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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-422 改 1

提 出 年 月 日

平成 30 年 7 月 31 日

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1Ⅴ-2-6-5-23 原子炉水位（ＳＡ広帯域）の耐震性についての計算書

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

目次
1.

概要

12.

一般事項

12.1 構造計画

12.2 評価方針

32.3 適用基準

42.4 記号の説明

52.5 計算精度と数値の丸め方

63.

評価部位

74.

固有周期

74.1 固有値解析方法

74.2 解析モデル及び緒元

74.3 固有値解析結果

95.

10

構造強度評価5.1 構造強度評価方法

105.2 荷重の組合せ及び許容応力105.3 設計用地震力135.4 計算方法

145.5 計算条件

175.6 応力の評価

186.

19

機能維持評価6.1 電気的機能維持評価方法

197.

20

評価結果

7.1 重大事故等対処設備としての評価結果

20

1.

概要
本計算書は，「Ⅴ-2-1-9 機能維持の基本方針」にて設定している構造強度及び機能維持の設計方針に基づき，原子炉水位（ＳＡ広帯域）が設計用地震力に対して十分な構造強度及び電気的機能を有していることを説明するものである。
原子炉水位（ＳＡ広帯域）は，重大事故等対処設備においては常設耐震重要重大事故防止設備及び常設重大事故緩和設備に分類される。以下，重大事故等対処設備としての構造強度評価及び電気的機能維持評価を示す。

2.

一般事項

2.1 構造計画

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

原子炉水位（ＳＡ広帯域）の構造計画を表 2－1 に示す。

1

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

表 2－1 構造計画
計画の概要
基礎・支持構造
検出器は,計器スタン

概略構造図
主体構造
上面

差圧式水位検出器

ションに固定され,取付ボルトにより計器取付板に固定される。
計器スタンションは，基礎に基礎ボルトで設置する。

側面

正面
検出器

検出器

固定ボルトにより,遮へい体支持架構に固定遮へい体（斜線部）される。

取付板
遮へい体（斜線部）

1140

2

遮へい体は遮へい体

計器取付ボルト

遮へい体固定ボルト

計器スタンション

遮へい体支持架構

基礎ボルト

600

600

(単位： mm）

2.2 評価方針
原子炉水位（ＳＡ広帯域）の応力評価は，「Ⅴ-2-1-9 機能維持の基本方針 3.1

構造強度上の制限」にて設定した荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界に基づき，「2.1 構造計画」にて示す原子炉水位（ＳＡ広帯域）の部位を踏まえ「3.

評価部位」にて設定する箇所において，「4. 固有周期」で算出した固有周期に基づく設計用地震力による応力等が許容限界内に収まることを，「5.

構造強度評価」にて示す方法にて確認することで実施する。また，原子炉水位（ＳＡ広帯域）の機能維持評価は，「Ⅴ-2-1-9 機能維持の基本方針 4.3 電気的機能維持」
にて設定した電気的機能維持の方針に基づき，地震時の応答加速度が電気的機能確認済加速度以下であることを，「6. 機能維持評価」にて示す方法にて確認することで実施する。確認結果を「7. 評価結果」に示す。
フィルタ装置の耐震評価フローを図 2－1 に示す。

NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

解析モデル設定

有限要素法モデルの作成

固有値解析

設計用地震力地震時における応力評価用加速度

計器の構造強度評価

計器の電気的機能維持評価

図 2－1 原子炉水位（ＳＡ広帯域）の耐震評価フロー3

2.3 適用基準適用基準等を以下に示す。
(1) 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，ＪＥＡＧ４６０１－1987及びＪＥＡＧ４６０１－1991

追補版）（日本電気協会

電気技術基準調査委員会 昭和59年9月，昭和62年8月及び平成3年6月）(2) 発電用原子力設備規格（設計・建設規格（2005 年版（2007 年追補版含む。
））
ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ１－2005/2007）（日本機械学会 2007 年 9 月）
（以下「設計・建設NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1規格」という。
）

4

2.4 記号の説明

NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

記 号

記号の説

明

単 位

Ａｂ

ボルトの軸断面積mm2ＣＨ

水平方向設計震度－ＣＶ

鉛直方向設計震度－ｄ

ボルトの呼び径mm

Ｆ

設計・建設規格 SSB-3131 に定める値

MPa

Ｆ

設計・建設規格 SSB-3133 に定める値

MPa

Ｆｂ

ボルトに作用する引張力（1本当たり）N

fｓｂ

せん断力のみを受けるボルトの許容せん断応力

MPa

fｔｏ

引張力のみを受けるボルトの許容引張応力

MPa

fｔｓ

引張力とせん断力を同時に受けるボルトの許容引張応力

MPag

重力加速度（＝9.80665）

m/s2ｈ1

取付面から重心までの距離mm

１＊

重心とボルト間の水平方向距離mm２

重心とボルト間の水平方向距離＊mmｍ

計器スタンションの質量kg

ｎ

ボルトの本数－ｎf

評価上引張力を受けるとして期待するボルトの本数－Ｑｂ

ボルトに作用するせん断力

NＳｕ

設計・建設規格 付録材料図表 Parｔ5 表9に定める値

MPa

Ｓｙ

設計・建設規格 付録材料図表 Parｔ5 表8に定める値

MPa

Ｓｙ（ＲＴ） 設計・建設規格 付録材料図表 Parｔ5 表8に定める材料のMPa

40℃における値π

円周率－σｂ

ボルトに生じる引張応力

MPa

τｂ

ボルトに生じるせん断応力

MPa

注記 ＊： 1≦ 25

2.5 計算精度と数値の丸め方
精度は 6 桁以上を確保する。表示する数値の丸め方は，表 2－2 に示すとおりとする。

NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

表 2－2 表示する数値の丸め方
数値の種類単位

処理桁

処理方法

表示桁

固有周期ｓ

小数点以下第 4 位

四捨五入

小数点以下第 3 位

震度－

小数点以下第 3 位切上げ

小数点以下第 2 位

温度℃－－

整数位

質量kg－－

整数位

長さ＊1mm－－

整数位

面積＊2mm2

有効数字 5 桁目

四捨五入

有効数字 4 桁＊2

モーメント

N･mm

有効数字 5 桁目

四捨五入

有効数字 4 桁＊2

力N

有効数字 5 桁目

四捨五入

有効数字 4 桁＊2

算出応力

MPa

小数点以下第 1 位

切上げ

整数位

許容応力＊3MPa

小数点以下第 1 位切捨て

整数位

注記 ＊1：設計上定める値が小数点以下の場合は，小数点以下表示とする。
＊2：絶対値が 1000 以上のときは，べき数表示とする。
＊3：設計・建設規格 付録材料図表に記載された温度の中間における引張強さ及び降伏点は比例法により補間した値の小数点以下第 1 位を切り捨て，整数位までの値とする。

6

3.

評価部位原子炉水位（ＳＡ広帯域）の耐震評価は，「5.1構造強度評価方法」に示す条件に基づき，耐震評価上厳しくなる基礎ボルト部について実施する。原子炉水位（ＳＡ広帯域）の耐震評価部位については，表 2－1 の概略構造図に示す。

4.

固有周期

4.1 固有値解析方法
原子炉水位（ＳＡ広帯域）の固有値解析方法を以下に示す。
(1) 原子炉水位（ＳＡ広帯域）は，4.2 解析モデル及び緒元に示す３次元はりモデルとして考える。

4.2 解析モデル及び諸元原子炉水位（ＳＡ広帯域）の解析モデルを図 4－1 に，解析モデルの概要を以下に示す。また，

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-14 R1

機器の諸元を表 4－1 に示す。
(1) 原子炉水位（ＳＡ広帯域）の計器，弁及び遮へい体の質量は，それぞれの荷重点に集中するものとする。
(2) 原子炉水位（ＳＡ広帯域）の計器，弁及び遮へい体の荷重点については，計算条件が厳しくなる位置に設定するものとする。
(3) 拘束条件は，ＸＹＺ方向及び回転方向を固定する。
(4) 解析コードは，「ＮＳＡＦＥ」を使用し，固有値及び荷重を求める。なお，評価に用いる解析コードの検証及び妥当性確認等の概要については，「Ⅴ－5－4 計算機プログラム（解析コード）の概要 ・ＨＩＳＡＰ及びＮＳＡＦＥ」に示す。
(5) 耐震計算に用いる寸法は，公称値を使用する。

7

遮へい体荷重点

mb
mb

mb
mb

mb
mb

mb

mb
仮想鋼材

検出器及び弁荷重点

ma
サポート鋼材
（角形鋼）
仮想鋼材

仮想鋼材

サポート鋼材（角形鋼）

NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

遮へい体外装材（山形鋼）

サポート鋼材（角形鋼）

支持点（サポート基礎部）：支持点（サポート基礎部）:計器及び弁荷重点
図 4－1 解析モデル

表4－1 機器諸元
項目

記号単位

材質－－

質量makg

mb
温度条件
Τ℃

縦弾性係数

ΕMPa

ポアソン比

ν－

要素数－個

節点数－個

（雰囲気温度）8

入力値

4.3 固有値解析結果
固有値解析結果を表 4－2 に示す。
１次モードは水平方向に卓越し，固有周期が 0.05 秒以下であり，剛であることを確認した。
また，鉛直方向は２次モード以降で卓越し，固有周期は 0.05 秒以下であり剛であることを確認した。
表4－2 固有値解析結果
モード

固有周期（ｓ）

水平NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

１次卓越方向95.

構造強度評価5.1 構造強度評価方法
4.2 項(1)～(5)のほか，次の条件で計算する。
(1) 地震力は，原子炉水位（ＳＡ広帯域）に対して，水平方向及び鉛直方向から同時に作用するものとする。

5.2 荷重の組合せ及び許容応力5.2.1 荷重の組合せ及び許容応力状態
原子炉水位（ＳＡ広帯域）の荷重の組合せ及び許容応力状態のうち，重大事故等対処設備の評価に用いるものを表 5－1 に示す。

5.2.2 許容応力

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

原子炉水位（ＳＡ広帯域）の許容応力を表 5－2 に示す。

5.2.3 使用材料の許容応力評価条件
原子炉水位（ＳＡ広帯域）の使用材料の許容応力評価条件のうち，重大事故等対処設備の評価に用いるものを表 5－3 に示す。

10

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

表 5－1
施設区分

計測制御
系統施設

計測装置

荷重の組合せ及び許容応力状態（重大事故等対処設備）

機器名称

原子炉水位（ＳＡ広帯域）

設備分類＊1

常設耐震／防止常設／緩和機器等の区分

荷重の組合せ許容応力状態

Ｄ＋ＰＤ＋ＭＤ＋Ｓｓ＊3

Ⅳ ＡＳ
Ⅴ ＡＳ

＊2－

Ｄ＋ＰＳＡＤ＋ＭＳＡＤ＋Ｓｓ（ⅤＡＳとしてⅣＡＳの許容限界を用いる。)

注記 ＊1：「常設耐震／防止」は常設耐震重要重大事故防止設備，「常設／防止」は常設耐震重要重大事故防止設備以外の常設重大事故防止設備，「常設／緩和」は常設重大事故緩和設備を示す。
11＊2：その他の支持構造物の荷重の組合せ及び許容応力を適用する。
＊3：「Ｄ＋ＰＳＡＤ＋ＭＳＡＤ＋Ｓｓ」の評価に包絡されるため，評価結果の記載を省略する。

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

表 5－2 許容応力（重大事故等その他の支持構造物）
許容限界＊1，＊2（ボルト等）
許容応力状態

一次応力
引張りせん断Ⅳ ＡＳ＊＊1.5・ｆｓ

1.5・ｆｔⅤ ＡＳ（ⅤＡＳとしてⅣＡＳの許容限界を用いる。)
12

注記 ＊1：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。
＊2：当該の応力が生じない場合，規格基準で省略可能とされている場合及び他の応力で代表可能である場合は評価を省略する。

表 5－3 使用材料の許容応力評価条件（重大事故等対処設備）
評価部材
基礎ボルト

材料

温度条件

Ｓｙ

Ｓｕ

Ｓｙ（ＲＴ)

（℃）

（MPa)

（MPa)

（MPa)

221

373

－周囲環境温度

5.3 設計用地震力
耐震評価に用いる設計用地震力を表 5－4 に示す。
「基準地震動Ｓｓ」による地震力は，「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に基づく。

表 5－4 設計用地震力（重大事故等対処設備）
固有周期

弾性設計用地震動Ｓｄ(ｓ)又は静的震度

据付場所及び床面高さ(m)

水平方向

鉛直方向

原子炉建屋

基準地震動Ｓｓ

水平方向

鉛直方向

水平方向

鉛直方向

設計震度

設計震度

設計震度

設計震度

－－

CＨ=1.34

CＶ=1.01

注記 ＊1：基準床レベルを示す。

NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1＊2：固有値解析より 0.05 秒以下であり剛であることを確認した。

13

5.4 計算方法
5.4.1 応力の計算方法
5.4.1.1 基礎ボルトの計算方法
基礎ボルトの応力は，地震による震度により作用するモーメントによって生じる引張力とせん断力について計算する。
転倒方向

ｍ･(ＣＶ －1)･gｍ･ＣＨ･gｈ1
NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

転倒支点となるボルト列引張りを受けるボルト列

転倒支点1122（ 1≦ 2）
図5－1 計算モデル(直立形 正面方向転倒－2 (1－ＣＶ)＜0の場合)

14

転倒方向ｍ･(ＣＶ －1)･gｍ･ＣＨ･g

転倒支点となるボルト列

ｈ1

引張りを受けるボルト列

転倒支点

1NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

122（ 1≦ 2）
図5－2 計算モデル(直立形 側面方向転倒－2 (1－ＣＶ)＜0の場合)(1) 引張応力
基礎ボルトに対する引張力は，最も厳しい条件として，図5－1及び図5－2で最外列の基礎ボルトを支点とする転倒を考え，これを片側の最外列の基礎ボルトで受けるものとして計算する。

引張力（Ｆｂ）
計算モデル図5－1及び図5－2の場合の引張力
ｍ・g・ＣＨ・ｈ1 －ｍ・g ・(１－ＣＶ)・ 2
Ｆｂ＝ｎf・( 1＋ 2)(5.4.1.1.1)

引張応力（σｂ）
Ｆｂ
σｂ＝Ａｂ(5.4.1.1.2)

ここで，基礎ボルトの軸断面積Ａｂは次式により求める。
πＡｂ＝ ・ｄ２
4(5.4.1.1.3)

15

(2) せん断応力
基礎ボルトに対するせん断力は，基礎ボルト全本数で受けるものとして計算する。

せん断力（Ｑｂ）
a.

直立形の場合Ｑｂ ＝ ｍ・g・ＣＨ

b.

(5.4.1.1.4)

壁掛形の場合Ｑｂ1＝ ｍ・g・ＣＨ(5.4.1.1.5)

Ｑｂ2＝ ｍ・g・（1＋ＣＶ）
Ｑｂ ＝

2(Ｑｂ1) ＋(Ｑｂ2)(5.4.1.1.6)
2(5.4.1.1.7)

せん断応力（τｂ）
Ｑｂτ ｂ＝ｎ・Ａｂ

NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1(5.4.1.1.8)

16

5.5 計算条件
5.5.1 基礎ボルトの応力計算条件
応力計算に用いる計算条件は，本計算書の【原子炉水位（ＳＡ広帯域）の耐震性についNT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1ての計算結果】の設計条件および機器要目に示す。

17

5.6 応力の評価
5.6.1 ボルトの応力評価
5.4.1.1 項で求めた基礎ボルトの引張応力σｂは次式より求めた許容引張応力 fｔｓ以下であること。ただし，ƒｔｏ は下表による。
ｔｓ＝Min[1.4・ ｔｏ－1.6・τｂ，ｔｏ](5.6.1.1)

せん断応力τｂはせん断力のみを受ける基礎ボルトの許容せん断応力 ƒｓｂ 以下であること。ただし，ƒｓｂ は下表による。
弾性設計用地震動Ｓｄ
又は静的震度による荷重との組合せの場合
許容引張応力NT2 補① Ⅴ-2-6-5-14 R1

fｔo
許容せん断応力fｓb

基準地震動Ｓｓによる荷重との組合せの場合＊Ｆ・1.52Ｆ2ＦＦ・1.5＊

1.5・ 3・1.5

181.5・ 3・1.56.

機能維持評価6.1 電気的機能維持評価方法
原子炉水位（ＳＡ広帯域）の電気的機能維持評価について，以下に示す。
なお，評価用加速度は「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に基づき設定する。
原子炉水位（ＳＡ広帯域）の機能確認済加速度は，「Ｖ-2-1-9 機能維持の基本方針」に基づき，同形式の検出器単体の正弦波加振試験において電気的機能の健全性を確認した評価部位の加速度を適用する。
機能確認済加速度を表 6－1 に示す。

表 6－1 機能確認済加速度
評価部位方向水平

原子炉水位（ＳＡ広帯域）

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

鉛直19（×9.8 m/s2）
機能確認済加速度

7.

評価結果

7.1 重大事故等対処設備としての評価結果
原子炉水位（ＳＡ広帯域）の重大事故等時の状態を考慮した場合の耐震評価結果を以下に示す。発生値は許容限界を満足しており，設計用地震力に対して十分な構造強度及び電気的機能を有していることを確認した。

(1) 構造強度評価結果
構造強度評価の結果を次頁以降の表に示す。

(2) 機能維持評価結果

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

電気的機能維持評価の結果を次頁以降の表に示す。

20

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1【 原 子 炉 水 位 （ Ｓ Ａ 広 帯 域 ）（ LT-B22-N010)の 耐 震 性 に つ い て の 評 価 結 果 】
1. 重 大 事 故 等 対 処 設 備
1.1 設 計 条 件
弾性設計用地震動Ｓｄ又は静的震度

固有周期（s)機 器 名 称据付場所及び床面高さ
（m）

設備分類

常設耐震／防止
常設／緩和

原子炉水位（ＳＡ広帯域）

水平方向

水平方向

鉛直方向

水平方向

鉛直方向

設計震度

設計震度

設計震度

設計震度

――

ＣＨ＝1.34

ＣＶ＝1.01

鉛直方向

原子炉建屋ｍ（kg)材

h1（mm)

12（mm)（mm)

Ａb（mm2)

ｎｎf

基礎ボルト

421材

基礎ボルト

Ｓｙ（MPa)Ｓｕ（MPa)Ｆ（MPa)Ｆ（MPa)

221

373－

261

1.3 計 算 数 値
1.3.1 ボ ル ト に作用する力材

基礎ボルト

弾性設計用地震動
Ｓｄ又は静的震度

弾性設計用地震動
Ｓｄ又は静的震度

基準地震動
Ｓｓ

－

左右方向

（単位：N)
Ｑb

Ｆb部

転倒方向

＊部

周囲環境温度（℃）

注記 ＊1：基準床レベルを示す。
＊2：固有値解析より 0.05 秒以下であり剛であることを確認した。

1.2 機 器 要 目
1.2.1 基 礎 ボ ル ト部

基準地震動Ｓｓ

基準地震動Ｓｓ

弾性設計用地震動
Ｓｄ又は静的震度

基準地震動ＳｓNT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1

1.4 結 論1.4.1 ボ ル ト の応力（単位：MPa)
弾性設計用地震動Ｓｄ又は静的震度部

材

基礎ボルト

材 料

算出応力

許容応力

算出応力

許容応力

引張り－－

σb＝36

fｔs＝156＊

せん断－－

τb＝5

fｓb＝120

SS400

すべて許容応力以下である。

注記＊： ｔｓ＝Min[1.4・ ｔｏ－1.6・τｂ，（×9.8 m/s2)

1.4.2 電気的機能維持の評価結果

原子炉水位（ＳＡ広帯域）

基準地震動Ｓｓ

応 力

評価用加速度

機能確認済加速度

水平方向

1.113.00

鉛直方向

0.842.00

22

評価用加速度（1.0ZPA）はすべて機能確認済加速度以下である。

ｔｏ]より算出

NT2 補② Ⅴ-2-6-5-23 R1E

2

1

転倒方向（ 1≦ 2）

ｈ1

ｈ1

23
基礎ボルト

基礎ボルト

1

正面（左右方向）2

側面（前後方向）