東海第二発電所
外部からの衝撃による損傷の防止（竜巻）

平成29年8月9日
日本原子力発電株式会社
本資料のうち，の内容は商業機密又は防護上の観点から公開できません。

1目次
１．東海第二発電所の竜巻影響評価方針..........................................................3
２．竜巻影響評価の対象施設の抽出....................................................................4
３．設計竜巻の設定......................................................................................................7３ー１. 竜巻検討地域（ＴＡ）の設定......................................................................8３ー２. 基準竜巻の最大風速（ＶＢ）の設定.......................................................9３ー３. 設計竜巻の最大風速（ＶＤ）の設定.....................................................10
４．竜巻影響評価.........................................................................................................11４−１. 設計荷重の設定........................................................................................11４−２. 評価対象施設の防護設計方針...........................................................17４−３. 竜巻防護対策.............................................................................................19
５．外部事象に対する津波防護施設等の防護方針.......................................20
５−１. 外部事象に対する津波防護施設等の機能維持...........................21

2１．東海第二発電所の竜巻影響評価方針
原子力規制委員会の定める「実用発電用原子炉及びその附属施設の位置，構造及び設備の基準に関する規則」第六条において，外部からの衝撃による損傷の防止として，「安全施設は，想定される自然現象（地震及び津波を除く。）が発生した場合においても安全機能を損なわないものでなければならない」としており，敷地周辺の自然環境を基に想定される自然現象の一つとして，竜巻の影響を挙げている。
発電用原子炉施設の供用期間中に極めてまれに発生する突風，強風を引き起こす
自然現象としての竜巻及びその随伴事象等によって発電用原子炉施設の安全性を損なわない設計であることを評価するため，「原子力発電所の竜巻影響評価ガイド」を参照し，竜巻影響評価を実施し，安全機能が維持されることを確認する。
東海第二発電所の竜巻影響評価での特有の事項は以下の項目がある。
① 東海第二発電所敷地外から飛来物の影響（近隣の一般国道，近隣施設及び東海発電所（廃止措置中））② 飛散評価の竜巻風速場モデルへのフジタモデルの適用

3

２．竜巻影響評価の対象施設の抽出
竜巻影響評価の評価対象施設は，図2-1にしたがい，表2-1のとおり抽出した。
・ディーゼル発電機吸気フィルタ

発電所内の構築物，系統及び機器・ディーゼル発電機室ルーフベントファン
・中央制御室換気系冷凍機

屋外施設

・海水ポンプ室内設備
・非常用ガス処理系排気配管

その他の施設

竜巻防護施設建屋，構築物（クラス１，２設備）

・排気筒（クラス１，２以外の設備）

・原子炉建屋
竜巻防護施設内包する施設建屋，構築物
屋外施設

竜巻防護施設をに内包される

内包する施設建屋，構築物

左記以外の・使用済燃料乾式貯蔵建屋
・軽油貯蔵タンクタンク室

建屋，構築物

竜巻防護施設・中央制御室換気系隔離弁
屋内の施設で外気と繋がっている施設

YES

・タービン建屋

外気と，ファン （ダクト含む）
・ディーゼル発電機室換気系ダクト
・原子炉建屋換気系隔離弁，ダクト繋がっている施設

・中央制御室換気系ファン・非常用電源盤

竜巻防護施設NOに波及的影響をNO外殻となる施設による防護機能が期待できない施設

及ぼし得る施設・機械的影響構造健全性

・機能的影響の確認

外殻・サービス建屋

NO
倒壊により，竜巻防護施設を機能喪失させる可能性がある施設

できない配置

竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設

YES

評価対象外

・使用済燃料プール

・使用済燃料乾式貯蔵容器

防護機能を期待評価対象施設・非常用ガス再循環系設備

・燃料プール冷却浄化系真空破壊弁

YESとなる施設の・非常用ガス処理系設備

評価対象施設評価対象施設評価対象外

・鋼製防護壁・海水ポンプ室・排気筒・ディーゼル発電機排気消音器

屋外に設置されている
竜巻防護施設の附属施設

・ディーゼル発電機附属設備配管
・海水ポンプ室内設備附属配管（ Page.6条(竜巻)-1-3参照）

図2-1

評価対象施設の抽出フロー（ Page.6条(竜巻)-1-4,10参照）

表2-1

評価対象施設4

２．竜巻影響評価の対象施設の抽出
竜巻影響評価の評価対象施設のうち，竜巻防護施設の配置図を図2-2に示す。

図2-2

竜巻防護施設（屋外施設）の配置図

5

２．竜巻影響評価の対象施設の抽出
竜巻影響評価の評価対象施設のうち，竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設の配置図を図2-3に示す。

図2-3

竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設の配置図

6３．設計竜巻の設定
竜巻影響評価に用いる設計竜巻は，図3-1にしたがって設定した。

竜巻検討地域の設定
東海第二発電所が立地する地域及び竜巻発生の観点から東海第二発電所が立地する地域と気象条件が類似の地域を基に設定

基準竜巻の最大風速（ＶＢ）の設定
竜巻検討地域における竜巻の発生頻度や最大風速の年超過確率等を参照し，最大風速を設定

設計竜巻の最大風速（ＶＤ）の設定
サイト特性等を考慮して必要に応じてＶＢの割増し等を行い最大風速を設定

設計竜巻の特性値の設定
ＶＤ等に基づいて移動速度，気圧低下量等の特性値を設定

竜巻検討地域：総観場の気象条件に基づく福島県〜沖縄県の太平洋沿岸（竜巻の個数及び単位面積当たりの発生数の多いエリア）
領域面積（km ２ ）

51.5 年間に領域内で発生した個数

単位面積当たり発生数（個／年／km ２ ）総観場の気象条件に基づく竜巻検討地域ＴＡ １

57,000300

1.02×10 − ４

竜巻集中地域に基づく竜巻検討地域ＴＡ ２

7,900

400.98×10 − ４

基準竜巻の最大風速(ＶＢ）：過去最大竜巻の最大風速 92 m／s
過去最大竜巻による最大風速
Ⅴ Ｂ １ （m／s）

ハザード曲線による最大風速
Ⅴ Ｂ ２ （m／s）

9280

東海第二発電所の設計竜巻の最大風速ⅤＤの設定においては，地形効果の影響による竜巻の増幅を考慮する必要はないと考えるが，現状では竜巻の観測数等のデータが十分とまでは言い切れず不確実性があることを考慮し，設計竜巻の最大風速ＶＤは，基準竜巻の最大風速92m／sを安全側に切り上げた100m／sとする。

設計竜巻の最大風速
ＶＤ（m／s）

移動速度ＶＴ（m／s）

最大接線
風速
ＶＲｍ（m／s）

最大接線
風速半径
Ｒｍ（m）

最大気圧低下量ΔＰ ｍ ａ ｘ（hPa）

100

1585

3089

最大気圧低下率（ｄｐ/ｄｔ） ｍ ａ ｘ（hPa／s）（Page.6条(竜巻)-1-14参照）

図3-145設計竜巻の設定フロー
7

３．設計竜巻の設定
３−１．竜巻検討地域（ＴＡ）の設定
竜巻集中地域に基づく竜巻検討地域【局所的な地域性の観点】【気象条件の類似性の観点】〔Ⅲ〕竜巻集中地域に基づく竜巻検討地域ＴＡ
２ の設定〔Ⅰ〕気象総観場の分析
気象総観場毎の竜巻発生場所を整理

東海第二発電所は「ガイド（案）及びし，竜巻発生の観点から，東海第二発電所と類似の地域を抽出

解説」に記載の集中地域の1つに立地するため，竜巻集中地域に基づく竜巻検討地域ＴＡ ２ を設定する。

〔Ⅱ〕総観場の気象条件に基づく竜巻検討地
域ＴＡ １ の設定抽出した地域を対象に，竜巻の発生頻度を分析し，総観場の気象条件に基づく竜巻検討地域ＴＡ １ を設定する。

ＴＡ1.1〔Ⅳ〕竜巻検討地域ＴＡの設定

竜巻の発生する地点と竜巻が集中する19の地域〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕に基づき，竜巻の発生頻度を勘案し，竜巻検討地域ＴＡを設定する。

（Page.6条(竜巻)-1-20参照 ）（Page.6条(竜巻)-1-15参照 ）竜巻検討地域
竜巻個数と単位面積当たりの発生数の大きさによりＴＡ１を選定した。
低気圧

停滞前線

局所性降雨

季節風

その他（高気圧等）

台風

0%

50%

岩手県
宮城県
福島県
茨城県
千葉県
東京都
神奈川県
関東平野
栃木県
群馬県
埼玉県
太平洋岸南
静岡県
愛知県
三重県
和歌山県
徳島県
高知県
宮崎県
鹿児島県
沖縄県
九州北西
熊本県
長崎県
佐賀県
福岡県
大分県
瀬戸内海
山口県
愛媛県
香川県
大阪府
岡山県
広島県
日本海側
島根県
鳥取県
兵庫県
京都府
福井県
石川県
富山県
新潟県
山形県
秋田県
青森県
北海道 西：宗谷〜檜山
南：日高〜渡島
東：網走〜十勝
内陸
山梨県
長野県
岐阜県
滋賀県
奈良県

各都道府県の竜巻の発生要因比率

竜巻検討地域内で発生が確認された竜巻個数と単位面積当たり発生個数

東海第二発電所の立地地域の地域性
・台風起因の竜巻の発生

100%

太平洋岸東

竜巻検討地域候補ごとの竜巻個数と単位面積当たり発生個数領域

領域面積(km２ )

51.5 年間に領 域内で発生 した個数

単 位面積当 たり発生数（ 個／年／ km ２ ）0.98E-04

Ｔ Ａ １ ．１①

福 島県〜神 奈川県

7,90040

Ｔ Ａ １ ．２

① 〜②福島県〜静 岡県

15,70068

0.84E-04

Ｔ Ａ １ ．３

① 〜③

福 島県〜和 歌山県

23,4001040.86E-04

Ｔ Ａ １ ．４

① 〜④

福島県〜高 知県

28,6001380.94E-04

Ｔ Ａ １ ．５

① 〜⑤

福 島県〜鹿 児島県46,700194

0.81E-04

Ｔ Ａ １ ．６

① 〜⑥

福 島県〜 沖縄県

57,000300

1.02E-04

Ｔ Ａ １ ．７

① 〜⑦

福 島県〜九 州全県

79,700337

0.82E-04

Ｔ Ａ １ ．８

① 〜⑥,⑧宮城県〜沖 縄県

59,700302

0.98E-04（Page.6条(竜巻)-1-17,19参照 ）領域面積（km２）

51.5 年間に領域内で発生した個数

単位面積当たり発生数（個／年／km２ ）総観場の気象条件に基づく竜巻検討地域ＴＡ １57,000

300

1.02×10−４

竜巻集中地域に基づく竜巻検討地域ＴＡ２

7,900

40

0.98×10−４

竜巻検討地域

範囲図（Page.6条(竜巻)-1-21参照 ）8

３．設計竜巻の設定
３−２．基準竜巻の最大風速（ＶＢ）の設定
竜巻影響エリア

過去に発生した竜巻による最大風速（ＶＢ１）
気象庁の「竜巻等の突風データベース」に基づき，竜巻検討地域内で過去（1961年1月〜2012年6月）に発生した竜巻のうち最大であるＦ３スケールにおける風速は70m／s〜92m／sである
ことから，過去に発生した竜巻による最大風速ⅤＢ１を92m／sとする。

（Page.6条(竜巻)-1-22参照）
竜巻最大風速のハザード曲線による最大風速（ＶＢ２）（Page.6条(竜巻)-1-32参照）（Page.6条(竜巻)-1-23参照）
基準竜巻の最大風速（ＶＢ）

1.E+00

竜巻最大風速のハザード曲線による最大風速の評価結果
陸4‐5㎞
陸2‐3㎞
陸0‐1㎞全10㎞幅

超過確率（/年）

ＶＢ＝92（m／s）

陸3‐4㎞
陸1‐2㎞
海1‐0㎞

ハザード曲線の算定範囲

1.E‐01

年超過確率 10−５ での最大風速

1.E‐02
1.E‐03

竜巻検討地域全域（10km 幅）

73m／s

1km 幅ごとの最大80m／s（陸側 3−4km）

1.E‐04
1.E‐05
1.E‐06
1.E‐07
4050

60

7080
90
風速（m/s）

100110120

1.E‐01
1.E‐02

1.E+0030

超過確率（/年）

130（Page.6条(竜巻)-1-36参照）

過去最大竜巻による最大風速
Ⅴ Ｂ１ （m／s）

ハザード曲線による最大風速
Ⅴ Ｂ２（m／s）

1.E‐039280

1.E‐06

1.E‐04
1.E‐05

1.E‐07

ＶＢの年超過確率
4.1×10-6(1/y)

3040

4.1×10 − ６ ／年

5060708090風速（m/s）

10011012013092m／s（Page.6条(竜巻)-1-40参照）

9３．設計竜巻の設定
３−３．設計竜巻の最大風速（ＶＤ）の設定
設計竜巻の最大風速（ＶＤ）の設定(1) 地形効果による竜巻風速への影響
角運動量の保存側より、基本的に竜巻の渦が上り斜面を移動する時渦は弱まり，下り斜面を移動する時には強まる。
(2) 東海第二発電所の敷地周辺における地形と竜巻風速への影響
敷地周辺は，最大でも標高40 m程度のなだらかな地形であり，竜巻渦の旋回強度に影響を及ぼすと考えられるマイ
クロスケール（数百m）規模の起伏は認められないことから，地形効果による竜巻の増幅の可能性は低い。
東海第二発電所の設計竜巻の最大風速ⅤＤの設定においては，地形効果の影響による竜巻の増幅を考慮する必要はないと考えるが，現状では竜巻の観測数等のデータが十分とまでは言い切れず不確実性があることを考慮し，設計竜巻の最大風速ＶＤは，基準竜巻の最大風速92m／sを安全側に切り上げた100m／sとする。

設計竜巻の最大風速（ＶＤ） 100m／s（Page.6条(竜巻)-1-43参照）

３−４．設計竜巻の特性値
設計竜巻の最大風速
ＶＤ（m／s）

移動速度ＶＴ（m／s）

最大接線風速ＶＲｍ（m／s）

最大接線風速半径Ｒｍ（m）

最大気圧低下量※ΔＰｍａｘ（hPa）

100

1585

3089※ フジタモデルを包絡し、計算に解析を要せず算出が容易なランキン渦モデルの数値を使用

最大気圧低下率※（ｄｐ/ｄｔ）ｍａｘ（hPa／s）
45（Page.6条(竜巻)-1-45参照）

10

４．竜巻影響評価
４−１．設計荷重の設定
設計竜巻荷重の設定
上記特性値を踏まえ、以下の３種の荷重を設定。（ガイドに例示される式に準拠）(1) 風圧力による荷重の設定
ＷＷ＝ｑ・Ｇ・Ｃ・Ａ
ｑ：設計用速度圧（＝（1／2）・ρ･ＶＤ２）
Ｇ：ガスト影響係数（＝1.0）
Ｃ：風力係数（施設の形状や風圧力が作用する部位（屋根，壁等）に応じて設定）
Ａ：施設の受圧面積（ Page.6条(竜巻)-1-48参照）(2) 気圧差による荷重の設定
ＷＰ＝ΔＰｍａｘ・ＡΔＰｍａｘ：最大気圧低下量
Ａ：施設の受圧面積（Page.6条(竜巻)-1-49参照）(3) 設計飛来物による衝撃荷重の設定
設計竜巻の最大風速100m／sによる設計飛来物の衝撃荷重は，砂利と比べ運動エネルギが大きくなる鋼製材の衝突方向及び衝突面積を考慮し，鋼製材が評価対象施設に衝突した場合の影響が大きくなる衝突方向で算出する。
[設計飛来物]
設計飛来物は，現場調査結果を踏まえ，飛来物防護対策として設置する設備の規模と固縛等の飛来物発生防止対策を要する物品の物量のバランスを考えて鋼製材を設定した。（次項参照）

東海第二発電所の設計飛来物
飛来物の種類

砂利

鋼製材

長さ×幅×高さ

長さ×幅×高さ

0.04×0.04×0.04

4.2×0.3×0.2質量（㎏）

0.18

135

最大水平速度（m／s）

6251

最大鉛直速度（m／s）

4234

サイズ（m）（Page.6条(竜巻)-1-57参照）

11

４．竜巻影響評価
４−１．設計荷重の設定
設計飛来物の設定
設計飛来物の設定は，以下のフローにしたがって設定する。
発 電 所 敷 地 内 外 の物 品 ※ １※１ ：発 電 所敷 地内 及び 周辺 の 現地 調 査等 を踏 ま え抽出(1/2 より)Ａ

頑健に固定 さ れ て い る か(ボ ル ト 等 )ＤＣ

設計飛来物ⅠYES

飛来 物源 とな らな いNO

損 傷 する が飛 散 し な い 物品 であ る か(樹 木 ， ﾌｪﾝｽ， ｼｬｯﾀｰ等 )Ｂ

YES（ 添 付 資 料 9 別 紙 9-1）

NO

設計飛来物
候補②

設計飛来物
候補①及び②

設計飛来物
候補①「鋼製材」

設計飛来物Ⅰに対する防護設備の立案

飛来物源
設計飛来物候補①：

現 地 調 査 と 「 竜 巻 評 価 ガイ ド 」 の 飛 来 物 設定 例

鋼製材を基 に 飛 来 物 と な る 可 能 性 が あ る もの を 抽出
・設 備対策 の規模と ，固縛等の 飛来物 発生防止 対該当 物品：

策 を 要 す る 物 品 の 物 量 と のバ ラ ン ス を 踏 ま え 選

防 護 設 備 を 通 過 で き な い物 品

YES（ 添 付 資 料 9 別 紙 9-1）

NO

該当物品：
竜巻防護施 設から十分な離隔距離が ある物品

【飛 散 評 価 の 実 施 】
飛散するかYES

横滑りによりな，し影響
竜 巻 防護 施 設 へ 影 響 を
及 ぼ し得 る か

1NO1

該 当 物品 ： 竜 巻 防 護 施 設 と 近 接 し て い る 物 品

NO

設 計 飛 来 物 Ⅰに対 す る 防 護 設備 で対処でき るか(寸 法 等 )YES

設 計 飛来 物と し て 設定 し ない

被害 事 例 を 参 照 す る と ，設 計 飛 来 物 候補 ①に 包 絡 され ると考えら れるか(屋 根 ， ガ ラ ス 窓 等)

設 計 飛 来 物 と して 設 定 し な い定。

NO
該当物品： 防護設備の 隙間よ りも小さい断面 を有する 物品

竜 巻 防 護 施 設に衝 突 し た 場 合 ， 機能 喪 失 のおそ れがあるか

YES

YESNO
YES

飛来 物発生防止 対策（固 縛等）をす るか
運 動 エネ ル ギ が設計 飛 来 物 候 補 ① よ り
大きいか

1YES1

NO

竜 巻 防 護 施 設ま で到達 す る かNO

一 般 道 の 車 両等
・上記 の防 護設備 を通過 する可 能

飛 来 物 発 生 防 止 対策
（ 固 縛 等 ） が可 能か性の ある 物品 のうち， 竜巻防 護

YESNO
貫 通 力が設 計 飛 来 物 候補 ① よ り
大 き いか

飛 来 物 発 生 防 止 対策を 施 すか

1YES1

棒状YES

設計飛来物 候補②の運動エネル ギ，貫通力がと もに設計飛来物 候補①を上回るかNO(2/2 へ)Ｃ（設計条 件の追加）

主な飛来物源NOＢ

防護 設備設計の 見直し

品と して 設定NO

設計飛来物候補②

YES

施設 に影 響の ないもの の代表 物

YES

1NO1

ＡNO

設計飛来物Ⅱ：砂利

該当物品：YESＤ

板状

塊状・バリケード

・樹脂製蓋

・鋼製蓋・ドラム缶

・仮設電源・フォークリフト

・鋼製ステップ・ベンチ（常設）

・コンクリート製蓋

・ベンチ（仮設）

・消防車

・建設機械

・バイク，自転車・コンクリート製ブロック

・樹木（倒木，・マンホール蓋

・足場板，足場枠

・トラック

・運搬台車

・土のう・木片,木製品

伐採木），材木・グレーチング・パレット（鋼製）

・社用バス

・鋼製ボックス・自動販売機・プレハブ小屋・鉄骨・カーブミラー・パレット（木製，樹脂製）

・乗用車

・下駄箱

・ケーブルドラム・プラスチック容器

・鋼管

・看板，標識・時計・コンテナ

・カラーコーン・仮設トイレ

・什器類

・ボンベ

・鋼製敷板

・仮囲い板，・物置

・消火器

・オブジェ

・ホース，ケーブル類

・樹脂製パイプ

・鋼製スロープ

仮設フェンス

・洗濯機

・消火設備格納箱

・鋼製ブロック

・空調室外機（Page.6条(竜巻)-1-57参照）

12

４．竜巻影響評価
４−１．設計荷重の設定
設計飛来物の設定
設計飛来物以外の飛来物源に対する措置(1) 基本方針
設計飛来物以外の飛来物源については，設計竜巻の最大風速における衝突時の運動エネルギ又は貫通力が鋼製材を上回る飛来物源（コンテナ等）については飛来物発生防止対策（固縛，固定，移設（竜巻防護施設からの退避含む，撤去等）により，設計飛来物による影響を上回らないものとする。

(2) 発電所敷地外からの飛来物の影響
東海第二発電所の敷地近傍には，一般道や近隣施設があり，そこからの飛来物の影響が考えられる。
その影響範囲は，保守性を含めた解析により， 設
計飛来物よりも影響の大きな飛来物源の飛散距離が最大でも250m程度であることから，影響を受ける可能性の有る施設の構造や配置，分散配置等の配置方針，を考慮すると，施設の機能に影響を及ぼす可能性は低いと判断している。

(3) 東海発電所からの飛来物の影響
東海第二発電所に隣接する東海発電所（廃止措置中）からの飛来物の影響が考えられる。
東海発電所の廃止措置作業には，作業計画の工夫等により，飛来物を発生させないような配慮を行い，廃止措置側の規定等で管理することを考慮すると，東海第二発電所施設の機能に影響を及ぼす可能性は低いと判断している。

発電所敷地外からの飛来物の影響範囲（Page.6条(竜巻)-1-54〜56参照）

13

４．竜巻影響評価
４−１．設計荷重の設定
設計飛来物の設定
飛来物源の飛散評価の風速場モデルにフジタモデルを適用する。
【フジタモデルの適用】
東海第二発電所は，敷地近傍に一般道や近隣施設が存在することから，飛来物源の配置位置を考慮した上で，竜巻による飛来物化の影響度合いに対して浮上の有無の観点を含めて，より現実的に捉えることができるフジタモデルを飛散評価の風速場モデルとして適用した。
「フジタモデル」及び「ランキン渦モデル」の特徴及び飛散評価手法の比較」（Page.6条(竜巻)-2-別紙1-1参照）

14

４．竜巻影響評価
４−１．設計荷重の設定
設計飛来物の設定
飛来物源の飛散評価に用いる空力パラメータは以下のとおり算出する。

別表 2−1

物品の飛散解析に用いる空力パラメータは「竜巻影響評価ガイド」の参考文献(1)及び米国ＮＲＣの竜巻設計のための飛来物特性を与えるＮＵＲＥＧ-0800 (1996) (2)に引用されている文献(3)を参照し，下式により算出する。
CD A
mcc

物体の形状

CＤ1CＤ2CＤ3

塊状

2.0

2.02.0板状

1.2

1.22.0棒状

2.00.7（円形断面）
1.2（矩形断面）0.7（円形断面）1.2（矩形断面）(C D1 A1 C D 2 A2 C D 3 A3 )m

CＤ2 :2.0

ここで，CD Amm

空力パラメータ算出のための抗力係数：空力パラメータ(m２ ／kg)

A２：物品の質量(kg)A１CＤ2 :1.2

A２A３
CＤ3 :
2.0A３A１

CＤ1:2.0

CＤ1:1.2・A３ ＞A２ ,A１

A1 , A2 , A3 ： CD1 〜 C D3 を定義した各方向に対する見付面積 (m2 )塊状物体

CＤ3:2.0A２A１：係数（0.33）

CD1 ,CD 2 ,C D3 ：直交 3 方向における物品の抗力係数(別表 2−1 より選定)

CＤ2 :0.7（円形断面）:1.2（矩形断面）

板状物体

A３CＤ 3:0.7（円形断面）:1.2（矩形断面）

CＤ1:2.0・円形断面の場合，A2,A 3 は「見付面積（直径×長さ）」

棒状物体

参考文献
（1）東京工芸大学 (2011) : 平成21〜22年度原子力安全基盤調査研究（平成22年度） 竜巻による原子力施設への影響に関する調査研究，独立行政法人原子力安全基盤機構（2）US-NRC: “3.5.1.4 MISSILE GENERATED BY NATURAL PHENOMENA,” StandardReview Plan, NUREG-0800, 1996.
（3）E.Simiu, M. Cordes:“Tornado-Borne Missile Speeds,”NBSIR76-1050,National Bureau of Standards, Washington D.C.,1976.

（Page.6条(竜巻)-1-添付資料-9 別紙-2-1〜3 参照）

15

４．竜巻影響評価
４−１．設計荷重の設定
設計竜巻荷重の組合せ
竜巻影響評価に用いる設計竜巻荷重は，設計竜巻による風圧力による荷重（ＷＷ），気圧差による荷重（ＷＰ），及び設計飛来物による衝撃荷重（ＷＭ）を組み合わせた複合荷重とし，以下の式によって算出する。
ＷＴ１＝ＷＰ
ＷＴ２＝ＷＷ＋0.5ＷＰ＋ＷＭ
ＷＴ１，ＷＴ２：設計竜巻による複合荷重
ＷＷ：設計竜巻の風圧力による荷重
ＷＰ：設計竜巻の気圧差による荷重
ＷＭ：設計飛来物による衝撃荷重
なお，複合荷重ＷＴ２の算出は，ＷＷ，ＷＰ及びＷＭの作用方向が同一となるように扱うこととしており，ランキン渦モデルベースのＷＰを用いることは，複合荷重としても保守側になる。
（Page.6条(竜巻)-1-58〜59参照）

設計竜巻荷重と組み合わせる荷重
設計竜巻荷重と組み合わせる荷重は，以下のとおりとする。
(1) 評価対象施設に常時作用する荷重
対象荷重：自重，死荷重及び活荷重(2) 竜巻以外の自然現象による荷重
竜巻と同時に発生する可能性のある自然現象（雷，雪，雹及び大雨）の組合せによる荷重は設計竜巻荷重に包絡されるため、対象なし。
(3) 設計基準事故時荷重
設計竜巻と設計基準事故は独立事象であり，同時に発生する頻度は十分小さいことから、組合せは考慮しない。
（Page.6条(竜巻)-1-59〜60参照）

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４．竜巻影響評価
４−１．設計荷重の設定
設計竜巻による荷重に対する竜巻風速場モデルの適用方針
東海第二発電所の設計竜巻による荷重算出における竜巻風速場モデルの適用方針は以下のとおりである。
(1) 設計竜巻の風圧力による荷重（ＷＷ） ： 竜巻風速場モデルに依存しない。
(2) 設計竜巻の気圧差による荷重（ＷP） ： ランキンモデルでの評価式を採用。下記参照
ＷＰの設定においては，ＷＭの方針に合わせフジタモデルを用いる選択肢も取り得るが，上記方針を踏まえた以下の理由により，ランキン渦モデルに基づく「竜巻影響評価ガイド」に示される評価式を採用した。
・ 右図に示すとおり，ランキン渦モデルの気圧低下量の分布がフジタモデルの分布を包含するため，保守性を確保出来る。
・ フジタモデルによる気圧低下量の計算には計算機を用いた数値解析が必要で，第３者による作業を要するが，上記の評価式に基づく計算は，事業者自身が手計算で容易に実施可能。
・ 複合荷重ＷＴ２の算出は，ＷＷ，ＷＰ及びＷＭの作用方向が同一となる様に扱うこととしており，ランキン渦モデルベースのＷＰを用いることは，複合荷重としても保守側になる。
(3) 設計飛来物による衝撃荷重（ＷM）： 飛散評価の風速場モデルは「フジタモデル」を採用。 （前述）
設計飛来物である鋼製材の設定値は，保守的な「竜巻影響評価ガイド」の値を用いており，実質的な構造健全性の評価においてフジタモデルの数値を用いる箇所はない。
（Page.6条(竜巻)-2-別紙2-1〜2参照）

設計竜巻（ＶＲｍ：85m／s）における圧力分布17４．竜巻影響評価
４−２．評価対象施設の防護設計方針(1)竜巻防護施設のうち，外殻となる施設により防護される施設（外気と繋がっている施設を除く）
竜巻防護施設のうち，外殻となる施設による防護される施設（外気と繋がっている施設を除く。）は，建屋，構築物の外殻となる防護機能により設計荷重に対して影響を受けない設計とする。
（Page.6条(竜巻)-1-62参照）(2)竜巻防護施設のうち，外殻となる施設による防護機能が期待できない施設
外殻となる施設（建屋，構築物）に内包される竜巻防護施設のうち，外殻となる施設が設計竜巻の影響により健全性が確保されず，貫通又は裏面剥離が発生し安全機能を損なう可能性がある場合には，施設の補強，竜巻飛来物防護対策設備又は固縛等の飛来物発生防止対策による竜巻防護対策を実施することにより，安全機能を損なわない設計とする。

（Page.6条(竜巻)-1-66〜67参照）(3)竜巻防護施設のうち，屋内の施設で外気と繋がっている施設及び屋外施設＜外殻となる施設に内包され防護される竜巻防護施設のうち，外気と繋がる施設＞
外殻となる施設に内包され防護される竜巻防護施設のうち，外気と繋がる施設は，設計荷重の影響を受けても，安全機能を損なわない設計とする。
（Page.6条(竜巻)-1-65参照）＜屋外施設＞
屋外の竜巻防護施設は，設計荷重による影響により安全機能を損なわない設計とする。安全機能を損なう場合には防護ネット等の竜巻飛来物防護対策設備又は固縛等の飛来物発生防止対策による竜巻防護対策を実施することにより，安全機能を損なわない設計とする。
（Page.6条(竜巻)-1-62〜64参照）

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４．竜巻影響評価
４−２．評価対象施設の防護設計方針(4)竜巻防護施設を内包する施設
竜巻防護施設を内包する施設は，設計荷重に対して，構造骨組の構造健全性が維持されるとともに，屋根，壁，開口部（扉類）の破損により内包される竜巻防護施設が安全機能を損なわない設計とする。また，設計飛来物の衝突に対しては，貫通及び裏面剥離の発生により内包される竜巻防護施設が安全機能を損なわない設計とする。
（Page.6条(竜巻)-1-64参照）(5)竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設
竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設については，設計荷重による影響を受ける場合においても，竜巻防護施設に影響を及ぼさないよう，設備又は固縛等の飛来物発生防止対策による竜巻防護対策を実施することにより，竜巻防護施設の安全機能を損なわない設計とする。
（Page.6条(竜巻)-1-67〜69参照）【貫通評価】
設計竜巻荷重による構造健全性評価とは別に、竜巻飛来物による貫通損傷についても評価。
・ 鋼板部位 ： ＢＲＬ式による簡易評価 又は，ＦＥＭ解析による詳細評価「タービンミサイル評価について（原子炉安全専門審査会）」中の，鋼板に対する貫通厚さ算出式

・ コンクリート部位： Degen式（貫通），Chang式（裏面剥離），修正NDRC式による簡易評価 又は ＦＥＭ解析による詳細評価
飛来物の衝突に対する評価として，ＮＥＩ07-13及び米国ＮＲＣの基準類に記載の算定式

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４．竜巻影響評価
４−３．竜巻防護対策
竜巻防護対策飛来物防護対策
設計飛来物の衝突によって損傷する可能性がある竜巻防護施設については，飛来物防護対策（竜巻防護ネット，防護鋼板）を設置する。

（Page.6条(竜巻)-1-添付8-1参照）

飛来物防護対策例のイメージ図

飛来物発生防止対策
設計飛来物の影響（運動エネルギ，貫通力）を超え，かつ竜巻防護施設まで到達し得る範囲に配置される飛来物源に対しては，飛来物発生防止対策 （ 固縛，固定，移設，撤去等） を実施する。

緊張固縛

余長付き固縛(通常時）

固縛対策のイメージ図

車両の移設（退避）エリア図（Page.6条(竜巻)-1-添付8 別紙-2-2参照）

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４．竜巻影響評価
４−３．竜巻防護対策
飛来物発生防止対策手法の選定（Page.6条(竜巻)-1-添付8-別紙2-2参照）

21５．外部事象に対する津波防護施設等の防護方針
５−１．外部事象に対する津波防護施設等※の機能維持※ 津波防護施設，浸水防止設備，及び津波監視設備を津波防護施設等という。

外部事象に対する津波防護施設等に対する防護方針
防護方針の検討フロー(1) 津波防護施設等に対する防護に関する考え方
外部事象に対する津波防護施設等の機能維持のための対応の要否について以下のように整理した。

東海第二発電所において設計上考慮すべき外部事象随伴事象として津波が考えられるＮ

独立事象として津波が確率的に重畳し得るＹ※

Ｙ

当該事象による津波防護施設等の機能喪失モードがあるＮ※1：定量的に評価できないものを含む

Ｎ

Ｙ

設計で健全性を確保
（○※２）

対応不要
（―※２）

機能維持について設計上配慮（△※２）① 設計上考慮すべき事象が，津波もしくは津波の随伴，重畳が否定できない事象に該当するかを確認する。
定量的な重畳確率が求められない事象については，保守的にその影響を考慮する。
② 津波の随伴，重畳が否定できない場合は，当該事象による津波防護施設等の機能喪失モードの有無を確認する。機能喪失モードが認められる場合は，設計により健全性を確保する。
③ 津波の随伴，重畳が有意でないと評価される事象についても，東海第二発電所の防潮壁については，基準津波の高さや防護範囲の広さ等その重要性が高いことを鑑み，設計においては，これらの事象により機能喪失に至らない，もしくは損傷防止が困難な事象においては敷地高さを超える津波の襲来前に復旧が可能な構造について配慮する。

※2：「○」，「△」，「―」は，添付資料−2の別紙1の別表1−1における整理に対応している

外部事象に対する津波防護施設等の機能維持対応検討フロー図（Page.6条(竜巻)-1-添付2-別紙1-1〜2参照）

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５．外部事象に対する津波防護施設等の防護方針
５−１．外部事象に対する津波防護施設等※の機能維持
外部事象に対する津波防護施設等に対する防護方針
防護方針の検討フロー(1) 「竜巻」，「火山」以外の外部事象※に対する防護方針※ 地震，洪水，風（台風），凍結，降水，積雪，落雷，地滑り，生物学的事象，森林火災，高潮

これらの外部事象に対しては，津波との随伴もしくは重畳の可能性を否定できないため，荷重の重ね合わせのタイミングも考慮した上で設計への反映の要否を検討し，津波防護施設等への影響が考えられる事象については，設計により津波防護施設等の健全性を維持する。

(2) 「火山」の外部事象に対する防護方針
設計で想定する降下火砕物の給源の噴火と安全施設の中で最も低所に配置される海水ポンプを内包する海水ポンプ室壁頂部高さ（EL.+約6m)に等しい津波が重畳する年超過確率は，約8.6×10−８(1/y)であり，火山と津波の重畳は有意ではない。
したがって堆積した降下火砕物について適時除去が可能な構造とし，津波防護施設等の機能を喪失しないよう設計上配慮する。

(3) 「竜巻」の外部事象に対する防護方針
設計竜巻と安全施設の中で最も低所に配置される海水ポンプの設置高さ（EL.+約3m)に等しい
津波が重畳する年超過確率は約3.8×10−８(1/y)であり，竜巻と津波の重畳は有意ではない。
しかしながら，防潮壁は，基準津波の高さや防護範囲の広さ等その重要性が高いことに鑑み，設計においては，これらの事象により機能喪失に至らない，若しくは損傷防止が困難な事象においては，敷地高さを超える津波の襲来前に復旧が可能な構造について配慮する。
なお、飛来物源の飛散解析結果を鑑みると，設計飛来物以上のエネルギーを持って飛散する物品は，密度が低く実際には柔飛来物と考えられるものが主であるため，防潮壁の広範囲が大きく破壊され，大規模な復旧が必要となる可能性は高くないと考えられる。
また，仮に一区画（約14m)全体の取替えが必要となる様な損傷を想定したとしても，竜巻の襲来後に海水ポンプの設置高さを超える津波が重畳する確率が有意になるには発生間隔約2.7年が必要と評価されるため，復旧に要する期間（18か月（1.5年）以内と想定）は十分に確保可能と判断している。
（Page.6条(竜巻)-1-添付2-別紙1-2〜4参照）

防潮壁の概要図

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