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

工認-594から公開できません

提出年月日

平成 30 年 7 月 13 日

Ⅴ-2-10-1-7-17 常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の耐震性についての計算書

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

改1

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

目次

1.

概要 ......................................................................... 1

2.

基本方針 ..................................................................... 12.1

構造の説明 ................................................................. 1

2.2

評価方針 ................................................................... 2

3.

耐震評価箇所.................................................................. 34.

地震応答解析及び応力評価 ...................................................... 44.1

基本方針 ................................................................... 44.2

荷重の組合せ及び許容応力 .................................................... 44.3

設計用地震力................................................................ 74.4

解析モデル及び諸元.......................................................... 84.5

固有値解析 ................................................................. 94.6応力評価方法............................................................... 114.7応力評価条件............................................................... 175.
5.1
6.
6.1

機能維持評価................................................................. 18
機能維持評価方法........................................................... 18
評価結果 .................................................................... 19
重大事故等対処設備としての評価結果 ......................................... 191.

概要
本資料は，「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，常設代替高圧電源装置遠隔操作盤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。その耐震評価は地震応答解析及び応力評価並びに機能維持評価により行う。
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤は，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耐震評価を示す。

2.
2.1

基本方針
構造の説明

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の構造計画を表 2-1 に示す。

表 2-1
設備名称

常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の構造計画
計画の概要

主体構造

説明図

支持構造

常設代替高圧電源 直立形

器具は器具取付板

装置遠隔操作盤(鋼材及び鋼板を及びフレームに固組み合わせた自立定する。器具取付閉鎖型の盤)

板はボルト及び溶フレーム
器具接にてフレームに固定する。フレー

器具取付板

ムは取付ボルトに取付ボルトてチャンネルベースに固定する。チ床ャンネルベースは基礎ボルトにて床面に据え付ける。

1チャンネルベース
基礎ボルト（メカニカルアンカ）

2.2評価方針
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の応力評価は，「Ⅴ-2-1-9機能維持の基本方針」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構造の説明」にて示す

常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の部位を踏まえ「3.

耐震評価箇所」にて設定する箇所に作用する応力等が許容限界内に収まることを，「4.

地震応答解析及び応力評価」にて示す方法にて確認することで実施する。また，常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の機能維持評価は，「Ⅴ-2-1-9機能維持の基本方針」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，「5.
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「6.

評価結果」に示す。

常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の耐震評価フローを図 2-1 に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1解析モデル設定

設計用地震力有限要素法モデルの作成

地震応答解析及び応力解析

地震力による応力評価用加速度の算出

構造強度評価電気的機能維持評価

図 2-1

常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の耐震評価フロー

2機能維持評3.

耐震評価箇所
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の耐震評価は，耐震評価上厳しくなるフレーム，器具取NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1付板，チャンネルベース，取付ボルト及び基礎ボルトを選定して実施する。

3

4.

地震応答解析及び応力評価
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の固有振動数，応力及び荷重を算定するための地震応答解析について以下に示す。

4.1

基本方針

(1)

盤を構成する鋼材をはり要素，鋼板及び架台をシェル要素としてモデル化した 3 次元
FEM モデルによる固有値解析を行い，固有振動数が 20Hz 以上である場合は最大床応答加速度の 1.2 倍を用いた静解析を，20Hz 未満である場合はスペクトルモーダル解析を実施する。

(2)

取付器具は，取付位置に質量要素として付加する。

(3)

解析コードは MSC NASTRAN Ver.2008.0.4 を使用する。なお，評価に用いる解析コード
MSC NASTRAN の検証及び妥当性確認等の概要については，「 Ⅴ-5-1NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

析コード）の概要(4)

計算機プログラム（解・MSC NASTRAN」に示す。

拘束条件は据付ボルトで並進 3 方向を固定とする。なお，据付ボルト部は剛体として評価する。

(5)

許容応力についてＪＳＭＥＳ

ＮＣ１－2005/2007 の付録材料図表を用いて計算する際に，温度が図表記載温度の中間の値の場合は，比例法を用いて計算する。ただし，比例法を用いる場合の端数処理は，小数第 1 位以下を切り捨てた値を用いるものとする。
(6)

4.2

耐震計算に用いる寸法は，公称値を使用する。

荷重の組合せ及び許容応力

4.2.1

荷重の組合せ及び許容応力状態
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤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4-1に示す。

4.2.2

許容応力
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の許容応力を表4-2に示す。

4.2.3

使用材料の許容応力評価条件
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤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4-3に示す。

4

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-12 R1

表4-1
施設区分

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

設備分類 ＊1

機器等の区分

荷重の組合せＤ+Ｐ Ｄ +Ｍ Ｄ +Ｓ Ｓ ＊3
非常用電源設備

その他

常設代替高圧電源装置

常設耐震／防止

遠隔操作盤

常設／緩和

許容応力状態
ⅣＡＳ
ⅤＡＳ

－ ＊2
Ｄ+Ｐ ＳＡＤ +Ｍ ＳＡＤ +Ｓ Ｓ

（Ⅴ Ａ ＳとしてⅣ Ａ Ｓ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／緩和」は常設重大事故緩和設備を示す。
＊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。

5＊3：「Ｄ+Ｐ ＳＡＤ +Ｍ ＳＡＤ +Ｓ ｓ 」の評価に包絡されるため，評価結果の記載を省略する。

表4-2

許容応力（その他の支持構造物）

許容応力状態
引張

許容限界 ＊1，＊2

許容限界 ＊2，＊3(ボルト以外)(ボルト等)

一次応力

一次応力

せん断

圧縮

曲げ

引張

せん断

ⅣＡＳ
ⅤＡＳ

＊

＊

＊

＊

＊

＊

1.5・ｆ ｔ1.5・ｆ S

1.5・ｆ ｃ1.5・ｆ ｂ1.5・ｆ ｔ1.5・ｆ S

（Ⅴ Ａ ＳとしてⅣ Ａ Ｓの許容限界を用いる。）
注記＊1：「鋼構造設計基準

ＳＩ単位版」（2002年日本建築学会）等の幅厚比の制限を満足させる。
＊2：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。

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1＊3：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4-3

使用材料の許容応力評価条件（重大事故等対処設備）
雰囲気部位

材質

温度条件
（℃）

フレーム
器具取付板

チャンネル
ベース

＊Sy

Su

（MPa）

（MPa）

（MPa）

245

400

280245400280235400280

245400280

F

取付ボルト
基礎ボルト

6摘要－4.3

設計用地震力評 価 に 用 い る 設 計 上 地 震 力 を 表 4-4 に 示 す 。
基 準 地 震 動 Ｓ ｓ に よ る 地 震 力 は ， 「 Ⅴ -2-1-7に 基 づ く 。 ま た ， 減 衰 定 数 は 「 Ⅴ -2-1-6設計用床応答曲線の作成方針」

地震応答解析の基本方針」に記載の減衰定数を用いる。
表 4-4
据付場所

設計用地震力基準地震動Ｓｓ及び床面高さ(m)
原子炉建屋
＊1

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

注記

水平方向
設計震度

鉛直方向
設計震度

Ｃ Ｈ ＝ 1.11

Ｃ Ｖ ＝ 0.84又は＊2又は＊2

減衰定数（ %）
水平鉛直4.0

1.0＊ 1： 基 準 床 レ ベ ル を 示 す 。
＊ 2： 基 準 地 震 動 Ｓ ｓ に 基 づ く 設 備 評 価 用 床 応 答 曲 線 よ り 得 ら れ る 値

7

4.4

解析モデル及び諸元解析モデルは，盤を構成する鋼材をはり要素，鋼板及び架台をシェル要素として モ デ ル 化 し た 3 次 元 FEM モ デ ル で あ る 。 解 析 モ デ ル を 図 4-1 に ， 解 析 モ デ ル のNT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

諸 元 を 表 4-5 に 示 す 。

図 4-1
表 4-5
項目

解析モデル

解析モデルの諸元
記号単位材質－－温 度 条 件 (雰 囲 気 温 度 )

T℃

縦弾性係数

E

MPa

2.02×10 5ポアソン比

ν－0.3

要素数

－個

節点数－個

寸法

－－8

入力値

図 4-2

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

左右方向

前後方向（正面図）

（側面図）

図 4-2

外形図

常設代替高圧電源装置遠隔操作盤

9（ 単 位 ： mm）

4.5

固有値解析
固 有 振 動 数 の 計 算 結 果 を 表 4-6 に ， 振 動 モ ー ド 図 を 図 4-3 に 示 す 。
表 4-6

振動次数

刺激係数

固有振動数(Hz)32.3

Ｘ方向-4.40×10卓越相当

Ｙ方向-1-1.44×10

図 4-3振動モード図（1 次10部材

Ｚ方向-3-3.20×10

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R11固有振動数32.3 Hz）

-5

盤全体

4.6

応力評価方法4.6.1

器具取付板及び据付架台の応力計算式
FEM解 析 の 結 果 か ら 得 ら れ る 器 具 取 付 板 及 び 据 付 架 台 部 分 の シ ェ ル 要 素 の応力成分を用いて，以下の式により最大の組合せ応力を算出する。また，最大 応 力 発 生 部 位 を 図 4-4に 示 す 。

応力の種類単位

組合せMPa

応力計算式
2x2yxy3 xy2

ここで，x，

y ： 膜 ＋ 曲 げ 応 力 (MPa）： せ ん 断 応 力 (MPa）NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1xy

4.6.2

フレームの応力計算式
FEM解 析 の 結 果 か ら 得 ら れ る フ レ ー ム 部 分 の は り 要 素 の 荷 重 ，モ ー メ ン ト を用いて，以下の式により最大応力及び組合せ応力を算出する。また，最大応力 発 生 部 位 を 図 4-4に 示 す 。
応力の種類

単位

応力計算式

引張応力 σt

MPaFxA

圧縮応力 σc

MPaFxA

曲げ応力 σbMPa

せん断応力

MPa

My
Zy
Fy
Ay＋＋MzZz

Fz
M＋ xAzZp

引 張 +曲 げ－σｔ＋σｂ＊
1.5 ｆｔ

圧 縮 +曲 げ－σｃσｂ＋＊＊
1.5 ｆｃ 1.5 ｆｂ

組合せ11ここで，
（ 左 右 +上 下 ）記号単位値

はりに作用する引張力

N

2.33×10 3

はりに作用する圧縮力

N

3.41×10 3Fy

はりに作用する Y 軸方向のせん断力

N3.11×10 2Fz

はりに作用する Z 軸方向のせん断力

N

4.35×10 3My

はりに作用する Y 軸周りの曲げモーメントN･mm

1.98×10 5Mz

はりに作用する Z 軸周りの曲げモーメントN･mm

2.75×10 4Mx

はりに作用するねじりモーメントN･mm

7.95×10 3

引張力が作用するはりの断面積mm 25.64×10 2

圧縮力が作用するはりの断面積mm 28.73×10 2Ay

はりの有効せん断断面積（Y 軸方向）mm 24.50×10 2Az

はりの有効せん断断面積（Z 軸方向）mm 24.50×10 2Zy

はりの Y 軸まわりの断面係数

mm 38.47×10 3Zz

はりの Z 軸まわりの断面係数

mm 38.47×10 3Zp

はりのねじり断面係数

mm 31.72×10 3Fx

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1A

説明12（ 前 後 +上 下 ）
記号

単位値

はりに作用する引張力

N

4.26×10 3

はりに作用する圧縮力

N

4.43×10 3Fy

はりに作用する Y 軸方向のせん断力

N

4.65×10 2Fz

はりに作用する Z 軸方向のせん断力

N

3.76×10 3My

はりに作用する Y 軸周りの曲げモーメントN･mm

1.59×10 5Mz

はりに作用する Z 軸周りの曲げモーメントN･mm

4.27×10 4Mx

はりに作用するねじりモーメントN･mm

1.84×10 4

引張力が作用するはりの断面積mm 28.73×10 2

圧縮力が作用するはりの断面積mm 28.73×10 2Ay

はりの有効せん断断面積（Y 軸方向）mm 24.50×10 2Az

はりの有効せん断断面積（Z 軸方向）mm 24.50×10 2Zy

はりの Y 軸まわりの断面係数

mm 38.47×10 3Zz

はりの Z 軸まわりの断面係数

mm 38.47×10 3Zp

はりのねじり断面係数

mm 31.72×10 3Fx

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1A

説明

134.6.3

取付ボルト及び基礎ボルト
FEM解 析 の 結 果 か ら 得 ら れ る 取 付 ボ ル ト 及 び 基 礎 ボ ル ト 部 の 最 大 荷 重 を 用いて，以下の式により最大応力及び組合せ応力を算出する。また，最大応力
発 生 部 位 を 図 4-4に 示 す 。
応力の種類単位

応力計算式

引張応力 σbMPaFx
Ab

せん断応力

組合せ応力bFy2MPaFz2AbFxAbMPa

ここで，NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

取 付 ボ ル ト （ 左 右 +上 下 ）
記号

説明単位値

Fx

取付ボルトに作用する引張力

N

4.15×10 3Fy

取付ボルトに作用する Y 軸方向のせん断力

N

1.40×10 3Fz

取付ボルトに作用する Z 軸方向のせん断力

N

2.58×10 3Ab

取付ボルトの断面積mm 21.13×10 2単位値

取 付 ボ ル ト （ 前 後 +上 下 ）
記号

説明Fx

取付ボルトに作用する引張力

N

3.21×10 3Fy

取付ボルトに作用する Y 軸方向のせん断力

N

2.08×10 3Fz

取付ボルトに作用する Z 軸方向のせん断力

N

4.71×10 2Ab

取付ボルトの断面積mm 21.13×10 214基 礎 ボ ル ト （ 左 右 +上 下 ）
記号

説明単位値

Fx

基礎ボルトに作用する引張力

N

5.51×10 3Fy

基礎ボルトに作用する Y 軸方向のせん断力

N

2.21×10 3Fz

基礎ボルトに作用する Z 軸方向のせん断力

N

2.32×10 2Ab

基礎ボルトの断面積mm 22.01×10 2単位値

基 礎 ボ ル ト （ 前 後 +上 下 ）記号説明
基礎ボルトに作用する引張力

N

4.28×10 3Fy

基礎ボルトに作用する Y 軸方向のせん断力

N

7.77×10 2Fz

基礎ボルトに作用する Z 軸方向のせん断力

N

1.95×10 3Ab

基礎ボルトの断面積mm 22.01×10 2NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

Fx15図 4-4

最大応力発生部位

16NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

4.7(1)

応力評価条件フレーム，器具取付板及びチャンネルベース
項目(2)

記号単位

材質－－寸法－－図 4-2記号

単位

数値等

材質

－－

ボルト呼び径dmm

記号単位材質－－ボルト呼び径dmm

取付ボルト
項目

(3)

基礎ボルト
項目

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1(4)

入力値

入力値

設計用加速度注記

項目記号

設計用加速度＊（ ×9.8 m/s ２ ）

水平αH

1.34

鉛直αV

1.01

＊：常 設 代 替 高 圧 電 源 装 置 遠 隔 操 作 盤 の 固 有 振 動 数 が 20 Hz 以 上 で あ る
こ と を 確 認 し た た め ， 設 計 用 加 速 度 に は 最 大 床 応 答 加 速 度 の 1.2 倍を使用する。

175.

機能維持評価
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤は，地震時及び地震後に電気的機能が要求されており，地震時及び地震後においても，その機能が維持されていることを示す。

5.1

機能維持評価方法
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の応答加速度を求め，機能確認済加速度以下であることを確認する。機能確認済加速度には，器具単体の引試験及び加振試験（掃）において，電気的機能の健全性を確認した加振波の最大

加 速 度 を 適 用 す る 。 機 能 確 認 済 加 速 度 を 表 5-1に 示 す 。
なお，固有値解析結果より，常設代替高圧電源装置遠隔操作盤の固有振動数が20 Hz以 上 で あ る こ と を 確 認 し た た め ，評 価 用 加 速 度 に は 最 大 床 応 答 加 速 度 を 使 用する。

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

表 5-1

機能確認済加速度
機能確認済加速度項目（ ×9.8 m/s 2 ）水平10.00

鉛直5.00186.
6.1

評価結果重大事故等対処設備としての評価結果
常設代替高圧電源装置遠隔操作盤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。発生値は評価基準値を満足しており，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。
基 準 地 震 動 Ｓ ｓ に 対 す る 応 力 評 価 結 果 を 表 6-1 に 示 す 。 ま た ， 電 気 的 機 能 維 持

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

確 認 結 果 を 表 6-2 に 示 す 。

19

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

表 6-1

基 準 地 震 動 Ｓ ｓ に よ る 評 価 結 果 (Ｄ ＋ Ｐ Ｓ Ａ Ｄ ＋ Ｍ Ｓ Ａ Ｄ ＋ Ｓ ｓ )(1／ 2)

評価対象設備

評価部位

応力分類

引張応力

せん断応力

圧縮応力
フレーム
常設代替高圧電源装置
非常用電源設備 その他
遠隔操作盤

曲げ応力20
組合せ
応力

器具取付板
据付架台
注記

＊ 1：σｔ＋σｂ＊
1.5 ｆｔ＊ 2：σｃσｂ＋＊＊
1.5 ｆｃ 1.5 ｆｂ＊ 3： 単 位 な し 。

引張＋
曲げ＊1
圧縮＋
曲げ＊2

組合せ

加速度の方向発生値

評価基準値

MPa

MPa

左 右 +上 下5

前 後 +上 下

5

左 右 +上 下

15

前 後 +上 下21

左 右 +上 下4

前 後 +上 下6

左 右 +上 下27

前 後 +上 下24

左 右 +上 下0.10 ＊ 3

前 後 +上 下0.09 ＊ 3

左 右 +上 下0.13＊3

前 後 +上 下0.13 ＊ 3

左 右 +上 下32

前 後 +上 下

3427916046279

1＊ 3279

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1

表 6-1

基 準 地 震 動 Ｓ ｓ に よ る 評 価 結 果 (Ｄ ＋ Ｐ Ｓ Ａ Ｄ ＋ Ｍ Ｓ Ａ Ｄ ＋ Ｓ ｓ )(2／ 2)

評価対象設備

評価部位

応力分類

引張応力
盤取付ボルト

せん断応力

組合せ応力
非常用電源設備 その他

常設代替高圧電源装置
遠隔操作盤
引張応力

21
基礎ボルト

せん断応力

組合せ応力

加速度の方向＊：引張応力(b )と せ ん 断 応 力 (評価基準値

MPaMPa左 右 +上 下37

前 後 +上 下29

左 右 +上 下26

前 後 +上 下19

左 右 +上 下37

前 後 +上 下29

左 右 +上 下28

前 後 +上 下22

左 右 +上 下12

前 後 +上 下

11

左 右 +上 下28

前 後 +上 下

22

＊

注記

発生値b )と の 組 合 せ 応 力 の 評 価 基 準 値 は ， Min(1.4･1.5･f t

210

160

210 ＊

210

160

210 ＊
＊－ 1.6･b ， 1.5･f t)と す る 。

NT2 補② Ⅴ-2-10-1-7-17 R1E

表 6-2

電気的機能維持評価結果（重大事故等対処設備）

評価対象設備

非常用電源設備 その他

常設代替高圧電源装置
遠隔操作盤

加速度確認部位

器具取付位置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 。

機能確認済加速度との比較
鉛 直 加 速 度 (×9.8 m/s 2 )水 平 加 速 度 (×9.8 m/s 2 )
評価用
機能確認済
評価用機能確認済
加速度
加速度
加速度
加速度

1.11

10.00

0.84

5.00