除染ピットカバー
DSプ ー ル カ バ ー
原子炉ウェルシールドプラグ
スキマサージタンク用コンクリートプラグ

19

重大事故対処設備

SFPス ロ ッ ト プ ラ グ
SFPス ロ ッ ト プ ラ グ 吊 具
DSPス ロ ッ ト プ ラ グ
DSPス ロ ッ ト プ ラ グ 吊 具
新燃料貯蔵庫コンクリートプラグ
FPC F/Dコ ン ク リ ー ト プ ラ グ
CUW F/Dコ ン ク リ ー ト プ ラ グ
空調機
FHM操 作 室 空 調 機
静的触媒式水素再結合器
常設スプレイヘッダ

ウォークダウンにより抽出作業計画を踏まえ抽出

落下時に使用済燃料プールの機能に影響を及ぼさない
基準地震動に対する落下防止対策※1 なお，重量 物の 抽出にあた っては，ニ ューシア情 報を確認 し 重量物の固 縛措置等 に関して，東 海第二発 電 所で反映が 必要な事 項 はないこと を確認して いる。
※2 ジブクレーンは 基 準地震動Ｓ ｓによる 使 用済燃料プ ールへの 波及的影響を 考慮して撤去する。ジ ブクレー ンはチャン ネルボッ ク スの取り外 し及び水中TVカメラ，酸化膜 厚 測定 用 の 治 具 ， か き 取 り 装 置 ， シ ッ パ ー キ ャ ッ プ の 吊 上 げに 使 用 し て き た が ，
当該作業は 原子炉建 屋 クレーンで も可能な た め，ジブクレー ン撤去 による当該 作業
9-3

への影響は ない。
※3 離隔，固縛等に よ る落下防止 対策の詳 細 について第2表にて 記載する。
※4 吊り上げ時の落 下 防止対策の 詳細につ い て第3表にて 記載す る。
※5 制御棒ハンガは 3本 掛けである が，その う ち先端部を 除く2箇 所を 使用する。

9-4

第2表

使用 済燃料 プー ルのフロア レベルに 設 置するものの一覧

番
号

抽出項目

No

5

PCVヘ ッ ド（取扱具含む）1

PCVヘ ッ ド

2

PCVヘ ッ ド 吊 具

24
25
26
27
28

RPVヘ ッ ド（＋スタッドボルトテンショナ）
RPVヘ ッ ド フ ラ ン ジ ガ ス ケ ット
ミラーインシュレーション
スタッドボルト着脱装置
ミラーインシュレーションベロー
手 摺 り（ 除 染 機 用 レ ー ル 含 む ）可動ステージ開放用ホイスト
架台
原子炉ウェル用梯子
DSP昇 降 梯 子
パーテーション
集 塵 装 置（ 収 納 コ ン テ ナ 含 む ）DSPパ ッ キ ン 用 減 圧 器
酸化膜厚測定装置
水中テレビ制御装置
燃料付着物採取用装置（本体，ポール，ヘッド）
水位調整装置リークテスト測定装置
テンショナ用テストブロック
スタッドボルト試験片
FHM用 テ ス ト ウ ェ イ ト
シッパーキャップ架台（ 16キ ャ ッ プ 含 む ）シッピング装置架台
可動ステージ
キャスク除染ピットカバー
DSプ ー ル カ バ ー
原子炉ウェルシールドプラグ

29

スキマサージタンク用コンクリートプ
ラグ

30
31
32
33

SFPス ロ ッ ト プ ラ グ
SFPス ロ ッ ト プ ラ グ 吊 具
DSPス ロ ッ ト プ ラ グ
DSPス ロ ッ ト プ ラ グ 吊 具
新燃料貯蔵庫コンクリートプ
ラグ
FPC F/Dコ ン ク リ ー ト プ ラ グ
CUW F/Dコ ン ク リ ー ト プ ラ グ

3

6

RPVヘ ッ ド（取扱具含む）

4
5
6
7
8

12

フェンス・ラダー
類

13

装置類

9
10
11
12
13
14
15
16
17

16

17

試験・検査用機材類

コンクリートプラグ・ハッチ類

詳細

18
19
20
21
22
23

34
35
36

9-5

離隔の考え方（ SFPか ら の 距 離 ， 設 置 高 さ ， 重 量 ， 形 状 ，
床の段差）
SFPか ら の 距 離 ， 重 量 ， 形 状

SFPか ら の 距 離 ， 重 量 ， 形 状

SFPか ら の 距 離 ， 床 の 段 差

SFPか ら の 距 離 ， 床 の 段 差

SFPか ら の 距 離 ， 床 の 段 差

SFPか ら の 距 離 ， 重 量 ， 形 状

第3表
番
号

5

6

抽出項目

PCVヘ ッ ド（取扱具含む）

RPVヘ ッ ド（取扱具含む）

吊荷 の落下 防止 対策
使 用 す る ク レ ー ン（ 主巻・補巻・モノレール
ホイスト）及び吊具（専用・汎用のワイ
ヤ・スリング・吊具）

適用法令・安全率の考え方

PCVヘ ッ ド

主巻・専用吊具

主 巻 は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よる。
吊 具 は メ ー カ 社 内 基 準 に 基 づ き ，強 度 評価を実施。

PCVヘ ッ ド 吊 具

主巻

RPVヘ ッ ド（＋スタッドボルトテンショナ）

主巻・専用吊具

主 巻 は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よる。
吊 具 は メ ー カ 社 内 基 準 に 基 づ き ，強 度 評価を実施。

補巻・汎用吊具（ワイヤロープ）

補巻はクレーン構造規格による。
ワイヤロープはクレーン等安全規則により，安全率６以上のものを使用。

詳細

RPVヘ ッ ド フ ラ ン ジ ガ ス ケ ッ ト
ミラーインシュレーション
スタッドボルト着脱装置
ミラーインシュレーションベロー
ドライヤ

主巻・専用吊具

セパレータ
シュラウドヘッドボルト

7

ド ラ イ ヤ ，セ パ レ ー タ 等（取扱具含む）

シュラウドヘッドボルトレンチ

補巻・汎用吊具（ワイヤロープ）

D/S吊 具主巻

MSラ イ ン プ ラ グ
MSLP用 電 源 箱
MSLP用 空 気 圧 縮 機
MSLP用 電 動 チ ェ ー ン ブ ロ ッ ク

補巻・汎用吊具（ワイヤロープ及びナイロンスリング）マルチストロングバック
D/S水 中 移 動 装 置
燃 料 プ ー ル ゲ ー ト (大 )910

補巻・専用吊具
主巻

燃 料 プ ー ル ゲ ー ト (小 )補巻・汎用吊具（ワイヤロープ）

キャスクピットゲート

補巻・汎用のワイヤ

キャスク

主巻・専用吊具

プールゲート類

キャスク（取扱具含む）キャスク吊具主巻

ドライキャスク

主巻・専用吊具

ドライキャスク吊具

主巻

固体廃棄物移送容器

主巻・専用吊具

固体廃棄物移送容器用垂直吊具(R/B用 )
水位調整装置リークテスト測定装置
可動ステージ

17

工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よ る 。

－
－
－

－
－
－
工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よ る 。 汎 用のワイヤについてはクレーン等安全規則により，安全率６以上のものを使用。
補巻はクレーン構造規格による。
ワイヤロープはクレーン等安全規則により，安全率６以上のものを使用。
主 巻 は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よる。
ナイロンスリングはメーカ値に対して，余裕をもった使用荷重としている。
補巻はクレーン構造規格による。
ワイヤロープはクレーン等安全規則により，安全率６以上のものを使用。
補巻はクレーン構造規格による。

主巻・汎用のワイヤ

DSプ ー ル カ バ ー

補巻・汎用吊具（ワイヤロープ）

原子炉ウェルシールドプラグ

主巻・汎用吊具（ナイロンスリング）

スキマサージタンク用コンクリートプラグ

補巻・汎用吊具（ワイヤロープ）

SFPス ロ ッ ト プ ラ グ

補巻・専用吊具

9-6

主 巻 は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よる。
吊 具 は メ ー カ 社 内 基 準 に 基 づ き ，強 度 評価を実施。（二重化）
補巻はクレーン構造規格による。
ワイヤロープはクレーン等安全規則により，安全率６以上のものを使用。
主 巻 は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よる。
補巻はクレーン構造規格による。
ワイヤロープはクレーン等安全規則により，安全率６以上のものを使用。
ナイロンスリングはメーカ値に対して，余裕をもった使用荷重としている。
補巻はクレーン構造規格による。
吊 具 は メ ー カ 社 内 基 準 に 基 づ き ，強 度 評価を実施。
工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よ る 。
補巻はクレーン構造規格による。
ワイヤロープはクレーン等安全規則により，安全率６以上のものを使用。
補巻はクレーン構造規格による。
汎用のワイヤについてはクレーン等安
全 規 則 に よ り ，安 全 率 ６ 以 上 の も の を 使用。
主 巻 に つ い て は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対策による。専用吊具は二重化している。
工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よ る 。
主 巻 に つ い て は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対策による。専用吊具は二重化している。
工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よ る 。
主 巻 に つ い て は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対策 に よ る 。汎 用 の ワ イ ヤ に つ い て は ク レ
ー ン 等 安 全 規 則 に よ り ，安 全 率 ６ 以 上 のものを使用。

主巻

キャスク除染ピットカバー

コンクリートプラグ・ハッチ類

工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よ る 。

SFPス ロ ッ ト プ ラ グ 吊 具

補巻

DSPス ロ ッ ト プ ラ グ

主巻・専用吊具

DSPス ロ ッ ト プ ラ グ 吊 具

主巻

新燃料貯蔵庫コンクリートプ
ラグ

補 巻・汎 用 の ワ イ ヤ

FPC
CUW

モノレールホイストF/Dコ ン ク リ ー ト プ ラ グ
F/Dコ ン ク リ ー ト プ ラ グ

9-7

吊 具 は メ ー カ 社 内 基 準 に 基 づ き ，強 度 評価を実施。
補巻はクレーン構造規格による。
主 巻 は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よる。
吊 具 は メ ー カ 社 内 基 準 に 基 づ き ，強 度 評価を実施。
主 巻 は 工 認 -028 3.落 下 防 止 対 策 に よる。
補 巻 は ク レ ー ン 構 造 規 格 に よ る 。汎 用 の
ワイヤについてはクレーン等安全規則
により，安全率６以上のものを使用。
クレーン構造規格による。

第9-1図使 用済燃 料プ ールのフロ アレベル に 設置するものの一覧

9-8

10.

技術基 準規則 への 適合性第1表に燃料 取扱設 備の 技術基準規 則第26条 へ の適合性と 適合方針 を 示す。

第1表
燃料取扱

燃 料取扱設 備 の技術基準 規則と条 文 への適合性

条文

技術基準規 則の解釈

条文への適合性設備
11

第１項に規定する

燃料取替

第二十六条

機

通常運転時に「燃料体又は使用

使用する燃料済燃料を取り扱う

体又は使用済設備」とは、新 燃料、燃料（以下こ再使用燃料又は使の条において用済燃料の 装荷、取「燃料体等」

出又は保管等を行という。）をうために使用する取り扱う設備設備をいう 。

は、次に定めるところにより施設しなけ
ればならな
い。

一

○

第１項第１号に規新燃料をチャンネ

を取り扱う

定する「燃料 体等をル着脱機に着座させ能力を有す

取り扱う能力」とてから炉心に装荷するものであは、新燃料の 搬入かるまで，及び 使用済燃ること。

ら使用済燃料の搬

料を炉心から取り出

出までの取扱いにし容器に収納するま

おいて、関連 する機での取扱いを行える

器間を連携 し、当該設計とする 。

燃料体等

2

燃料を搬入、搬出又は保管できる能力があること 。

10-1

二第１項第２号に規燃 料 体 等 を 1体 ず つが臨界に達定する「燃料 体等が取扱う構造とするこ

するおそれ臨界に達するおそとにより，臨 界を防止がない構造

れがない構造であする設計と する。

であること 。

ること」とは 、臨界

燃料体等

3

○

計算により燃料が臨界に達しないことを確認された構造であるこ と。
三第１項第３号に規燃料体等（新 燃料をより燃料体定する「燃料 体等が除く。）の移送は，す等が溶融し溶融しないものでべて水中で 行い，崩壊ないものであること」と は、設あること。

計計算によ り、燃料

崩壊熱に

4

○

熱により溶融しない設計とする 。

が溶融しないことを確認された冷却能力を有す ること。
四取扱中に5 第１項第４号に規燃料体等が定する「 燃料が破 損

破損しない

しないこと 」とは 、こと。

以下による こと。
・燃料交換機にあっ燃料取替機のワイては、掴み機構のワ

ヤロープは，二本有しイヤーを二重化するており，一本 が「燃料こと｡

集合体及びグラップ

・燃料交換機にあっては、燃料取扱中に過荷重となった場合○

ル」を ，も う一本が「伸縮管」をそれ ぞれ吊る構造となっ ている。

は上昇阻止される措取扱い中に燃料体置がなされているこ等を損傷させないよと。この場合においう，あらかじ め設定すて、取扱い時の荷重る荷重値を超えた場

監視等による運転管

合，上昇を阻 止するイ

理による対応も含ま

ンターロックを有すれる。

ることで燃料体等の10-2

・燃料交換 機、原子破損やそれに伴う燃炉建屋天井 クレーン

料体等の落下を防止等にあって は、適切する設計と する。

な落下防止 対策等を施すことに より、その落下によ り燃料を破損するお それがないとしても よい。
七第１項第７号に規駆動源喪失の場合の取扱中に定する「燃料 体等のにも燃料体等の保持

燃料体等を取扱中に燃料体等

状態を維持する設計取り扱うたを取り扱うための

とする。

めの動力源

動力源が無くなっがなくなった場合に、燃 料体等た場合に、燃を保持する 機構」と

料体等を保は、動力源で ある電持する構造

源又は空気等が喪を有する機失した場合でも燃器を設ける料を保持できる性

ことにより能を有する こと｡

燃料体等

8

○

燃料体等の
落下を防止
できること 。
2

原子炉建

通常運転 時屋クレーに使用する 燃「燃料体又は使用

ン

料体又は使 用済燃料を取り扱う

済燃料（以 下設備」とは、新 燃料、

この条にお い再使用燃料又は使て「燃料 体等」

用済燃料の 装荷、取という。） を出又は保管等を行取り扱う設 備うために使用するは、次に定 め設備をいう 。

1

第１項に規定するるところに より施設しな け
ればならな
10-3

○

い。
一

第１項第１号に規新燃料を原子炉建を取り扱う定する「燃料 体等を屋内に搬入してから能力を有す取り扱う能力」とチャンネル着脱機にるものであは、新燃料の 搬入か着座させる まで，及びること。

ら使用済燃料の搬

使用済燃料を容器に出までの取扱いに収納してから原子炉

おいて、関連 する機

建屋外へ搬出するま器間を連携 し、当該での取扱いを行える

燃料を搬入、搬出又設計とする 。

燃料体等

2は保管できる能力があること 。
二第１項第２号に規燃 料 体 等 を 1体 ず つが臨界に達定する「燃料 体等が取扱う構造とするこ

するおそれ臨界に達するおそとにより，臨 界を防止がない構造

れがない構造であする設計と する。

であること 。

ること」とは 、臨界

燃料体等

3

○

計算により燃料が臨界に達しないことを確認された構造であるこ と。
三

崩壊熱に

4

第１項第３号に規燃料体等（新 燃料をより燃料体定する「燃料 体等が除く。）の移送は，す等が溶融し溶融しないものでべて水中で 行い，崩壊ないものであること」と は、設あること。

計計算によ り、燃料○

熱により溶融しない設計とする 。

が溶融しないことを確認された冷却能力を有す ること。
四取扱中に5 第１項第４号に規燃料体等が定する「 燃料が破 損

破損しない

しないこと 」とは 、こと。

以下による こと。

○

・原子炉建屋天井ク
レーンにあっては、
10-4

原子炉建屋クレー吊り上げられた使用

ンは，使 用済燃料 プー

済燃料運搬用容器等

ル上を重量物及びキ重量物が燃料プール

ャスクが走行及び横に貯蔵された燃料上行できないように可を走行できない措置

動範囲を制限するイを行うこと 。

ンターロックを設け

ただし、措 置には、ている。

運用管理で の対応も重量物を移送する含むものと する。こ主巻フックはイコラの運用管理 にあってイザハンガをストッ

は、運搬用 容器等重パ方式にすることで量物が燃料 上に行か

仮にワイヤロープがないことを 確実にす切れた場合でも重量るものであ ること。

物が落下せ ず，安全にまた、フッ クのワイ保持できる設計とす

ヤー外れ止 めを設ける。

ること｡なお 、ここでの「使用済 燃料運搬用容器等」の 等には、
燃料交換機 又は原子炉建屋天井 クレーンを用いて取 扱うものであって、 その落下によって燃 料を破損させるおそ れがある
ものを含む 。
・燃料交換 機、原子炉建屋天井 クレーン等にあって は、適切な落下防止 対策等を施すことに より、その落下によ り燃料を破損するお それがないとしても よい。

10-5

七

燃料体等

8

第１項第７号に規原子炉建屋クレーの取扱中に定する「燃料 体等のンは，原子炉 建屋内で燃料体等を取扱中に燃料体等

新燃料搬入 容器，使用取り扱うたを取り扱うための済燃料輸送容器の移めの動力源

動力源が無くなっ送及び新燃料等の移がなくなった場合に、燃 料体等

送を安全かつ確実にた場合に、燃を保持する 機構」と行うもので ある。本ク

料体等を保は、動力源で ある電持する構造

源又は空気等が喪容器，使用済 燃料輸送を有する機

失した場合でも燃

容器及び新燃料等の器を設ける

料を保持できる性

移送中にお いて，駆動ことにより能を有する こと｡

源が喪失しても確実

○

燃料体等の

レーンは，新 燃料搬入に保持でき る。

落下を防止できること 。
3

使用済燃

通常運転時 に料乾式貯使用する燃 料

「燃料体又は使用

蔵建屋天体又は使用 済済燃料を取り扱う

井クレー

燃料（以下 こ設備」とは、新 燃料、ンの条におい て

再使用燃料又は使「燃料体等 」

用済燃料の 装荷、取という。） を出又は保管等を行取り扱う設 備うために使用するは、次に定 め設備をいう 。

1

第１項に規定するるところに よ○り施設しな け
ればならな
い。

一

燃料体等

2

第１項第１号に規使用済燃料乾式貯を取り扱う定する「燃料 体等を蔵建屋内において燃能力を有す取り扱う能力」と料集合体を装填したるものであは、新燃料の 搬入か

使用済燃料乾式貯蔵ること。

ら使用済燃料の搬容器の取扱いを行え出までの取扱いにる設計とす る。

10-6

おいて、関連 する機器間を連携 し、当該燃料を搬入、搬出又は保管できる能力があること 。
二燃料体等

3

第１項第２号に規使用済燃料乾式貯が臨界に達定する「燃料 体等が蔵容器を取扱うことするおそれ臨界に達するおそとし，直接燃 料集合体

がない構造

れがない構造であの取扱いを行わないであること 。

ること」とは 、臨界○設計とする 。

計算により燃料が臨界に達しないことを確認された構造であるこ と。
三第１項第３号に規使用済燃料乾式貯より燃料体定する「燃料 体等が蔵容器を取扱うこと

等が溶融し溶融しないものでとし，直接燃 料集合体ないものであること」と は、設あること。

計計算によ り、燃料

崩壊熱に

4

○

の取扱いを行わない設計とする 。

が溶融しないことを確認された冷却能力を有す ること。
四取扱中に5 第１項第４号に規使用済燃料乾式貯燃料体等が定する「 燃料が破 損

蔵容器を取扱うこと

破損しない

しないこと 」とは 、とし，直接燃 料集合体

こと。

以下による こと。

の取扱いを行わない

・原子炉建屋天井ク

設計とする 。

レーンにあっては、
吊り上げられた使用済燃料運搬用容器等
重量物が燃料プールに貯蔵された燃料上を走行できない措置を行うこと 。
ただし、措 置には、
10-7○

運用管理で の対応も

フックは，使 用済燃含むものと する。こ料乾式貯蔵容器専用の運用管理 にあって吊り治具または玉掛

は、運搬用 容器等重け用ワイヤロープ等

量物が燃料 上に行かが当該フックから外ないことを 確実にすれることを防止するるものであ ること。

ための装置 を設ける。

また、フッ クのワイ
ヤー外れ止 めを設けること｡なお 、ここでの「使用済 燃料運搬用容器等」の 等には、
燃料交換機 又は原子炉建屋天井 クレーンを用いて取 扱うものであって、 その落下によって燃 料を破損させるおそ れがある
ものを含む 。
・燃料交換機、原子炉建屋天井クレーン等にあっては、適切な落下防止対策等を施すことにより、その落下により燃料を破損するおそれがないとしても よい。

10-8

七

燃料体等

8

第１項第７号に規使用済燃料乾式貯の取扱中に定する「燃料 体等の蔵容器の移送中にお燃料体等を取扱中に燃料体等

いて，駆動源 が喪失し取り扱うたを取り扱うためのても確実に保持できめの動力源

動力源が無くなっ

る。

がなくなっ

た場合に、燃 料体等た場合に、燃を保持する 機構」と

料体等を保は、動力源で ある電持する構造

源又は空気等が喪を有する機失した場合でも燃器を設ける料を保持できる性

ことにより能を有する こと｡

○

燃料体等の
落下を防止
できること 。
4

チャンネ

通常運転時

ル着脱機

に使用する燃「燃料体又は使用料体又は使用済燃料を取り扱う

済燃料（以下設備」とは、新 燃料、

この条におい

再使用燃料又は使て「燃料 体等」

用済燃料の 装荷、取という。）を出又は保管等を行取り扱う設備うために使用するは、次に定め設備をいう 。

1

第１項に規定するるところによ○り施設しなけ
ればならな
い。
一

燃料体等

2

第１項第１号に規新燃料を新燃料貯を取り扱う定する「燃料 体等を蔵庫又は新燃料検査能力を有す取り扱う能力」と台から使用済燃料貯るものであは、新燃料の 搬入か蔵ラックに装荷するること。

ら使用済燃料の搬までの取扱 い，及び新出までの取扱いに燃料，再使用 燃料の検おいて、関連 する機査ができる設計とす

10-9

る。

器間を連携 し、当該燃料を搬入、搬出又は保管できる能力があること 。
二燃料体等

3

第１項第２号に規燃 料 体 等 を 1体 ず つが臨界に達定する「燃料 体等が取扱う構造とするこ

するおそれ臨界に達するおそとにより，臨 界を防止がない構造

れがない構造であする設計と する。

であること 。

ること」とは 、臨界○計算により燃料が臨界に達しないことを確認された構造であるこ と。
三

崩壊熱に

4

第１項第３号に規燃料体等（新 燃料をより燃料体定する「燃料 体等が除く。）の移送は，す等が溶融し溶融しないものでべて水中で 行い，崩壊ないものであること」と は、設あること。

計計算によ り、燃料○

熱により溶融しない設計とする 。

が溶融しないことを確認された冷却能力を有す ること。
四取扱中に5 第１項第４号に規機械的な下限イン

燃料体等が定する「 燃料が破 損

ターロック を設け，チ

破損しない

しないこと 」とは 、ェーンが切れて落下こと。

以下による こと。

した場合でも床まで

・燃 料交換機 、原子炉落ちることのない設計とする。

建屋天井クレーン等にあって は、適切な落下防止対策等を施すこと により、その落下により燃料を破損するおそれがないとしても
よい。

10-10

○

七

燃料体等

8

第１項第７号に規使用済燃料乾式貯の取扱中に定する「燃料 体等の蔵容器の移送中にお燃料体等を取扱中に燃料体等

いて，駆動源 が喪失し取り扱うたを取り扱うためのても確実に保持できめの動力源

動力源が無くなっ

る。

がなくなっ

た場合に、燃 料体等た場合に、燃を保持する 機構」と

料体等を保は、動力源で ある電持する構造

源又は空気等が喪を有する機失した場合でも燃器を設ける料を保持できる性

ことにより能を有する こと｡

燃料体等の
落下を防止
できること 。

10-11

○

別添1
重量物落下 時のチャ ン ネルボック スへの荷 重 について

チャンネルボックス は チャンネル ファスナ に よって上部 タイプレ ートに結合さ れており ，チャンネル ファスナ を 通じて上部 タイプレ ー トを支えて いる。そ の 荷重は摩擦 によっ て 7
つのスペー サ及び下 部 タイプレー トにかか っ ている。7 つのスペ ー サは 2 本の ウォー タロ
ッドのうち の 1 本 に結 合しており ，支持さ れ ている。し たがって ， 燃料棒でな くウォータ
ロッドにチ ャンネル ボ ックスへの 重量物の 荷 重がかかる ことにな る （第 1 図） 。
以上を考慮すると， チ ャンネルボ ックスに よ る支持を無 視し，燃 料棒のみで落 下物の荷重を受け止 める想定 は 保守的であ ると考え ら れる。

チャンネル ファスナ

第1図

チャ ンネル ボッ クスの受け る荷重に つ いて

別 1-1

別添2
BWR燃料集合 体落下 時の 使用済燃料 プールラ イ ニングの健 全性につ い て

１．確認方 法BWR燃料 集合体 落下 時の使用済 燃料プー ル ライニング の健全性 の 確認方法は ，文献 １ ※の落下試験に基づい て いる。
文献１ において は ，落下時に ライニン グ に衝突する 下部タイ プ レート部分 を特に模擬した310 kgの模擬燃 料 集合体を， 気中にて 高 さ5.1 mから 落下さ せている。
ライニ ングは厚 さ3.85 mmであ り，模擬 燃料 集合体が落 下して衝 突 したことに より，0.7
mm減肉したものの， 割 れ等の有害 な欠陥は 認 められず， 健全性が 確認された。
このと きの落下 エ ネルギーは ，
310 kg×ｇ×5.1 m ≒ 15.5 kJであるので，使用済 燃 料プールに おけるBWR燃 料集合体落 下を想定 する場合，下 部タイプ
レートの形状は燃料 集 合体によら ずほぼ同 等 であること から，こ の落下エネル ギーを超えないことの確認に よ りライニン グの健全 性 を判断でき る。
※文献１ ：株式会 社 日立製作所 「沸騰水 型 原子力発電 所燃料集 合 体落下時の 燃料プール
ライニング の健全性 に ついて」（HLR-050）， 平成6年12月

２．落下試 験の保守 性
文献１ の燃料集 合 体落下試験 には，以 下 の保守性が ある。
（１）燃料 集合体重 量 （気中）東海第 二発電 所の燃 料に対し ，８×８ 燃料 （kg）を除 き，全ての燃料 よりも 重い310 kgの模擬燃料 集 合体を使用 している 。
（２）燃料 集合体重 量 （水中）
気中の落下試験で あ るため，水 中で落下 す る燃料集合 体の浮力 は無視してい る。
（３）水の 抵抗を無 視
気中の落下試験で あ るため，水 中で落下 す る燃料集合 体が受け る水の抵抗を 無視している。
（４）ライ ニング厚 さ
東海第二発電所の 使 用済燃料プ ールライ ニ ング厚さは ，公称値6 mm，設計値 mmで，落 下 試 験 に 使 用 し た ラ イ ニ ン グ 厚 さ は そ れ よ り も 薄 い 3.85 mmで あ り ， ま た ， 落 下試
験により0.7 mm減肉 し たものの， 割れ等の 有 害な欠陥は 認められ ず健全であっ た。
（５）落下 高さ
東海第二発電所の使用済燃料プール中で燃料取替機が通常の燃料移動の際の吊上げ高さmmに対 し， 落下試験時 は高さ5.1 mから落下さ せた。
別 2-1

３．東海第 二発電所 の 運用におけ る確認
使用済 燃料プー ル 水中におけ る燃料取 扱 いの運用に おいて， ２ ．の保守性 を超えて非保守的となる項目が あ る場合，そ の他の項 目 の保守性を 考慮した うえで，１． のとおり
落下エネルギーによ る 確認が必要 となる。
（１）燃料 集合体重 量
８×８燃料の み，落 下試験に用 いた模擬 燃 料集合体を 上回る重 量→kg）であ る。

排水体 積分の水 に よる浮力を 考慮する こ とにより， 落下エネ ル ギーを評価 する（工認-029にて重量が310 kgを下回るこ とを評価 済 ）。

（２）落下 高さ
使用済燃料プー ル における燃 料取扱い の 運用におい て，吊上げ 高さの上限 は２種類あり，通常 時は上記 の 通りmmで落下 試験 の落下高さ5.1 mに包絡 されるが， キャ

スク 装荷時 は 上限 を 切 り替 え ，キ ャ スク の 最 大寸 法 に応 じ てmmとし て おり ，包絡されない 。
→

排水体 積分の水 に よる浮力を 考慮する こ とに加え， 落下中の 水 の抵抗を考 慮すること
により，落下エネル ギ ーを評価す る（４． を 参照）。
新燃料 搬入の場 合 ，使用済燃料 プールへ の入水時は， 気中吊上 げ高さを含 めると最 大mの高さになる 。

→

新燃料 の吊具と し て使用する ナイロン ス リングは気 中作業で 確 実な装着を 確認し，安
全率は，６以上を 確保 しており ，落下さ せな い運用とし ている 。チ ャンネル着 脱機は，
新燃料を所定の場所 に 確実に入水 させるよ う ，入水箇所 の周りを 柵等で囲む構 造としている。（５．参照 ）４．水の抵 抗を考慮 し た落下エネ ルギー評 価（１）落下 エネルギ ー 評価式
燃料集合体の変位（ 落下移動距 離）をｘと し，以下に示す 運動方 程式を用い て，6 m
落下後の衝突直前の 速 度及び衝突 エネルギ ー を評価する 。本評価 では，燃料集 合体は垂直に落下し，落下中 に水による 浮力及び 抵 抗（抗力）を受ける ことを想定す る。燃料集合体が水中で受 け る抗力を算 出する上 で は，燃料集 合体の形 状は直方体と みなす。

・ｇ
これを，速 度vの式 にす ると・ｇ
ここで，ｇ：重力加 速度，9.80665 m/s 2
別 2-2

m 1 ：燃 料 集 合体 の 質量 （気 中 ） ，kg（ 東 海第 二 発 電所 使 用済 燃 料プ ー ル 内最 大 重量 燃料：８×８燃料 ）m 2 ：燃料 集合体の 質量 （水中），Ｄ：抗力（kg（ 浮 力考慮）（m 1

ρＶ））

ρ：水の密 度，9.8045×10 2 kg/m 3 (大 気圧・65 ℃)
Cd：抗力係 数，0.60（ 抗力係数測 定試験結 果 を反映）
Ａ：流れに 垂直な面 の 投影面積， 正方形断 面 （0.13 m×0.13 m＝1.69×10 -2m 2 ） を仮定

m 3 （メーカ 設計値 ）Ｖ：燃料集 合体体積 ，

上記微分方 程式より ，
ｇ

v

tanh

ここで，

k
（２）落下 エネルギ 評 価結果
6ｍ落下時点 の速度 v は×2

m/s と評価さ れ ，このとき の落下エネ ルギーは，／2 ≒ 14.9 kJ

であり ，15.5 kJ を下回るた め，ライ ニ ングの健全 性を確認 し た。
なお，上記 に従った 燃 料集合体の 気中と水 中 の落下距離 と落下速度 の関係を示 した
グラフを図 1 に示す 。

図1

燃料 集合体の 落 下距離と落 下速度の 関 係（３）抗力 係数の保 守 性
別 2-3

当初，抗 力係数と して 直方体を仮 定してい た 。燃料集 合体は ，落下 時の先端と なる下部タイプレートの 外 観が円錐形 で，一見 ，直方体より も水の抵 抗が少ないよ うに見えるが，下部タイプ レ ートの先端 から見た 様 子等の例は 図 2 のと おりで，流れ 込む水を受ける 部分に は燃料 棒等の底 面及び 燃料棒 の支持部 品があ る。さらに，８×８燃料の場合は 63 本の燃 料棒 の他，上 下部タイ プレ ート，7 つのスペ ーサ，1 本の ウォータ
ロッド及びチャンネ ル ボックスが 存在して お り，他の種 類の燃料 でも同様に，水の抵抗を受ける表面積が 直 方体に比べ て大きい た め，燃料集 合体の抗 力係数は直方 体に比べ大きいと考えてい た 。

水の流れ下から見た図図2

燃料 集合体下 部 タイプレー ト（９×９ 燃料（Ａ型 ）の例）

また，以下 に示す よう に抗力係数 は L/d（ L：長手方向の 長さ，d：断 面の代表長 さ）
依存性があり，薄板 か ら厚みが増 して柱状 に 至る過程で ，薄板の 間は抗力係数 が大きく，厚みが増すにし た がって一旦 小さくな り ，柱状とな って長く なるにしたが って側
面抵抗の影響により ま た抗力係数 は大きく な る傾向があ ると考え ，当初は抗力 係数の極小値である 0.87 から より保守的 に 0.80 と設 定した。しかし ，６．に示す燃料 集合体抗力測定試験の結 果 ，内部を通 り抜ける 水 の影響を無 視できず ，内部を通り 抜けた水流が後流の抗力を 打 ち消す方向 に作用し た ため，0.80 より低く なることが分 かったことから，0.60 に設 定 し直した。

（４）抗力 係数の保 守 性について の考察①形状によ る抗力係 数●

直方体（断面は正方 形 ，流れは長 手方向）（レ イノルズ数 Re = 1.7×10 5 ）（下 線は極小値）
（出典）機械設計便 覧 編集委員会 「第３版 機 械設計便覧 」丸善， 平成4年3月10日
寸法の割合 L/d
抗力係数 C d

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

4.0

5.0

1.25

1.25

1.15

0.97

0.87

0.90

0.93

0.95

0.95

ここで，L： 長手方 向の 長さ，d：一 辺の長 さ
別 2-4

●

その他の三次元物体（出典）日本機械学 会 「機械工学 便覧」， 2006 年 1 月 20 日（図 4）・ 円 柱 （ 断面 は 円 ， 流 れ は 長 手 方 向 ）（ レ イ ノ ル ズ 数 Re = 3.6×10 5 ）（ 下 線 は 極 小 値 ）寸 法 の 割 合

L/d

抗力係数 C d

0.5

1.0

2.0

4.0

6.0

7.0

1.00

0.84

0.76

0.78

0.80

0.88

ここで，L： 長手方 向の 長さ，d：円 の半径
円 錐 （ 断 面 は 円 ， 流 れ は 頂 点 か ら 底 面 の 方 向 ）（ レ イ ノ ル ズ 数 Re = 2.7×10 5 ）
頂角

60°

30°

抗力係 数 C d

0.51

0.33 （図 3 を参考に，60°の円錐の値を代表値 とする）

90°

上面図

図3

60°

側 面図（破 線 部は参考）

下面図

下部 タイプレ ー ト図（９×９燃 料（Ａ 型）の例）

別 2-5

(a)

(b)

(c)

図4

種々 の三次元 物 体の抗力係 数○抗力係数 と落下エ ネ ルギー
上記の例 のうち， 下 線部の抗力 係数より も 保守的な値 にて落下 エ ネルギーを 計算した結果は以下の とおり。
抗力係数 C d

0.50

0.70

0.80

0.95

落下エネルギー(kJ)
抗力係数 を 0.50（ 頂 角 60°の円錐以下）と仮定 しても落下 エネルギ ーは
15.5kJ を下 回る。
別 2-6

kJ となり ，

②抗力係数 のレイノ ル ズ数依存性 について①の考察 において 示 した抗力係 数の実験 値 は，いず れもレ イノル ズ数（ Re＝，v:流 速，d：代表長さ ，ν：動粘 性係数）が 実機使用 済 燃料プール よりも小 さ い場合のも のとなっている。実機 使用済燃 料 プールにお ける Re は， 落下速度（ 流速）を 9.5～10.5 m/s（図 1 の6m（ ライナ 衝突時）の 値 参照），代表 長さを燃 料 集合体幅の 0.13 m，動 粘性係数を 0.443×10 -6～1.004×10 -6 m 2 /s(＠65 ℃～20 ℃ )とする と ，Re = 1.23～ 3.08×10 6 であり， ①の例よ りも 1 桁程度 大きい。
文献にお いては ，図 4 に示すよ うな三次 元 物体に対す る流れに つ いて，Re と C d の関係を広く示した ものは少 な いが，例え ば図 4(a)の ように，流 れに直交 す る円板の抗 力係数については，Re と図 5 のよ うな関係に あり（日 本 機械学会「 機械工学 便 覧」， 2006 年 1 月 20日），Re = 10 3 ～10 7 の 広範囲に渡 って C d に変 化はない。

図5

円板 の抗力係 数

また，澤 田ら「気 流 に平行に磁 力支持さ れ た円柱の抵 抗係数」
（日 本風工学会 論文集，第29 巻第 4 号（通号第 101 号）平成 16 年 10 月）には，直径 45 mm の 円柱 の長さを変 化させ，
図 6 のような結果 を得 ており，Re = 60,000～ 100,000 の 範囲では L/d によらず C d に変化
はない。

図6

抗力 係数 C d の レ イノルズ数 依存性③抗力係数 の L/d 依 存 性について
P.別 2-2 の抗力 Ｄは ，流れに垂 直な面の 投 影面積Ａの 関数とし て いるが，本 来は圧力抵
抗（Ａの関 数）と摩 擦 抵抗（流れ と平行な 面 の関数）の 和である と ころ，一般 的な形とし
別 2-7

て圧力抵抗 で代表さ せ た形として いる。抗力 係数 C d は，圧力 抵抗だ けでなく摩 擦抵抗の 影響も受けた 挙動を示 す 。
L/d が大きくなると ，摩 擦抵抗を受 ける面積 が 増大するた め，抗力 係数 Cd は大き くなる傾向にある と考えら れ る。前出の 文献（澤 田 ら「気流に 平行に磁 力 支持された 円柱の抵抗係数」（日本 風工学 会論 文集，第 29 巻第 4 号（ 通号第 101 号）平成 16 年 10 月））に，図 7があり，燃料集合体の L/d（L：チャン ネルボッ クス長さ約 4.25 m，d：約 0.13 m と すると，
L/d ≒ 33） は含ま ない 範囲である ものの， L/d 増に対し て C d は増 加 している。

図7

抗力 係数 Cd の L/d 依存性（５）抗力 係数測定 試 験について
図 8 に抗力係 数 測定試験の イメージ を 示す。
上述 の通り，燃 料集合体落 下におけ る 抗力係数は ，0.80 を 仮 定すれば十 分保守的と考えていたが，L/d に 関する文献 データが ， 実機 L/d≒33 に対 して比較的小さ い値の範囲のみ示されてい る ことから， 実機デー タ に近い条件 で燃料集 合体の抗力係 数を測定する試験を実施し た 。結果を６ ．に示す 。

図8

抗力 係数測定 試 験イメージ

別 2-8

（６）CFD 解析
今回の試験 において ， 試験体の形 状につい て は実機と同 じものを使 用するが， 速度及び水温の不足分を レ イノルズ数 で整理し て ，CFD 解析 により抗 力 係数を求め 補完する。
① 解析モデ ル(図 9)・燃料集合体外形の 詳 細形状を模 擬（下部 タ イプレート の CAD を 使用）
・燃料集合体内部形 状 を多孔質近 似（実際 の 集合体内の 流動抵抗 係数（燃料設 計値）を設定）
② 解析手法・解析コード： 汎 用熱 流体解析コ ード（STAR-CCM+，概要 を第 1 表に 示す。）
・解析手法：

定常 単 相流解析

・乱流モデル： チ ャン ネルボック ス近傍を よ り精緻に計 算するモ デル・メッシュ条件： チャ ンネルボッ クス近傍 に メッシュを 密に配置 し，流速分布 を考慮③ 解析条件・一様流の中で燃料 集 合体にかか る抗力を 解 析＜試験解析＞流体： 水 （大気圧，20 ℃）， 流 速：1.3 m/s，2.8 m/s，6.0 m/s （Re 数＝1.7×10 5 ～ 7.8×10 5 ）＜実機補完＞流体： 水 （大気圧，65 ℃）， 流 速： 10.5 m/s（Re 数 ＝3.1×10 6 ）④ 使用コー ドの適 用事 例・円柱後流部の渦剥 離 構造におい て，レイ ノ ルズ数

1×10 5 ，2×10 6 ，1×10 7 に対 する抗力係数 Cd につい て実 験値及び他 コードと の 比較により 妥当性確 認がなされて いる（Ahmed Ibrahim, et al “CFD Simulation of Current Past Bluff Body at High Reynolds
Number,” Offshore Technology Conference, OTC-26911-MS, Huston, Texas, USA, May
2016.）・高レイノルズ数体 系 における複 雑形状に 対 する適用事 例多数（ 航空機，自動 車等）

別 2-9

チャンネル

（流路）

ボックス

多孔質近似
(流動抵抗)

流れ

下部タイ
プレート
燃料集合
体断面図

図9

（一様流速）

解析モデルの概念図

別 2-10

第1表
コード名
項目

解 析コード の 概要

STAR-CCM+

使用目的

3 次元流動 解析によ る 燃料集合体 の抗力評 価

開発機関

シーメンス 社

開発時期

2004 年使用したバ ージョン

13.02

計算機コー ドの概要

有限体積法 を用いた 汎 用流体解析 用計算機 プ ログラムで あり，数多くの研 究機関や 企 業において ，航空宇 宙 ，鉄道，自 動車，機械，原子力・火力・水 力・風力発 電などの 様 々な分野の 流体解析に広く利用 されてい る 。
【検証（Verification）】
・ 他コードによる計算結果と比較して検証が実施されていることを確認 した。

検証（Verification） 【妥当性確 認（Validation）】
及び妥 当 性 確（Validation）

・ 本解析コードは有限体積法を用いた汎用流体解析用計算機
認プログラム であり ，数 多くの研究 機関や企業 において ，様々な分野の流体解析に広く利用されていることを確認している。
・ 本解析コー ドは，航 空 宇宙，鉄道 ，自動車， 機械，原子 力・火力・水力・風力発 電 などの様々 な分野にお ける使用実 績を有しており ，妥当性 は 十分に確認 されている 。

別 2-11

（７）抗力 係数測定 試 験における 流速及び 水 温と抗力の 関係につ い て
レイノルズ数（（ ４）②参照）を変化さ せな い場合，水温上昇 によ って動粘性 係数（ 分母） が 低下す ると ， 流 速（ 分 子） も 減少 さ せ るこ と にな る 。例 え ば，動 粘 性係 数 が半分程度になる（水 温が 20 ℃→50 ℃程度の 変 化に相当）と，流 速も半分程度に すればレイ ノ ルズ数 を一 定 に する こ とに な る。 抗 力 は概 ね 流速 の 二乗 に 比例す る ため ， 流速が半分になると抗力は 1/4 程度にな る。すな わち，水温 の上昇に よる動粘性係 数の低下は，流速の低下と 同 様の効果が ある。
流 速 を変化 させ ず に 水温 だ け上 昇 した 場 合 ，動 粘 性係 数 が低 下 してレ イ ノル ズ 数は上昇するが，速度低 下 がないため ，抗力は あ まり変化し ない。
抗力を圧力抗力 D と 摩擦抗力 F の和であ る と仮定し，水温 20 ℃ →65 ℃の変 化が生じた 場 合の抗 力の 変 化 を以 下 のと お り試 算 す ると ， 動粘 性 係数 は 半分程 度 にな る のに対し，抗力は約 5 ％ 減 少するに過 ぎない。
D =

F =

d 4 L

ここ で ，D： 圧力 抗 力， Cd： 抗 力係 数 （0.8 と 仮定 ），ρ ： 水密 度 ，v：流 速 ，d： 流れに垂直な面の 1 辺の 長 さ，L：長手 方向の 長さ であり，
f = 0.0791×Re -0.25 （ ブラジウス の式）
こ こ で ，Re： レ イ ノ ルズ 数 で あ る 。 Re＝で あ り ，ν ： 動 粘 性 係 数（ = 粘性 係 数 ／ 水密度）である。
これらに，水温 20 ℃における 水密度 998 kg/m 3 ， 粘性係数 1.00×10 -3 Pa・s，水温65 ℃におけ る水密 度 981 kg/m 3 ， 粘性係数 4.33×10 -4 Pa・ s，d= 0.13 m，v= 10 m/s，
L= 4 m を代入し，D + F = D’として D’につ い て C d ’を 計算す ると，水温 20 ℃ →65 ℃の と き ， 動 粘 性 係 数 は 半 分 以 下 に 低 下 す る の に 対 し ， 抗 力 係 数 C d ’ は 1.089→ 1.035と約 5％の減少に留 ま る。す なわち ，レイ ノ ルズ数が 10 6 程度の 場 合には ，動粘性 係数の変化は抗力係数に 大 きな影響は ないと考 え られる。

５．新燃料 の入水作 業
新燃料取扱時におい て は，原子炉 建屋原子 炉 棟 6 階に搬入 された輸送容器から ，原子炉建屋クレーン（補 巻 ）によって ，燃料集 合 体を 1 体ずつ 吊上げ，新燃料検査 台にて受
入 検 査 しチ ャ ン ネ ル ボ ッ ク ス を 装 着 し た 上 で ， 再 び 原 子 炉 建 屋 ク レ ー ン （ 補 巻 ） に て吊上げて移動し（場合に よっては新 燃料貯蔵 庫 に貯蔵した 後同様に 吊上げて移動 し），チャ
ンネル着脱機に載せ て 使用済燃料 プールに 入 水し，燃料 取替機に 受け渡す。

別 2-12

新燃料検査台又は新 燃 料貯蔵庫に て，原子 炉 建屋クレー ン（補巻 ）は，安全率 6 以上のワイヤに装着され た 落下防止装 置付きの フ ックに，安 全率 6 以上のナイロン スリングを使って新燃料をゆ っ くり吊り上 げる。
新 燃 料 検査 台 又 は 新 燃 料 貯 蔵 庫 か ら チ ャ ン ネ ル 着 脱 機 の 直 近 ま で は ， 原 子 炉 建 屋 原 子
炉棟 6 階の床 面上を， 新燃料の動 線上にあ る 構造物を避 けるため に必要な高さ （最大約1.2 m）に吊上 げながら 移動する。 新燃料は ， 使用済燃料 プールの チャンネル着 脱機上に移動する前に，約 50 cm の吊上げ 高さに降 下 し，図 10 の ように ，金属製の柵に 囲まれたチ ャ ン ネル 着 脱 機 の 吊 り 下 ろ し エ リ ア へ ， 作 業 員 が 直 接 手 で 触 れ 監 視 し つ つ ク レ ー ン操作 者 に 指示 を 出 し て 移 動 す る 。 チ ャ ン ネ ル 着 脱 機 の 吊 り 下 ろ し エ リ ア で は ， 水 面 上 に差し掛かる前に新燃料 を 床から約 10cm の高 さま でゆっくり 吊下ろす 。
チャンネル着脱機の カ ートが，上 面が水面 か ら深さ 20 cm 程度の 高さまで上昇 した状態で待機していると こ ろへ，原子 炉建屋ク レ ーンにて約 10 cm 吊 上げた新燃料 を，作業員が直接手でサポー ト しながらク レーン操 作 者に指示を 出し，カ ート直上にゆ っくりと移動させる ※ 。カー トの 真上に来た ことを作 業 員が目視で 確認し ，ゆ っくりと確 実にカートの上面にある燃料 を ホールドす る四角形 の 孔に目視を しながら 下部タイプレ ートの下端から挿入し，カー ト 下方の受け 皿まで新 燃 料を降下さ せる。
使用済燃料プール上 に 移動してい くこの状 態 においては ，作業員 が直接手でサ ポート
するとともに，燃料 集 合体は金属 製の柵に 囲 まれた状態 となって おり，柵等が 障害となって大きく振られる こ とはなく， 万が一燃 料 集合体が水 中に落下 する場合も最 大で約70cm 下のカ ート上面 に 衝突して岸 側に転倒 す るか，設備 の狭隘な 隙間に固定さ れたり，摩擦による抗力が生 じ るなどして 水中には 落 下しにくく ，ライナ に直接落下し にくい。

※この時，使用済燃 料 プール水面 上で，使 用 済燃料プー ル床面か ら新燃料が最 も高い位置にあることになる。待機してい るチャン ネ ル着脱機の カート下 面 から新燃料 下端の高さは約 4 m で あり，以 下のとおり 新燃料が カ ート下面ま で落下し た 場合，着水 時の抵抗を無視してもカート を 支えるロー ラチェー ン に生じる荷 重は破断 荷重を超えず，カートは落下しない。さら に ，カートが落 下した と してもチャ ンネル着 脱 機の下限ス トッパにより，新燃料がライ ナ に直接衝突 すること は ない。
新燃料重量（９×９燃料）：295 kg（水 中 重量（保守 的にカー ト下面から上 面までの長さに相当する燃料 体 積の浮力を 受けると す る）：265kg）
衝突時速度：8.86 m/s（気中落 下：4 m）
チェーンの破断 時 伸び量：0.204 m
以上より，荷重 を 受ける時間 Δt = 2×0.204(m)／8.86(m/s) = 0.046(s)とな る。したがって，新燃料衝 突 時荷重 F = 265(kg)×8.86(m/s)／0.046(s)／1000 = 51.1kN であり，チェーンの破断 荷 重 51.6 kN を下回る 。
別 2-13吊上げた燃 料集合体
万一カートの直上以外にアクセスしようとしても柵等が障害 となるチャンネル着脱機手前で約50 cm の高 さに，更 に約 10cmの高さまで降下し，カート
上にアクセ スする
図 10

チャ ンネル着 脱 機のカート へ吊下ろ す 直前の状況 （イメー ジ ）６．抗力係 数測定試 験 の結果につ いて
別 2-14以下のと おり燃料 集 合体の抗力 係数測定 試 験を実施し た。
（１）試験 条件
試験体：模擬燃料 集 合体（実機 ８×８形状（ 燃料ペレッ トなし），チ ャンネルボ ックス付）
計測速度：2.8 m/s，4.0 m/s，5.0 m/s，6.0 m/s（実機： ～約 10m/s）
水温：20℃程度（実 機 ：～65 ℃）
なお， 計測速度 は 当初，1.3 m/s，2.8 m/s，6.0 m/s としてい た が，計測車 が計測速度まで加速する際の 大 きな荷重と 一定速度 時 の荷重の両 方を適切 なレンジで測 定できる荷重計がなく，1.3 m/s を取止め ，代わり に 4.0 m/s と 5.0 m/s の測定を実施 した。

（２）評価 手順
①燃料集合 体を取り 付 けた状態で ，荷重計 に より計測速 度毎の抗 力 D1 を測定。
②燃料集合 体を取外 し た状態で， 荷重計に よ り計測速度 毎の抗力 D2 を測定。
③D1－D2 の 差分から ， 燃料集合体 のみの抗 力 D を得る。
④抗力 D か ら抗力係 数 C d を求める 。
Cd ＝
ここで，D：抗 力[N]，ρ：水 密度[kg/m 3 ]，A：流れに垂 直な投 影面 積[m 2 ]，v：流 速[m/s]
また，抗 力係数の レ イノルズ数 依存性を 確 認。
⑤試験体系 での CFD 解 析により， 試験状態 を 評価し同様 の傾向を 確 認。
⑥CFD 解析 により実 機 状態での抗 力係数を 計 算し，実機 の抗力係 数 を推定。
⑦抗力係数 から落下 エ ネルギーを 評価し， 既 往の燃料集 合体落下 試 験に包絡さ れることを確認。

（３）試験 測定結果
①燃料集合 体と固定 治 具の合計抗 力 D1500

抗力 (N)

400
300
200
100
0
0

1

2

3

4

5
6
流速 (m/s)

別 2-15

7

8

9

10

②固定治具 のみの抗 力 D2
500

抗力(N)

400
300
200
100
0
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

7

8

9

10

流速 (m/s)③燃料集合 体のみの 抗 力 D
500

抗力(N)

400
300
200
100
0
0

1

2

3

4
5
6
流速 (m/s)④燃料集合 体の抗力 係 数 C d
抗力係数（●：試験結果，▲：CFD解析）
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
1.0E+05

1.0E+06

レイノルズ数（４）統計 的整理

別 2-16

1.0E+07抗力係数 C d の試 験結 果を計測車 の速度毎（ ≒レイノル ズ数毎）に 統計的に整 理した結 果は以下のと おりであ る 。
2.76m/s（ Re 数 3.58×10 5 ）：デ ータ数 6，平 均値 0.866，標準偏 差 0.0429
3.95m/s（ Re 数 5.11×10 5 ）：デ ータ数 2，平 均値 0.857，標準偏 差 0.0126
4.94m/s（ Re 数 6.39×10 5 ）：デ ータ数 5，平 均値 0.856，標準偏 差 0.0225
5.92m/s（ Re 数 7.67×10 5 ）：デ ータ数 6，平 均値 0.824，標準偏 差 0.0346
上記のう ち最も大 き い標準偏差 0.0429 によ って，±3σ=±0.129 に て 99.7％信 頼区間をとり，試験 結果の抗 力 係数から 0.129 を差 し 引いて落下 エネルギ ー 評価に用い る。
抗力係数 データの ば らつきが大 きく見え る ことについ ては，計 算 式から抗力 データのばらつきと同 等と考え ら れるため， プロット の スケール（ 縦軸のレ ン ジ幅の大き さ）によるものと考え られる。

（５）近似 曲線（３）④ の抗力係 数 のグラフに 近似曲線 を 加えたもの が図 11 であ る。直線近 似には流体力学上の根 拠がなく ， 表計算ソフ トの機能 を 用いて対数 近似した 曲 線を示した 。対数近似
は双方の傾 向が同様 に なっており ，摩擦抵 抗 にレイノル ズ数の‐ 0.25 乗の項が 含まれるブ
ラジウスの 式の特徴 の 一端が示さ れている と 考えられる 。この場 合 ，試験測定 結果の外挿（水温 65℃ ，落下速 度 10.5m/s） は 0.77 と な る。

抗力係数（●：試験結果，▲：CFD解析）

1.0
0.9
y = -0.047ln(x) + 1.4636

0.8

●
0.77

0.7
0.6

y = -0.039ln(x) + 1.1949

0.5
1.0E+05

1.0E+06

1.0E+07

レイノルズ 数
図 11

試験 結果の外 挿 の検討（６）中実 四角柱の 試 験
比較的高い レイノル ズ 数でのデー タを得る た め，中実の 四角柱（水 が柱体の中 を通過しない）が円管内 流 水によって 受ける抗 力 を測定する 試験も行 った（図 12）。図 11
別 2-17

にこの実験の結果を 加 えて，図 13 に 示す。こ の場合は内 部を水が 通り抜けるこ とはな
く，レイノルズ数 が高 くなっても 抗力係数 の 変化は小さ い。
（５ ）と同様に表計 算ソフ
トの対数近似により 外 挿しによっ ても，変 化 が小さい傾 向を確認 した。

0.20m
荷重計

中実四角柱
・上下部タイプレートに 相当する部分を加工して簡単に模擬）・高い L/D を確保しつつ円管の影響を受けないよう断面を小さく 設計

2m
比較的高いレイノルズ数を得るため水温を約
53℃～65℃とした

0.05m
円管
流水

図 12

中実 四角柱の 実 験

抗力係数（●：試験結果，▲：CFD解析，○中実四角柱実験）

実機の燃料落下時
の範囲

1.2
1.1

y = -0.003ln(x) + 1.1634

1.0

y = -0.047ln(x) + 1.4636

0.9
0.8
0.7
0.6

y = -0.039ln(x) + 1.1949
0.5
1.0E+05

1.0E+06

レイノルズ 数
図 13

1.0E+07

抗力 係数の外 挿（７）CFD 解析結果 と 試験測定結 果への考 察
CFD 解析で は，燃料 集 合体の外面 形状と内 部 流動抵抗を 精密に模擬 する一方， 表面
粗さや集合体内の非 均 質性を無視 して単純 化（図 14）してい るため，抗力係数 解析値

別 2-18

は保守側の小さい値 と なる。解析 の不確か さ を考慮して も保守性 が大きく、実 際の燃料集合体の抗力係数 が 解析値を下 回ること は ない。
多孔質近似 により単 純 化した集合 体内部構 造 のうち，非 均質性の大 きい構造物 のひ
とつとして，集合体内 で流路面積 が最小と な る下部タイ プレート の部分（図 14 の 破線部）の影響を調べた 。 多孔質近似 した集合 体 内部の流動 抵抗が変 らないように 配慮しながら，下部タイプ レ ート部分に 相当する 多 孔質下端部 に実際の 空隙率（流路 面積割合）を与えた結果， 集 合体内部を 流通する 流 量に変化は なかった ものの，抗力 係数は約 6%増加し た。これは ，下部タイプ レート部 分の構造物 としての 充填率が増加 したことにより，下部タイ プ レート部分 （多孔質 下 端面）に衝 突する水 流の圧力を直 接受ける割合が増加したた め と考えられ る。これ に 加えて，構 造物を仮 定したことに 伴って横流れを禁止する措 置 （抗力係数 は約 5%増 加 ）を考え合 わせると ，抗力係数は 約 10%の増加が見込まれる 。 さらに，表 面粗さを 一 律 20μm（ 滑らかと される表面の 2 倍～数倍）とすると抗力 係 数が 1％程 度増加し た 。一方，考 えうる抗 力 係数の減少 要因として，多孔質近似に 用 いた圧損係 数の誤差 （ 圧損係数を 10%小さ く しても抗力 係数の低下は 1％程度），解析 が収束に至 るまでの 抗 力係数の振 幅（±2％程度），単純形状 の解析結果から推定さ れ る解析手法 の誤差（1％ 程度）を積み 上げても 4％程度と見 積もられる。
大きな抵抗になる非均質 な構造

下部タイプレート

流れの方向

大きな抵抗にはなっていない均質な多孔質体で近似

図 14 CFD 解 析の保 守性

抗力係数の 試験測定 結 果は，当初 推定し た 0.80 を下回っ た。燃料集 合体は，外 観は直方体に近いが，内 部 を通り抜け る水の影 響 を無視でき ず，内部 を通り抜けた 後の水流が後流の抗力を打 ち 消す方向に 作用した た め，抗力係 数が低く なった可能性 が考えられる（図 15）。
チャンネル
ボックス
流れの方向
円柱

流れの方向

別 2-19

内部通過し た流れに よ り

中実円柱
の解析例
図 15

内部 通過流の 影 響（CFD 解 析結果の 比 較）（８）試験結果
試験結果として， 落 下エネルギ ーを評価 す る。落下エ ネルギー 評価に用いる 抗力係
数は，（５）近 似曲線に て求めた 0.76 から，（ ４）統計的整 理によ り求めた 3σ= 0.129
を差し引いて，0.64 に 余裕をみた 0.60 と する 。
抗力係数 0.60 と する と，落下高 さの速度はm で 使用済燃料 プール床面 に衝突する とき

m/s と な り，最も重 い８×８燃 料の重量を 用いて落 下エネルギー を評価

すれば，14.9kJ であ り ，の落下試 験結果 15.5 kJ よりも 低い結果 となった。
なお，燃料 集合体の 落 下において ，落下開 始 からライニ ングへの衝 突まで抗力 係数を一定とする本手法 に おいては ，速度 0m/s 付 近でレイノ ルズ数が 非常に小さい 落下開始時には，抗力係数 は 一般的に大 きな値と な り，次第に 低下する ことを考慮し ていな
いため，手法そのも の にも保守性 がある。
また，今回 の燃料集 合 体抗力係数 測定試験 に おいて，模 擬燃料集合 体を水中で 動かし始めてから測定速 度 に達するま での加速 領 域において ，測定区 間よりも大き な抗力を測定した。これよ り ，重力によ って加速 さ れながら静 水中を落 下していく燃 料集合体においても，同様 の 大きな抗力 が働くと 考 えられる。 この抗力 を考慮しなか った今
回の試験結果は，更 に 保守的であ る可能性 が ある。

別 2-20

別添 3
燃料取替機 のスロッ シ ングによる 波及的影 響 評価

地震により使用済燃 料 プールにス ロッシン グ が発生した 場合にお ける，燃料取 替機の波及的影響評 価結果を 以 下に示す。

1.

評価条 件
燃料取替機に対する ス ロッシング 評価では ， 以下の内容 を条件と する。

(1)波高，圧 力
燃料取替機に発生す る 使用済燃料 プールス ロ ッシングの 波高，圧 力は以下を使用 する。
・波高：水面より 2.485 m

・圧力（鉛直上向 き ）：0.028 MPa
図 1 に波高と燃料 取替 機構造の関 係を示す 。 上記波高を 燃料取替 機設置レベル に合わせると，燃料取替機 の ブリッジガ ーダ部ま で 波が到達す る。この ため，燃料取 替機はス
ロッシングの影響を 受 けるものと して検討 す る。
圧力については，下 記(2)項により 鉛直方向 の 圧力のみを 考慮する 。

(2)スロッシ ング波 の方 向
スロッシングの波の 方 向は，水平 方向，鉛 直 方向が考え られる。 このうち，ス ロッシ
ングの水平方向の波 は ，燃料取替 機の走行 方 向から燃料 取替機の 正面に向かっ て接触する。
この時の水平荷重は，燃料取替機の車輪の走行レールとの摩擦係数相当以上の荷重（0.15 G 以上）に なる と燃料取替 機が滑る た め，地震評 価時に水 平方向で考慮 している荷重以上（0.15 G 以 上 ）はかから ないもの と する。
したがって，スロッ シ ングによる 影響を評 価 する荷重に ついては ，燃料取替機 の鉛直
下方から盛り上がっ て きた水が燃 料取替機 を 押し上げる ことによ る鉛直荷重の みを評価対象とする。
鉛直上向きの圧力は ， 最大波高時 の使用済 燃 料プール標 準水位以 下での最大流 速（鉛直方向）5.3 m/s が ， 保守的に燃 料取替機 の ブリッジガ ーダ部高 さまで重力に よる減速がなかったと仮定し ， 一様流体中 での構造 物 に作用する 動水圧と して以下のと おり計算する。
Pt ＝ 1/2×Cd×ρ×v 2
ここで，Pt[N/m 2 ]：動水圧荷重，Cd：抗力 係数（2.0（ 平板）），ρ[kg/cm 3 ]：水密 度，v[m/s]：流速である 。 このとき，Pt＝0.028 MPa となる。
別 3-1

(3)燃料取替 機本体 評価 対象部位
燃料取替機本体評価 対 象部位は， 以下の観 点 からブリッ ジガーダ と脱線防止ラ グとする。
ブリッジガーダ：波高の接 触する部 分 の燃料取替 機の主要 構 造であるた め

脱線防止ラグ（ツ メ 部）：上向 き荷重を 受 けた場合に ，脱線を 防止する構造 のため(4)許容値
スロッシングは地震 が 発生した時 に同時に 発 生し得るも のである ため，影響評 価では地震による発生応力 又 は発生荷重 にスロッ シ ングによる 応力や荷 重が足し合わ されるものとし，この時の許 容 値に対する 裕度の確 認 を行う。
許容値については， ス ロッシング による波 及 的影響評価 として， 燃料取替機本 体の鋼材の破断による構造 物 落下を防止 する観点 か ら，鋼材の 引張強さ（Su 値）を使 用することも可とする。

2.

評価方 法

2.1 ガーダ 評価方法
(1)荷重の足 し合わ せ
ブリッジガーダの地 震 評価では， 水平地震 動 ，鉛直地震 動，自重 による発生応 力を足し合わせている。ス ロ ッシングで は，この 地 震応力にス ロッシン グ応力を足し 合わせ，
このガーダ応力を許 容 応力と比較 する。
ガーダ応力＝水平 地 震動応力＋ 鉛直地震 動 応力＋自重 分応力＋ スロッシング 応力(2) スロッ シング荷 重
スロッシングによっ て 発生する荷 重は，使 用 済燃料プー ル上に存 在する燃料取 替機ブ
リッジ部の投影面積 を 燃料取替機 受圧面積 と して上記 1.(1)の圧 力をかけたも のとする 。
図 1 に燃料取替機受 圧 面を示す。

(3) スロッ シング応 力
スロッシング荷重は ガ ーダ 2 本と ガーダ 内部 骨格に分散 してかか るが，保守的 に応力評価では上記(2)の スロ ッシング荷 重が全て ガ ーダの梁 2 本に等 分布 荷重として レール
間スパン全体にかか る ものとする 。
ガーダは，一様の両 端 固定梁とし て，この 時 の梁の最大 応力をス ロッシング応 力とす
る。

別 3-2

2.2 脱線防 止ラグ（ ツ メ部）評価 方法(1) 荷重の 足し合わ せ
脱線防止ラグ（ツメ 部 ）の地震評 価では， 各 地震動評価 により発 生する脱線防 止ラグ（ツメ部）荷重の鉛 直 上向き成分 のみを足 し 合わせて鉛 直荷重（ 上向き）とし ，水平方
向のみを足し合わせ て 水平荷重と している 。 ここで，脱 線防止ラ グ（ツメ部） では鉛直
荷重（上向き）を応 力 評価に使用 している 。
スロッシングでは， 発 生した水の 圧力によ り 生じる上向 き荷重を 脱線防止ラグ （ツメ部）個数で等分した も のを評価荷 重として 用 いる。
脱線防止ラグ（ツメ 部 ）応力評価 荷重は， 地 震動による 鉛直荷重 とスロッシン グ荷重の足し合わせにより 得 るものとす る。
この脱線防止ラグ（ ツ メ部）応力 評価に対 し ，脱線防止 ラグ（ツ メ部）断面性 状に基づいた応力評価を行 い ，許容応力 と比較す る 。
脱線防止ラグ（ツ メ 部）応力評 価荷重＝地震動に よる脱線 防 止ラグ（ツ メ部）１ 個 当たりの鉛 直荷重＋ ス ロッシングによる脱線防 止ラグ（ ツ メ部）１個 当たりの 荷 重

3.

評価結 果

3.1 ガーダ 評価結果
添付 1 にガーダのス ロ ッシング影 響評価結 果 を示す。
スロッシング応力を 考 慮して評価 した結果 ， 耐震評価時 の許容値 （275 MPa＝0.7 Su）
を僅かに超える結果 と なる。ただ し，ガー ダ に耐震評価 時の許容 値を超える応 力が発生した場合でも，ガー ダ に変形は発 生するも の の，当該応 力範囲で は破断するわ けではない。
スロッシングを考慮 し た波及的影 響評価に お いては，燃 料取替機 本体の落下を 防止する観点から，ガーダ が 破断する応 力値（設 計 引張強さ：Su）を比 較対象値とす る。
この結果，地震とス ロ ッシング評 価時の Su 値 に対する裕 度は確保 されており，ガーダの破断による燃料取 替 機の落下は 発生しな い 。

3.2 脱線防 止ラグ（ ツ メ部）評価 結果
添付 2 に脱線防止ラ グ （ツメ部） のスロッ シ ング影響評 価結果を 示す。
スロッシング応力を 考 慮した結果 ，耐震評 価 時の許容値 （253 MPa＜0.7・Su）は 超えない。
このため，地震とス ロ ッシング評 価時の裕 度 は確保され ており， 脱線防止ラグ の破断による燃料取替機の 落 下は発生し ない。

別 3-3

また，当然ながら脱 線 防止ラグ（ ツメ部） が 破断する応 力値（設 計引張強さ：Su）との比較においても裕 度 が確保され ている。

3.3 燃料取 替機のス ロ ッシングに よる波及 的 影響評価
上記 3.1 及び 3.2 の結 果，地震及 びスロッ シ ングが同時 に発生し た場合におい ても，
燃料取替機の鋼材は 破 断せず，燃 料取替機 が 落下するこ とはない 。したがって ，燃料取替機におけるスロッ シ ングによる 波及的影 響 はないと考 える。

別 3-4

図1

燃料 取替機と ス ロッシング 波高の比 較 及び波の受 圧面

別 3-5

添付 1
燃料取替機 ガーダの ス ロッシング 評価
１．ガーダ のスロッ シ ング応力評 価
スロッシ ング荷重 を ガーダにか かる等分 布 荷重とみな し，ガー ダ を両端固定 梁モデルとして応力評 価する。 ガ ーダの両端 固定梁モ デ ルを図 1 に 示す。
R
R

M

M
w
L
図1

ガー ダの両端 固 定梁モデル

図 2 にお いて，最 大 曲げモーメ ント M＝w・ L 2 /12［Nmm］，反 力 R＝ w・L/2［ N］ で あ る 。
ただし，w：ガー ダ等 分布荷重（w＝P/(N・L)）［N/mm］
L：レー ル間 スパン［mm］
N：ガー ダ本 数［本］P： スロッ シン グ荷重（燃 料取替機 全 体，P＝p・S）［N］
p：スロ ッシ ングによる 波の圧力 ［MPa］
S：燃料取替 機受圧 面積 （S＝a・b） ［mm 2 ］
a：ガー ダ幅 ［mm］
b：使用 済燃 料プール幅 ［mm］
こ こ で ， Z：ガ ー ダ 断 面 係 数 ［ mm 3 ］ ， A： ガ ー ダ 断 面 積 ［ mm 2 ］ と す ると ， ス ロ ッ シ ン グ
曲げ応力σ SB ＝M/Z［MPa］であり， スロッ シン グせん断応 力 τ SS ＝R/A である。

２．地震評 価とスロ ッ シング評価 の足し合 わ せ
地震とス ロッシン グ の同時発生 を考慮し ， 評価結果を 足し合わ せ る。
地震によ る曲げ応 力 σ E ［MPa］，地震 によ るせん断応 力 τ E ［MPa］とすると ，地震と ス
ロッシング の組合せ 応 力を σ C は ，σ C ＝√｛(σ E ＋σ SB ) 2 ＋3・(τ E ＋ τ SS ) 2 ｝な ので，設 計
引張強さを Su[MPa]と すると，Su 値に対す る 裕度 Su/σ C ＝1.40 とな る。

３．評価結 果スロッシ ングを考 慮 した波及的 影響評価 に おいては， 燃料取替 機 本体の落下 を防止する観点から， ガーダが 破 断する応力 値（設計 引 張強さ Su） を比較対 象 値とする。
この結果 ，地震と ス ロッシング 評価時の Su 値に対する 裕度は確 保 されており ，ガーダの破断による 燃料取替 機 の落下は発 生しない 。
別 3-6

添付 2
燃料取替機 脱線防止 ラ グ（ツメ部 ）のスロ ッ シング評価

１．燃料取 替機脱線 防 止ラグ（ツ メ部）へ の スロッシン グ荷重
脱線防止 ラグ（ツ メ 部）へのス ロッシン グ 荷重 F は， 燃料取替 機 が受けるス ロッシング
荷重を脱線 防止ラグ の 個数で等分 したもの と する。
すなわち ，F ＝ P/N L ［N］と計算 される 。
ただし，P：スロ ッシ ング荷重（ 燃料取替 機 全体，添付 1 と同じ ） である。

２．地震荷 重とスロ ッ シング荷重 の足し合 わ せ
脱線防止 ラグ（ツ メ 部）の評価 では，別 添 2 図 1 の断 面 2 を評 価 する。地震 とスロッシングの合成 せん断力 Q は，ツメ部 せん断力 Q 2 とスロッシ ング荷重 F の和であり ，Q ＝ Q2 ＋ F［N］となる。地 震とスロ ッ シングの合 成曲げモ ー メント M は ，モーメ ン トアーム長 h 2 （ 別添 3
図 1 参照） と Q より ，
M ＝ Q・h 2［ Nmm］となる。地 震とスロ ッ シングの曲 げ応力σ は ，地震とス ロッシン グ の合成曲げ モーメント
M とツメ部 断面係数 Z 2 により，
σ ＝ M/Z 2［ MPa］となる。地 震とスロ ッ シングのせ ん断応力 τ は，地震と スロッシ ン グの合成せ ん断力 Q とツメ部断面 積 A 2 に より ，
τ ＝ Q/A 2［ MPa］となる。地 震とスロ ッ シングの組 合せ応力 を σ C とする と，
σ C ＝ √（σ 2 ＋3・ τ 2 ）［MPa］

であり設計 引張強さ を Su[MPa]とす ると，Su 値に対する 裕度 Su/σ C ＝1.68 とな る。

３．評価結 果スロッシ ング応力 を 考慮した結 果，脱線 防 止ラグ（ツ メ部）が 破 断する応力 値（設計引張強さ Su）との比較 に おいて十分 な裕度が 確 保されてお り，脱線 防 止ラグの破 断による燃料取替機の 落下は発 生 しない。

別 3-7

添付 3
燃料取替機 伸縮管の ス ロッシング 影響につ い て

以下に，燃料取替機 伸 縮管がスロ ッシング の 影響を受け た場合の 波及的影響に ついて示す。

1.

伸縮管 の健全性 に ついて
伸縮管の機械的強度 に 作用するス ロッシン グ 水荷重は横 荷重と鉛 直荷重の 2 種 類に分類することができる 。 これより， 以下にそ れ ぞれの荷重 に対する 伸縮管の健全 性について述べる。なお，最 終 的には破損 した伸縮 管 が使用済燃 料プール ，炉心内に落 下するか否かが問題となる。 言 い換えると 落下が防 げ ていれば良 いことに なる。

1.1 横から の水の荷 重
図 1 に伸縮管最上 部（ 燃料取替機 トロリフ レ ームへの固 定部）の 概要図を示す 。伸縮
管は最上部（第 1 管） がトロリフ レームと 結 合されてお り，その 他伸縮管は各 管がストッパにて結合されて い る。したが って， 第 1 管のトロリ との結合 部，各管スト ッパ部に作用する荷重が当該 部 材の破断荷 重を超え な ければ，破 断に至ら ないことにな る。
ここで，伸縮管第 1 管 のトロリと の結合部 は 図 1 に示す とおり， ジンバル機構 部，ス
トッパ部には一定以 上 の荷重が作 用しない 。 よって，ス ロッシン グによる水横 荷重により伸縮管いずれの部 位 も損傷にい たる事象 は 想定されな い。
なお，万が一何らか の 想定が荷重 で伸縮管 の いずれかの 部位が破 損した場合を 想定した場合，最も破損の 可 能性が考え られるの は ストッパ部 位となる が，このよう な場合でも伸縮管の構造上， 下 記のとおり 更なる落 下 防止構造が 設けられ ている。

①内側伸縮管が外側 伸 縮管に乗っ ている場 合 （伸縮管が 伸びてい る状態）
この場合，内側伸縮 管 のストッパ が外側伸 縮 管の下降ス トッパに 乗り上げてい る状態となっているが，万 が 一当該スト ッパが破 損 し，内側伸 縮管が落 下しても，落 下した伸縮管の上昇ストッパ が 内側伸縮管 のストッ パ に接触し，更なる落 下が阻止される（図 2）。

②外側伸縮管が内側 伸 縮管に乗っ ている場 合 （伸縮管が 縮んでい る状態）
この場合，外側伸縮 管 の上昇スト ッパが内 側 伸縮管のス トッパに 乗り上げてい る状態となっているが，万 が 一当該スト ッパが破 損 し，外側伸 縮管が落 下しても，落 下した伸縮管のストッパが外 側 伸縮管の下 降ストッ パ に接触し，更なる落 下が阻止される（図 2）。

別 3-8上記のとおり，2 種 類 のストッパ いずれか の 健全性が保 たれれば ，第 1 に伸縮 管ワイ
ヤにより伸縮管の落 下 は防がれ， また，当 該 ワイヤが破 断したと しても，最終 的にはグラップル側ワイヤに よ り伸縮管の 落下は防 止 される。

1.2 上向き の水の荷 重
伸縮管は全体で 6 管 構 造になって おり，第 1 管から第 5 管までは 下部に閉止構 造をもたない円筒構造とな っ ている。こ のため， 基 本的にはス ロッシン グによる上向 きの荷重の作用は実質上考慮 す る必要はな い。
一方，グラップルも し くはそれと 接合して い る第 6 管下 面はフ ランジで閉止さ れている。当該部は上向き の 受圧面とな るが，当 該 面積は質量 に対して 小さく，問題 とする必要はないと考えられ る 。
なお，万が一当該面 を 受圧面とし て第 6 管も しくはグラ ップルが 有意な量の上 向き荷重を受けたとしても ， 第 6 管と 第 5 管， それ ぞれの管の 移動スト ローク分につ いては拘束されていない。し た がって，構 造健全上 問 題となる荷 重は伸縮 管には作用せ ず，スロッシングの上向き荷 重 の伸縮管へ の影響は 考 慮する必要 はない。

2.

ワイヤ 構造及び 強 度について
伸縮管は，落下防止 の 構造として ワイヤの 二 重化構造に なってい る。このため ，スロッシングの波を受け ， 万が一伸縮 管が落下 し ，伸縮管側 ワイヤが 破断するよう な事象が発生しようとも，グ ラ ップル吊り 側のワイ ヤ により荷重 を受け， 最終的な伸縮 管落下には至らない構造とな っ ている。
図 1 に示すように 伸縮 管は，グラ ップル（ 燃 料）を吊る ワイヤと は別の伸縮管 用ワイ
ヤにて吊り下げられ て いる。燃料 取替機は ， 独立して荷 重をかけ ることが可能 な 2 本のワイヤを有しており ， これをワイ ヤの二重 化 構造と称し ている。
伸縮管は 6 管から なる 多重管構造 であるが ， 伸縮管ワイ ヤは伸縮 管の最先端管 である
第 6 管を吊り下ろす 構 造となって いる。
図 3 に示すように 伸縮 管ワイヤが ，伸縮管 破 損などによ り万が一 過大な荷重を 受け破断した場合，グラッ プ ル側ワイヤ に荷重を あ ずける。
この時，グラ ップル 側に かかる荷重 は定格荷 重（ 450 kg），伸 縮管荷重（最 大約 800 kg），
グラップル荷重（約 30 kg）の合計 （約 1280 kg）であり， ワイヤの破 断荷重に対 し，静荷重ベースで 9 倍以 上 の裕度があ る。
なお，図 3 の状態 にな って落下し た衝撃を 考 慮した場合 において も，ワイヤの 破断荷重に対し 2 倍以上の 裕 度があり， グラップ ル 側ワイヤが 破断する ことはない。

別 3-9

3.

グラッ プルにつ い て
グラップル自体は荷 重 経路が 1 つ のもの であ り，破損す ることに よる落下の可 能性はあるが，荷重が約 30 kg であり， 落下影響 を 評価する対 象からは 除外されるも のと考える。

4.

伸縮管 第 1 管の 健 全性につい て
伸縮管第 1 管のトロ リ との結合部 は図 1 に 示 すとおり， ジンバル 機構（構造） にて接合されている。この 構造 のため，伸 縮管は横 方向 のいずれの 方向から荷 重が作用し ても，
当該ジンバル機構（ 構 造）を支点 に傾くこ と により荷重 を逃がす 構造としてい る。
ただしここでは保守 的 に，スロッ シングに よ り発生する プール水 速度及び水平 地震動により発生する FHM の すべりによ る速度を 基 にした水平 方向荷重 と，自重及び 鉛直方向
荷重を，伸縮管第 1 管 のジンバル 機構（構 造 ）で支える ものとし た場合に，構 造強度を評価した結果を示す 。
なお，吊荷は伸縮管 と は異なるワ イヤーロ ー プで吊られ ており， 伸縮管第 1 管 のジンバル機構（構造）に は 荷重がかか らない構 造 であるため ，鉛直方 向荷重には吊 り荷重は含めないものとする 。

4.1

概略構 造及び 評価 荷重
図 4 に評価用概略構 造 を示す。

4.1.2

水平 方向荷 重

横方向荷重は，プー ル 水の横方向 動水圧と ， 伸縮管の投 影面積の 積とする。
横方向荷重算出では ， 伸縮管が最 大での状 態 において， スロッシ ングによる横 方向動
水圧をもっとも大き く 受けるもの と考える 。 このため伸 縮管投影 面積の各管の 長さは，伸縮管の最大ストロ ー ク時に，ス ロッシン グ 最大波高が 接触する 範囲とする。
これに加え，水平方 向 地震により FHM が レー ル上を滑る ことによ って発生する 速度を
動水圧計算に考慮す る 。動水圧算 定で用い る 速度は，ス ロッシン グによるプー ル水の速度と，水平方向地震 で の FHM のす べりによ る 建屋との相 対速度の 絶対値和とす る。
FHM の速度算定に使 用 する水平方 向地震動 は 以下とし， 地震動ご とに上記の速 度の和が最大となるものを 確 認し，その 最大の速 度 にて動水圧 を算定す る。
地震動：基本ケ ース 8 波（Ss-D1，Ss-11，Ss-12，Ss-13，Ss-14，Ss-21，Ss-22，Ss-31）
方向：NS 方向，EW 方 向

標高：EL46.500 m

FHM の水平方向地震 に よる速度算 出法の概 略 を図 5 に示 す。

別 3-10FHM は水平方向地震 動 の時刻歴波 がレール と の摩擦力以 上となる 自己区間はす べり，
その間は建屋との相 対 加速度によ り等加速 度 運動をして いるもの とする。また ，FHM はレールとの摩擦力相 当 の加速度未 満となる 時 刻間は滑ら ないため 加速度及び速 度は 0 とする。以上の条件か ら 時刻歴波の 終了まで 書 く時刻にお ける速度 を確認し，最 大となる
速度をその時刻歴波 で の最大速度 とする。 こ れを各地震 動に対し て実施する。
また，燃料集合体の ス ロッシング による横 方 向荷重は， 保守的に 燃料集合体の 投影面
積分を考慮するもの と する。

4.1.2

鉛直 方向荷 重

鉛直方向荷重は，伸 縮 管の第 1 管 から第 6 管 までの質量 に対し， 自重分と鉛直 地震動
による震度（FHM 卓 越 固有周期の 震度※） を 考慮したも のとする 。吊荷の鉛直 方向荷重は 4.で記載 の通り，ジ ンバル機構（構造）に 荷重がかか らないた め，評価荷重 には含めないものとする。
※伸縮管第 1 管のジ ン バル機構部 は FHM 本 体 に取り付け られ，鉛 直方向には拘 束されていることから，鉛 直 方向の地震 動に対し て 伸縮管は FHM 本体 と同じ挙動をと ることとなる。このため，FHM 卓越固有周 期の震度 を 用いる。

4.1.3

評価 用荷重評価用荷重は保守的 に 水平方向荷 重と，鉛 直 方向荷重の 絶対値和 を用いる。

4.2

評価対 象部位
図 6 に評価対象部位 を 示す。
評価対象は，伸縮管 第 １管のジン バル機構 （ 構造）にお いてロー ドパスとなる 以下３部品とする。
・ ジンバル ピン・ リング・ ハンガー

4.3

評価結 果
表１に評価結果を示 す 。
すべての部品におい て ，発生応力 は，耐力 ま たは降伏点（Sy 値 ）を基にした許 容値未満であり，裕度が確 保 されている 。
これにより，伸縮管 第 １管はスロ ッシング 荷 重を受けて も，破断 して落下する ことはないと考える。

別 3-11

表1

部位

ジンバルピ

材質

SUS630

ン

リング

ハンガー

SUS304

S45C

評価結 果

評価応力

発生応力

許容値

［MPa］

［MPa］

曲げ応力

573

1175

2.36

せん断応力

69

678

11.49

組合せ

585

1175

2.31

曲げ応力

179

205

1.32

せん断応力

29

118

4.72

組合せ

186

205

1.27

引張応力

49

490

11.39

せん断応力

20

282

16.58

組合せ

60

490

9.42

※許容値は 各材質の 耐 力又は降伏 点の値（ Sy）を基に， 以下とす る 。
曲げ応力 ，引張応 力 ，組合せ：Sy

せ ん 断応力Sy/ 3

別 3-12

裕度

図1

燃料 把握機（ 伸 縮管とグラ ップル） の 吊構造概要 図

別 3-13図2

伸縮 管とグラ ッ プルの吊構 造概要図

別 3-14図3

伸縮 管とグラ ッ プルの先端 部及び破 断 時の状態概 略図

別 3-15

図4

評価用 概略構 造

別 3-16図5

水平 方向速度

別 3-17

算出法概略

図6

評価対 象部位

別 3-18