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東海第二発電所
資料番号
提出年月日

工事計画審査資料
工認-971

改3

平成 30 年 9 月 14 日

OM1 ④ Ⅳ-3-1-1-3 R2
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R0

Ⅴ-2-3-3-2-3 シュラウドサポートの耐震性についての計算書

目次

OM1 ④ Ⅳ-3-1-1-3 R0
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1

1.

一般事項

11.1 記号の説明

11.2 適用基準

11.3 形状・寸法・材料

11.4 解析範囲

11.5 計算結果の概要

22.

計算条件

52.1 設計条件

52.2 運転条件

52.3 重大事故等時の条件

52.4 荷重の組合せ及び許容応力状態

52.5 材料

52.6 物性値

52.7 荷重の組合せと応力評価

52.8 許容限界

52.9 応力の記号と方向

63.

7外荷重の条件

3.1 死荷重73.2 地震荷重

74.

応力計算

74.1 応力評価点

74.2 内圧及び差圧による応力74.2.1 荷重条件（L01及びL02）

74.2.2 計算方法

74.3 外荷重による応力74.3.1 荷重条件（L04，L14及びL16）

74.3.2 計算方法

74.4 応力の評価

85.

8

応力強さの評価

5.1 一次一般膜応力強さの評価

8

5.2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価

86.

9

特別な評価

6.1 座屈に対する評価

96.1.1 計算データ

9目−1

96.1.3 圧縮応力

96.1.4 許容圧縮応力106.1.5 座屈に対する評価

11NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1

6.1.2 外荷重目−2

図表目次

3

図4-1 解析モデル12

表1-1 計算結果の概要

4

表5-1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ

13

表5-2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ

14

表6-1 座屈に対する評価

15

OM1 ④ Ⅳ-3-1-1-3 R0
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1

図1-1 形状・寸法・材料・応力評価点

目−3

1.

一般事項
本計算書は，シュラウドサポートの耐震性についての計算書である。
シュラウドサポートは，炉心支持構造物であるため，添付書類「Ⅴ-2-3-3-2-1 炉心支持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。

OM1 ④ Ⅳ-3-1-1-3 R0
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1R2記

号記 号 の 説 明

単 位Ａ

シュラウドサポートレグ1本当たりの断面積mm2

Ｂ

シュラウドサポートレグの幅mm

Ｃ

部材両端の拘束条件に対する座屈長さの係数

−

Ｆ

許容応力度

MPaｆｃ

許容圧縮応力MPaＩ

座屈軸についての断面二次モーメントmm4ｉ

座屈軸についての断面二次半径mm

シュラウドサポートレグの長さmm

座屈長さmmＴ

シュラウドサポートレグの板厚mm

Λ

限界細長比

−λ

有効細長比

−

ν

設計・建設規格 SSB-3121.1(3)a.におけるν

−ｋ

1.2 適用基準
適用基準は，「応力解析の方針」の 1.3 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。

1.4 解析範囲
解析範囲を図 1-1 に示す。

1

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。

注：以下，シュラウドサポートレグ，シュラウドサポートシリンダ，シュラウドサポート
プレート及び炉心シュラウド下部胴を，それぞれ「レグ」，「シリンダ」，「プレート」

OM1④Ⅳ-3-1-1-3 R0R0S3 ④Ⅳ-3-1-1-3
NT2 補③Ⅴ-2-3-3-2-3R1及び「下部胴」という。

2

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1

図1-1 形状・寸法・材料・応力評価点（単位：mm）

3

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2

表1-1(1) 計算結果の概要

部分及び材料

許容応力状態

一次一般膜応力強さ
（MPa）
応力許容値
応力評価面
強さ

一次一般膜＋一次曲げ応力強さ
（MPa）
応力許容値
応力評価面
強さ

4レグ

ⅢＡＳ128246P03 - P04

128369

P03 - P04

NCF600

ⅣＡＳ194334

P03 - P04

194501

P03 - P04

シリンダ

ⅢＡＳ

131

246

P07 - P08

131369P07 - P08

NCF600

ⅣＡＳ149334

P07 - P08

149

501

P07 - P08

プレート

ⅢＡＳ104246

P13 - P14104369P13 - P14

NCF600

ⅣＡＳ108334

P13 - P14

108

501

P13 - P14

下部胴ⅢＡＳ79

130

P17 - P1879

196

P17 - P18

SUS304L

ⅣＡＳ99

209

P17 - P1899313

P17 - P18

表1-1(2) 計算結果の概要

座屈に対する評価（MPa）
許容応力状態

圧縮応力

許容値

ⅢＡＳ124231

ⅣＡＳ193245

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 重大事故等時の条件
重大事故等時の条件を「応力解析の方針」の 4.3 節に示す。

2.4 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 3.4 節に示す。

OM1 ④ Ⅳ-3-1-1-3 R0
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2

2.5 材料
各部の材料を図 1-1 に示す。

2.6 物性値
物性値は，「応力解析の方針」の 3.3 節に示す。

2.7 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。

2.8 許容限界
許容限界は，「応力解析の方針」の 3.5 節に示す。

5

2.9 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。
σｔ：

周方向応力

σ ：

軸方向応力

σｒ：

半径方向応力σσｒσｔσσｒ
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1

σｔ6

3. 外荷重の条件
3.1 死荷重
シュラウドサポートの評価に用いる死荷重を「応力解析の方針」の 4.4.1 項に示す。

3.2 地震荷重
シュラウドサポートの評価に用いる地震荷重を「応力解析の方針」の 4.4.3 項に示す。

4. 応力計算
4.1 応力評価点
応力評価点の位置を図1-1に示す。

4.2 内圧及び差圧による応力4.2.1 荷重条件（L01及びL02）
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2
R1

各運転状態による内圧及び差圧を「応力解析の方針」の4章に示す。
計算は，最高使用圧力及び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
内圧及び差圧Ｐ12による応力の計算は，要素でモデル化したシュラウドサポー

トのＦＥＭモデルに内圧及び差圧を入力して求める。
応力計算の解析モデル及び仮定した境界条件（拘束条件）を図4-1に示す。シュラウド
サポートのモデル化範囲はシュラウドサポート，下部鏡板及び原子炉圧力容器スカートとする。
境界条件は，対称面で水平方向の変位を拘束し，支持条件は原子炉圧力容器スカートフランジ下面で，上下方向及び半径方向の変位を拘束されるものとする。
以上の計算は，解析コード「ＡＳＨＳＤ２−Ｂ」により行う。

4.3 外荷重による応力
4.3.1 荷重条件（L04，L14及びL16）
シュラウドサポートに作用する外荷重を「応力解析の方針」の4.4節に示す。

4.3.2 計算方法
外荷重による応力の計算は，4.2.2項と同様な計算方法にて求める。

7

4.4 応力の評価
各応力評価点で計算された応力は，応力を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。

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3.5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。

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2

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3.5節に示す許容値を満足する。

86.

特別な評価

6.1 座屈に対する評価
レグには，シュラウドサポートに作用する外荷重により，圧縮応力が生じる。したがって，これらの荷重の組合せにより発生する圧縮応力の評価を行う。

6.1.1 計算データ(1) 座屈長さ

ｋ＝Ｃ・ ＝ 0.7×

ｋ＝mm

ここで，Ｃ＝ 0.7mm：レグの長さ＝(2) 座屈軸についての断面二次半径 ｉＩ

OM1 ④ Ⅳ-3-1-1-3 R0
NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2ｉ＝

Ａ＝＝36.0844 mmここで，Ｉ：座屈軸についての断面二次モーメント＝1・Ｔ3・Ｂ＝12mm4

Ｔ：レグの板厚＝mm

Ｂ：レグの幅 ＝mm

Ａ：レグ1 本当たりの断面積mm2＝Ｔ・Ｂ＝(3) 有効細長比 λλ＝ki＝6.1.2 外荷重
シュラウドサポートに作用する外荷重を「応力解析の方針」の4.4節に示す。

6.1.3 圧縮応力
各許容応力状態においてレグに発生する最大圧縮応力は，応力評価面P03'-P04'での一次一般膜応力（σ ）に注目して，表6-1に示す。

9

6.1.4 許容圧縮応力
各許容応力状態における許容圧縮応力の計算は，設計・建設規格 SSB-3121を準用して計算する。
(1) 許容応力状態ⅢＡＳ
許容応力状態ⅢＡＳにおける許容応力度Ｆは，以下の3つの値のうち小さい方を用いる。
1.35・Ｓｙ＝ 261 MPa （供用状態Ａ及びＢの最高温度℃における値）

0.7 ・Ｓｕ＝ 350 MPa （供用状態Ａ及びＢの最高温度℃における値）

Ｓｙ＝ 245 MPa （室温における値）
したがって，許容応力度Ｆ＝ 245 MPaとする。
許容応力状態ⅢＡＳにおける許容圧縮応力ｆｃは，Ｆ＝ 245 MPaに対して次のように得られる。
限界細長比：Λ＝π2・Ｅπ2 ×＝0 .6・Ｆ
0 . 6×245

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1＝
ここで，Ｅ：縦弾性係数＝MPa℃における値）ゆえに，λ＜Λなのでｆｃは，
ｆｃ＝1.5× 1−0.4 ・ λ2・

Λ＝1.5× 1−0.4

ここで，ν＝1.5＋

＝1.5＋

λ2・3Λ

Ｆ
ν×245＝231 MPa
1.54576

22×3＝1.54576(2) 許容応力状態ⅣＡＳ
許容応力状態ⅣＡＳにおける許容応力度Ｆは，以下の3つの値のうち小さい方を用いる。
1.35・Ｓｙ＝ 261 MPa （供用状態Ａ及びＢの最高温度℃における値）

0.7 ・Ｓｕ＝ 350 MPa （供用状態Ａ及びＢの最高温度℃における値）

1.2 ・Ｓｙ＝ 294 MPa （室温における値）
したがって，許容応力度Ｆ＝ 261 MPaとする。
許容応力状態ⅣＡＳにおける許容圧縮応力ｆｃは，Ｆ＝ 261 MPaに対して次のように得られる。

10限界細長比：Λ＝π2・Ｅ
π2 ×＝
0 . 6×261
0 .6・Ｆ＝
ここで，Ｅ：縦弾性係数＝MPa℃における値）ゆえに，λ＜Λなのでｆｃは，
ｆｃ＝1.5× 1−0.4 ・ λ2・Λ＝1.5× 1−0.4λ2
ここで，ν＝1.5＋ ・3Λ

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2＝1.5＋Ｆν×261＝245 MPa
1.54875

22×3＝1.54875

6.1.5 座屈に対する評価
各許容応力状態における座屈に対する評価を表6-1に示す。
表6-1より，各許容応力状態における圧縮応力は，許容圧縮応力を超えないため，座屈は発生しない。

11図4-1 解析モデル

12NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R1

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ⅢＡＳ

許容応力状態
ⅣＡＳ

応力
強さ

許容値

応力
強さ

許容値

85

221＊

121300＊75

221＊109300＊128

246187334126

246

194334

79

246

81334

107

246

130334103246110334

131

246

149334

107

246

116

334

110

246

12233489221＊

92300＊

90

221＊

93300＊

104246

108334

96

246

94334

62

221＊

61300＊

70

221＊

73300＊

74

130＊

97209＊

79

130＊

99209＊

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2

評価面

P01
P02
P01P02P03
P04P03
P04
P05
P06
P05
P06
P07
P08
P07
P08
P09P10P09P10P11P12P11P12P13P14P13P14P15P16P15P16P17P18P17P18
注記＊：継手効率13を乗じた値を示す。

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ⅢＡＳ

許容応力状態
ⅣＡＳ

応力強さ

許容値

応力強さ

許容値

85332＊

121450＊75332＊

109450＊

128

369

187

501

126

369

194

501

79369

81501

107369130501103369110501131369149501107369116501

110369122501

89332＊

92450＊

90332＊

93450＊

104369108501963699450162332＊

61450＊70332＊

73450＊

74196＊97313＊

79196＊99313＊

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2R0

評価面P01
P02
P01
P02
P03
P04
P03
P04
P05
P06
P05
P06
P07
P08
P07
P08
P09
P10
P09
P10P11P12P11P12P13P14P13P14
P15P16P15P16P17P18P17P18
注記＊：継手効率14を乗じた値を示す。

表6-1 座屈に対する評価（単位：MPa）
圧縮応力

許容圧縮応力ⅢＡＳ124231

ⅣＡＳ193245

NT2 補③ Ⅴ-2-3-3-2-3 R2E

許容応力状態15