本資料のうち，枠囲みの内容は営業秘密又東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号

工認-283 改 2

提出年月日

平成 30 年 9 月 12 日

は防護上の観点から公開できません。

Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2の強度計算書

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2目 次

1.

概要

12.

一般事項

22.1 配置概要

22.2 構造計画

32.3 評価方針

42.4 適用基準

62.5 記号の説明

73.

評価部位

104.

固有周期

115.

6.

4.1 固有周期の計算方法

114.2 固有周期の計算条件

134.3 固有周期の計算結果

13構造強度評価

145.1 構造強度評価方法

145.2 荷重及び荷重の組合せ

145.3 許容限界

165.4 設計用地震力185.5 計算方法

185.6 計算条件

23

評価結果

25

1.

概要
本資料は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に基づき，浸水防護施設のうち緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁が津波荷重及び余震を考慮した荷重に対し，主要な構造部材が構造健全性を有することを確認するものである。
津波荷重については，基準津波による津波荷重を考慮した評価と敷地に遡上する津波による津NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

波荷重を考慮した評価を実施する。

1

2.

一般事項

2.1 配置概要
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁は，緊急用海水ポンプ室の床面に設置する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の設置位置を図 2-1 に示す。

（単位：mm）

図 2-1 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の設置位置図

2

2.2 構造計画緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁は，フロート式の逆止弁であり，津波の流入によりフロートが押上げられ，弁座に密着することで止水する。緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の構造計画を表 2-1 に示す。
表 2-1 構造計画
計画の概要
基礎・支持構造

概略構造図

主体構造

弁本体
基礎ボルト

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2弁座を含む弁本
弁本体のフラン体，弁体である

ジ部を緊急用海フロート及びフ水ポンプ室の床ロートを弁座へ

弁座面に基礎ボルト導くフロートガ

フロートガイドで固定する。

イドで構成すフロートる。

水圧32.3 評価方針
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-1 津
波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」にて設定している荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界を踏まえて，応力評価及び構造健全性評価により実施する。応力評価では，緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の評価部位に作用する応力等が許容限界以下であることを「5.1 構造強度評価方法」に示す方法により，「5.6 計算条件」に示す計算条件を用いて評価し，構造健全性評価により強度評価を実施する評価部位については，評価部位に作用する圧力が許容限界以下であることを「5.1 構造強度評価方法」に示す方法により，「5.6 計算条件」に示す計算条件を用いて評価する。応力評価及び構造健全性評価の確認結果を「6. 評価結果」にて確認する。
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価フローを図 2-2 に示す。緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価においては，その構造を踏まえ，津波及び余震に伴う荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し，評価部位を設定する。強度評価に用いる荷重及び荷重の組合せは，津波に伴う荷重作用時（以下「津波時」という。）及び津波に伴う荷重

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2と余震に伴う荷重の作用時（以下「重畳時」という。）を考慮し，評価される最大荷重を設定する。重畳時の評価においては，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に示す津波荷重との重畳を考慮する弾性設計用地震動Ｓｄを入力して得られた設置床の最大応答加速度の最大値を考慮して設定した設計震度を用いる。なお，強度評価に当たっては，基準津波による津波荷重を考慮した評価と敷地に遡上する津波による津波荷重を考慮した評価を実施する。

4逆止弁の設計

余震

荷重及び荷 重の組合せの設定

固有値解析

解析モデル設定

入力地震動の設定

設計震度の設定

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

評価式による計算

圧力の計算

応力の計算

水圧試験による評価

弁本体，フロートガイド

基礎ボルト

フロートのの応力評価の応力評価

構造健全性評価・圧 縮・引 張・曲 げ・せん断・組合せ・組合せ

図 2-2 強度評価フロー5

2.4 適用基準
適用する規格，基準等を以下に示す。
(1) 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。））ＪＳＭＥＳ

ＮＣ１−2005/2007（日本機械学会）(2) 原子力発電所耐震設計技術指針 ＪＥＡＧ４６０１−1987（日本電気協会）(3) 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（日本電気協会）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2(4) 原子力発電所耐震設計技術指針 ＪＥＡＧ４６０１−1991 追補版（日本電気協会）

62.5 記号の説明
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の固有周期の計算に用いる記号を表 2-2 に，応力評価に用いる記号を表 2-3 にそれぞれ示す。
表 2-2 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の固有周期の計算に用いる記号

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

記号

記号の説明

単位Ａ

モデル化に用いるフロートガイドの断面積mm2ｄｍ

モデル化に用いる弁本体の内径mmＤｆｍ

モデル化に用いるフロートガイドの直径mmＤｍ

モデル化に用いる弁本体の外径mmＥモデル化に用いるフロートガイドの縦弾性係数

MPaｆ

逆止弁の一次固有振動数

HzＴ

逆止弁の固有周期sＩａモデル化に用いるフロートガイド１本の断面二次モーメントmm4Ｉｍモデルの等価断面二次モーメントmm4Ｉｍ1モデル化に用いる弁本体の断面二次モーメントmm4Ｉｍ2ｋモデル化に用いるフロートガイド４本の等価断面二次モーメ
ントmm4モデルのばね定数N/mm

１モデル化に用いる弁本体の長さmm２モデル化に用いるフロートガイドの長さmmｍ

モデル化に用いる弁の全質量kgyg

フロートガイドの図心ＧとＸ軸の距離mm

表 2-3 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の応力評価に用いる記号（1／3）
記号

記号の説明

単位

ＣＨＳｄ

余震による水平方向の設計震度

−

ＣＶＳｄ

余震による鉛直方向の設計震度−

Ａ１

弁本体の断面積mm2Ａ２Ａ３Ａ４Ａ５Ａ６

突き上げ津波荷重が弁本体に作用する評価に用いる受圧面積
フロートガイドの最小断面積
突き上げ津波荷重がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面積
基礎ボルトのねじ部の断面積
突き上げ津波荷重が基礎ボルトに作用する評価に用いる受圧面積7mm2mm2mm2mm2mm2

表 2-3 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の応力評価に用いる記号（2／3）
記号

ＣｄＤ２Ｄ３Ｄ４Ｄ６

抗力係数

単位−

突き上げ津波荷重が弁本体に作用する評価に用いる受圧面の直径
フロートガイドの最小直径mm
mm

突き上げ津波荷重がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面の直径
突き上げ津波荷重が基礎ボルトに作用する評価に用いる受圧面の直径mmmm

ｄ１

弁本体の内径mm

Ｄ１

弁本体の外径mm

ＤＰ

基礎ボルトのピッチサークルmmｆｔ
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

記号の説明

ｆｓ

許容引張応力（ボルト材） ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣｌ−2005/2007
SSB−3131(l)に定める値とする。
許容せん断応力 ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ１−2005/2007 SSB−3131.1(2)に定める値とする。

MPa
MPa

ＦＨ１

弁本体の最下端に加わる水平方向地震荷重

N

ＦＨ２

フロートガイドの最下端に加わる水平方向地震荷重

N

ＦＶ１

弁本体に加わる鉛直方向地震荷重

N

ＦＶ２

フロートガイドに加わる鉛直方向地震荷重

Ng

重力加速度

m/s2ｈ

津波荷重水位（T.P.＋）

m

Ｈ

接続高さm

Ｉ１

弁本体の断面二次モーメント

mm4

Ｉ２

フロートガイドの断面二次モーメント

mm4

Ｌ１

弁全体の長さmm

Ｌ２

フロートガイドの長さmm

ｍ１

弁の全質量kgｍ２

フロートガイドの 1 本当たりの質量kg

Ｍ１

弁本体に発生する曲げモーメント

N・mm

Ｍ２

フロートガイドに発生する曲げモーメントN・mmｎ

基礎ボルトの本数本8表 2-3 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の応力評価に用いる記号（3／3）
記号

Ｄ

単位

固定荷重−ＰＨＳｄ

水平応答加速度により加わる動水圧荷重

MPa

Ｐｔ

突き上げ津波荷重

MPa

ＰＶＳｄ

鉛直応答加速度により加わる動水圧荷重

MPa

Ｐｗ

波圧によりフロートに発生する圧力MPa

Ｓ

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

記号の説明

ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣｌ 付録材料図表 Part5 表 5 鉄鋼材料（ボルト材を除く）の各温度における許容引張応力

MPa

Ｕ

緊急用海水ポンプピットにおける津波の最大流速（鉛直方向）

m/s

Ｗ１

弁全体の常時荷重N

Ｗ２

フロートガイドに作用する荷重

Nβ

浸水エリアの幅と水深の比による補正係数−ρｏ

海水の密度kg/m3σｂ

基礎ボルト１本当たりに加わる引張応力

MPa

σＨ１

弁本体に加わる曲げ応力

MPa

σＨ２

フロートガイドに加わる曲げ応力

MPaσＶ１

弁本体に加わる圧縮応力（重畳時）

MPa

σＶ２

フロートガイドの最小断面積に加わる圧縮応力（重畳時）

MPa

σＶ３

基礎ボルト１本当たりのねじ部に加わる引張応力（重畳時）

MPaσＶ４τ３Sモーメントにより基礎ボルト１本当たりのねじ部に加わる引張応力（重畳時）基礎ボルトのねじ部に加わるせん断応力
ボルト以外の許容引張応力，許容曲げ応力及び組合せ応力（Ｓを1.2 倍した値）

MPa
MPa
MPa

ƒｔｏ

引張力のみを受けるボルトの許容引張応力（ｆｔを 1.5 倍した値）

MPa

ƒｓ

ボルトの許容せん断応力（ｆｓを 1.5 倍した値）

MPa

ƒｔｓ

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MPaτ

ボルトに作用するせん断応力

MPa

93.

評価部位
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の評価部位は，添付書類「Ｖ-3-別添 3-1 津波又は溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」の「4.2 許容限界」にて示している評価部
位を踏まえて，津波に伴う荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し設定する。
津波時は逆止弁上流からの津波荷重により，弁本体及びフロートガイドに圧縮力が作用し，基礎ボルトに引張力が作用する。また，逆止弁上流からの津波荷重によりフロートが弁座に密着し閉弁状態となる際にフロートに圧縮力が作用する。
重畳時に逆止弁上流からの津波荷重及び鉛直方向の余震荷重が負荷される場合は，津波時と同様の力が作用する。一方，水平方向の余震荷重が負荷される場合は，基礎ボルトにせん断力が，弁本体及びフロートガイドには曲げモーメントが作用し，それに伴い基礎ボルトに引張力が作用する。
このことから，強度評価においては，応力評価による評価部位として，弁本体，フロートガイド及び基礎ボルトを選定し，構造健全性評価による評価部位としてフロートを選定する。緊急用

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の評価部位について，図 3-1 に示す。

①弁本体
③基礎ボルト②フロートガイド④フロート

図中の①〜③は応力評価による評価部位を，④は構造健全性評価による評価部位をそれぞれ示す。
図 3-1 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の評価部位

10

4.

固有周期

4.1 固有周期の計算方法
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の構造に応じて，保守的に固有周期が大きく算出されるよう，より柔となるようにモデル化し，固有周期を算出する。また，その場合においても固有周期が 0.05s 以下であることを確認する。
(1) 解析モデル
質量の不均一性を考慮し，一方の端を固定端，他方の端を自由端の 1 質点系モデルとして，自由端に弁の全質量ｍが集中したモデルを組む。モデル化は，円筒状の弁本体及び円柱状の 4 本のフロートガイドの異なる 2 つの断面をもつ梁の組合せとして設定する。モデル化の概略を図 4-1 に示す。

弁本体の長さ 1NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2Ｉｍ1

弁全体の長さ( 1＋ 2)Ｉｍ2

ばね定数ｋ

フロートガイドの長さ 2弁の全質量ｍ

図 4-1 モデル化の概略(2) 固有周期の計算
固有周期の計算に用いる寸法は，公称値を使用する。
固有周期Ｔを以下の式より算出する。
Ｔ＝ｆ＝ｋ＝１ｆ
１２・π・ｋｍ３・Ｅ・Ｉｍ（L1）３モデルの等価断面二次モーメントＩｍの算出過程を以下に示す。
a.

モデル化に用いる弁本体の断面二次モーメントモデル化に用いる弁本体の断面二次モーメントＩｍ1 は，以下の式より算出する。
11４４Ｉｍ ＝（Ｄｍ −ｄｍ ）・

b.

π６４

モデル化に用いるフロートガイド４本の等価断面二次モーメント
平行軸の定理から，フロートガイドの図心ＧとＸ軸の距離 yg を用いて，モデル化に用いるフロートガイド 4 本の等価断面二次モーメントＩｍ2 は，以下の式より算出する。フロートガイド 4 本の断面を図 4-2 に示す。
４Ｉ ＝Ｄｆｍ ・NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2Ｉ

π６４＝２・Ｉ ＋２・ Ｉ ＋ yg ・Ａ

Ｘ軸：断面二次モーメントをフロートガイドの図心Ｇ計算するときの軸

図 4-2 フロートガイド 4 本の断面c.

モデルの等価断面二次モーメントモデルの等価断面二次モーメントＩｍは，以下の式より算出する。
Ｉｍ＝Ｉ・＋Ｉ＋・Ｉ・＋3・ ・12・Ｉ＋3・・

4.2 固有周期の計算条件
表 4-1 に固有周期の計算条件を示す。
表 4-1 固有周期の計算条件
フロートガイド

モデル化に用いモデル化に用いモデル化に用いる弁の全質量

る弁本体の外径

る弁本体の内径ｍ（kg）

Ｄｍ（mm）ｄｍ（mm）

3.95

75

65の材質
SUS316L

フロートガイドの図モデル化に用いるモデル化に用いるフ心ＧとＸ軸の距離

弁本体の長さロートガイドの長さ

yg（mm）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R230

1（mm）

（mm）

230

モデル化に用いるフロートガイドの直径
Ｄｆｍ（mm）
7

モデル化に用いるフロートガイドの縦弾性係数Ｅ（MPa）
1.92×105102

4.3 固有周期の計算結果
表 4-2 に固有周期の計算結果を示す。固有周期は，0.05s 以下であることから，剛構造である。
表 4-2 固有周期の計算結果
固有振動数465（Hz）
固有周期0.003（s）

13

5.

構造強度評価5.1 構造強度評価方法
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価は，添付書類「Ｖ-3-別添 3-1 津
波又は溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針｣の「5. 強度評価方法」にて設定している方法を用いて，強度評価を実施する。
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価は，「3. 評価部位」に示す評価部
位に対し，「5.2 荷重及び荷重の組合せ」及び「5.3 許容限界」に示す荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界を踏まえ，「5.5 計算方法」に示す方法を用いて評価を行う。
5.2 荷重及び荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重及び荷重の組合せは，添付書類「Ｖ-3-別添 3-1 津波又は溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」の「4.1 荷重及び荷重の組合せ」にて示している荷重及び荷重の組合せを用いる。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

5.2.1 荷重の設定(1) 固定荷重（Ｄ）
常時作用する荷重として，弁本体及びフロートガイドの自重を考慮し，以下の式より算出する。
Ｗ１＝ｍ１・ｇ(2) 突き上げ津波荷重（Ｐｔ）
突き上げ津波荷重（以下「波圧」という。）は，基準津波による津波荷重水位及び敷地に遡上する津波による津波荷重水位を考慮する。
突き上げ津波荷重は以下の式より算出する。
Ｐｔ＝ρｏ・ｇ・ｈ＋

１２・Ｃｄ・ρｏ・Ｕ2(3) 余震荷重（Ｓｄ）
余震荷重は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に示すとおり，弾性設計用地震動Ｓｄ−Ｄ1 に伴う地震力（動水圧含む。
）とする。
余震による地震荷重ＦＨ１，ＦＶ１，ＦＨ２，ＦＶ２，余震による動水圧荷重ＰＶＳｄ及びＰＨＳｄを考慮し，以下の式より算出する。

ＦＨ１＝ｍ１・ＣＨＳｄ・ｇ
ＦＶ１＝ｍ１・ＣＶＳｄ・ｇ

14

ＦＨ２＝ｍ２・ＣＨＳｄ・ｇ
ＦＶ２＝ｍ２・ＣＶＳｄ・ｇ
ＰＶＳｄ＝ρｏ・ＣＶＳｄ・ｇ・Ｈ
ＰＨＳｄ＝β・７８・ρｏ・ＣＨＳｄ・ｇ・Ｈ

動水圧の算出に用いるＨは，津波荷重水位から逆止弁上流側の直管部が接続される高さ（以下「接続高さ」という。）の差であるが，ここでは保守的に津波荷重水位とした。動水圧の設定に用いる接続高さＨの考え方を図 5-1 に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

緊急用海水ポンプ室
緊急用海水ポンプグランド
ドレン排出口逆止弁
津波荷重水位ｈ
接続高さＨ

接続部の下端高さ EL.-1.20 m

図 5-1 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の動水圧の算出に用いるＨの設定
5.2.2 荷重の組合せ
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価にて考慮する荷重の組合せを
表 5-1 に示す。
表 5-1 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価にて考慮する荷重の組合せ
施設区分

機器名称

浸水防護施設

緊急用海水ポンプグランドドレン排（浸水防止設備）

出口逆止弁

荷重の組合せ＊Ｄ＋Ｐｔ＋Ｓｄ

注記 ＊：Ｄは固定荷重，Ｐｔは突き上げ津波荷重，Ｓｄは余震荷重を示す。

15

5.3 許容限界(1) 基準津波に対する許容限界
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の許容限界は，添付書類「Ｖ-3-別添 3-1
津波又は溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」の「4.2 許容限界」にて設定している許容限界を踏まえ，「3.2 評価部位」にて設定している評価部位毎に，機能損傷モードを考慮し，弁本体，フロートガイド及び基礎ボルトについては，ＪＳＭＥに準じた供用状態Ｃの許容応力を用いる。
フロートについては，水圧試験により確認した圧力を許容値として用いる。水圧試験では，逆止弁を閉弁状態の逆止弁に対して，波圧を模擬した静水圧 2.0MPa をフロートに負荷し，有意な変形及び著しい漏えいがないことを確認した。
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の弁本体，フロートガイド及び基礎ボルトの許容限界を表 5-2 に，許容応力評価条件を表 5-3 に，弁本体，フロートガイド及び基礎ボルトの許容応力算出結果を表 5-4 にそれぞれ示す。また，フロートの許容限界を表 5-5 に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

表 5-2 弁本体，フロートガイド及び基礎ボルトの許容限界
許容限界＊1

許容限界＊2

供用状態（ボルト以外）（ボルト）（許容応力状態）

一次応力

一次応力

圧 縮

曲 げ

組合せ＊3

引 張

せん断組合せ＊4

1.2・Ｓ

1.2・Ｓ

1.2・Ｓ

1.5・ｆｔ1.5・ｆｓ

1.5・ｆｔｓＣ（ⅢＡＳ）＊５

注記 ＊1：圧縮及び曲げは，ＪＥＡＧ４６０１・補−1984 を準用し，「管」の許容限界のうちクラス２，３配管に対する許容限界に準じて設定する。
＊ 2：引 張及び せん 断 は，ＪＥＡＧ４６０１・補−1984 を準 用し，「その他 の支持構造物」の許容限界を適用する。組合せは，ＪＳＭＥ ＮＣ１−2005/2007 による。
＊3：圧縮応力と曲げ応力の組合せ応力＊4：せん断応力と引張応力の組合せ応力
せん断応力と引張応力を同時に受けるボルトの許容引張応力ｆｔｓは，次のいずれか小さい方の値

ƒｔｓ＝1.4・ƒｔo−1.6・τƒｔｓ＝ƒｔo＊5：地震後，津波後の再使用性や津波の繰返し作用を想定し，当該構造物全体の変形能力に対して浸水防護機能として十分な余裕を有するよう，設備を構成する材料が弾性域内に収まることを基本とする。

16

表 5-3 弁本体，フロートガイド及び基礎ボルトの許容応力評価条件
評価部位

材

料

弁本体

SUS316L

フロートガイド

SUS316L

基礎ボルト

SUS304

温度条件

Ｓ＊1

Ｓｙ＊1

Ｓｕ＊1

Ｆ＊1＊2

（℃）

（MPa）

（MPa）

（MPa）

（MPa）

129−−−

129−−−−

188

47920566

注記 ＊1：Ｓ：鉄鋼材料（ボルト材を除く）の許容引張応力，Ｓｙ：設計降伏点，Ｓｕ：設計引張強さ，Ｆ：許容応力算定用基準値を示す。
＊2：Ｆ＝Min[1.35・Ｓｙ，0.7・Ｓｕ，Ｓｙ(ＲＴ)]とする。
表 5-4 弁本体，フロートガイド及び基礎ボルトの許容応力算出結果

供用状態（許容応力評価部位

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2状態）

フロート（ⅢＡＳ）

ガイド

許容限界

（ボルト以外）

（ボルト）

一次応力

一次応力

引 張 S

曲 げ S

組合せ S

引 張 ƒｔｓ

せん断 ƒｓ

（MPa）

（MPa）

（MPa）

（MPa）

（MPa）

132

132

132

−−

132

132

132

−−−−−

153＊

117

弁本体
Ｃ

許容限界

基礎ボルト

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔo−1.6・τ，ƒｔo]より算出
表 5-5 フロートの許容限界
評価部位

水圧試験の圧力（MPa）

フロート2.0(2) 敷地に遡上する津波に対する許容限界「(1) 基準津波に対する許容限界」と同様。

17

5.4 設計用地震力「4. 固有周期」に示したとおり緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の固有周期が 0.05s 以下であることを確認したため，緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度計算に用いる設計震度は，添付書類「Ｖ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に示す緊急用海水ポンプピットにおける設置床の最大応答加速度の 1.2 倍を考慮して設定する。緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度計算に用いる設計震度を表 5-6 に示す。
表 5-6 設計用地震力
据付場所
地震動

余震による設計震度＊1

及び床面高さ（EL.m）

弾性設計用地震動

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

Ｓｄ−Ｄ1

緊急用海水ポンプ

水平方向ＣＨＳｄ0.64

鉛直方向ＣＶＳｄ0.28

ピット
EL. 0.800＊2

注記 ＊1：「4. 固有周期」より，緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の固有周期が0.05s 以下であることを確認したため，設置床の最大応答加速度の 1.2 倍を考慮した設計震度を設定した。
＊2：基準床レベルを示す。
5.5 計算方法
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価は，構造部材に作用する応力が，「5.3 許容限界」で設定した許容限界以下であることを確認する。
荷重の組合せとして最も厳しい状態である重畳時における評価式を以下に記載する。
(1) 弁本体a.

圧 縮
鉛直応答加速度，静水圧及び動水圧により，弁本体に加わる圧縮応力σＶ１を以下の式より算出する。また，突き上げ津波荷重が弁本体に作用する評価に用いる受圧面積Ａ２は，弁本体のうち波圧を受ける面積が最も広い箇所を適用し，突き上げ津波荷重が弁本体に作用する評価に用いる受圧面の直径Ｄ２から求める。弁本体の断面積Ａ１は，弁本体のうち最も肉厚が薄い断面を適用する。弁本体の寸法を図 5-2 に示す。

σＶ１＝

Ｗ１＋ＦＶ１＋(Ｐｔ＋ＰＨＳｄ＋ＰＶＳｄ)・Ａ２Ａ１18

弁本体の外径Ｄ１,突き上げ津波荷重が弁本体に作用する評価に用いる受圧面の直径Ｄ２
弁本体の断面積Ａ１，突き上げ津波荷重が弁本体に作用する評価に用いる受圧面積Ａ２

弁本体の内径ｄ１

弁全体の長さＬⅠ

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

図 5-2 弁本体の寸法図b.

曲 げ
弁全体の最下端に集中荷重が負荷された片持ち梁として，水平応答加速度により，弁本体に加わる曲げ応力σＨ１を以下の式より算出する。弁全体の長さＬ１，弁本体の外径Ｄ１及び内径ｄ１について図 5-2 に示す。
Ｍ１＝ＦＨ１・Ｌ１

Ｉ１＝(Ｄ１ 4−ｄ１4)・

Ｍ１・(σＨ１＝π６４Ｄ１)
２Ｉ１(2) フロートガイドa.

圧 縮鉛直応答加速度，静水圧及び動水圧により，フロートガイドの最小断面積に加わる圧縮応力σＶ２を以下の式より算出する。また，突き上げ津波荷重がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面積Ａ４は，突き上げ津波荷重がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面の直径Ｄ４から求める。フロートガイドの最小断面積Ａ３はフロートガイドのうち最も肉厚が薄い断面を適用する。フロートガイドの寸法を図 5-3 に示す。
19σＶ２＝

Ｗ２＋ＦＶ２＋(Ｐｔ＋ＰＨＳｄ＋ＰＶＳｄ)・Ａ４
Ａ３
フロートガイドの最小直径Ｄ３フロートガイドの最小断面積Ａ３

フロートガイドNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

フロートガイドの長さＬ２

突き上げ津波荷重がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面の直径Ｄ４

突き上げ津波荷重がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面積Ａ４

図 5-3 フロートガイドの寸法図b.

曲 げフロートガイドの最下端に集中荷重が負荷された片持ち梁として，水平応答加速度により，フロートガイドに加わる曲げ応力σＨ２を以下の式より算出する。フロートガイ
ドの長さＬ２，フロートガイドの最小直径Ｄ３について図 5-3 に示す。
Ｍ２＝ＦＨ２・Ｌ２

Ｉ２＝Ｄ３4・π
６４Ｍ２・(σＨ２＝Ｄ３)
２Ｉ２20(3) 基礎ボルトa.

引 張
鉛直応答加速度，静水圧及び動水圧により，基礎ボルト 1 本当たりのねじ部に加わる引張応力σＶ３を以下の式より算出する。また，突き上げ津波荷重が基礎ボルトに作用する評価に用いる受圧面積Ａ６は，突き上げ津波荷重が基礎ボルトに作用する評価に用いる受圧面の直径Ｄ６から求める。基礎ボルトのねじ部の断面積Ａ５は最も肉厚が薄い断面を適用する。基礎ボルトの寸法を図 5-4 に示す。

σＶ３＝

Ｗ１＋ＦＶ１＋(Ｐｔ＋ＰＨＳｄ＋ＰＶＳｄ)・Ａ６Ａ５・ｎ

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

基礎ボルトのねじ部の断面積Ａ５

基礎ボルト

突き上げ津波荷重が基礎ボルトに作用する評価に用いる受圧面積Ａ６
突き上げ津波荷重が基礎ボルトに作用する評価に用いる受圧面の直径Ｄ６

図 5-4 基礎ボルトの寸法図b.

モーメントによる引張応力
水平応答加速度により対角線上の基礎ボルト 2 点支持したと仮定し，弁全体の最下端に集中荷重が作用した場合において，モーメントにより基礎ボルト 1 本当たりのねじ部に加わる引張応力σＶ４を算出する。図 5-5 にモーメントによる引張応力の作用イメー
ジを示す。

σＶ４＝

ＦＨ１・Ｌ１ＤＰ・Ａ５21

基礎ボルトのピッチサークルＤＰ
モーメント力により基礎ボルト 1 本当たりのねじ部に加わる引張応力σＶ４

弁全体の長さＬ１
弁本体の最下端に加わる
水平方向地震荷重ＦＨ１

図 5-5 モーメントによる引張応力の作用イメージc.

せん断NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

水平応答加速度により基礎ボルトのねじ部に加わるせん断応力τ３を以下の式より算出する。

τ３＝

ＦＨ１Ａ５・ｎ(4) フロート
波圧によりフロートに発生する圧力ＰＷは以下の式より算出する。
ＰＷ＝Ｐｔ22

5.6 計算条件(1) 強度評価に用いる逆止弁の仕様及び津波荷重に関わる計算条件を除く計算条件
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の仕様及び津波荷重に関わる計算条件を除く計算条件を表 5-7 に示す。
表 5-7 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の仕様及び津波荷重に関わる計算条件を除く計算条件（1/2）

弁本体の弁の全質量

弁全体の長さ

断面積Ａ１ｍ１

Ｌ１（mm ）

（kg）

（mm）

SUS316L

1.100×103

3.95132

弁本体の弁本体の外径Ｄ１

内径ｄ１（mm）

（mm）

7565

弁本体の材質NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

2

フロートガイドの材質

SUS316L

フロートガイドの最小断面積Ａ３（mm2）34.21

突き上げ津波荷重がフロートガイドのフロートガイドのフロートガイドのフロートガイドに作

1 本当たりの質量

長さＬ２

最小直径Ｄ３

用する評価に用いる

ｍ２（kg）（mm）（mm）

受圧面の直径Ｄ４（mm）

0.05

基礎ボルトの材質

SUS3041026.67

基礎ボルトの基礎ボルトの本数

基礎ボルトのねじ部の断面積Ａ５ｎ

ピッチサークルＤＰ（mm ）

（本）

（mm）

2.011×1024145223表 5-7 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の仕様及び津波荷重に関わる計算条件を除く計算条件（2/2）
重力加速度ｇ（m/s2）
9.80665

浸水エリアの幅と水深の比による補正係数βNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R21.0

突き上げ津波荷重が突き上げ津波荷重が海水の密度弁本体に作用する評

基礎ボルトに作用すρｏ

価に用いる受圧面のる評価に用いる受圧（kg/m3）

直径Ｄ２面の直径Ｄ６（mm）（mm）

75801030

抗力係数
Ｃｄ2.01(2) 強度評価に用いる逆止弁の津波荷重に関わる計算条件
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の津波荷重に関わる計算条件を表 5-8 に示す。
表 5-8 緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の津波荷重に関わる計算条件
緊急用海水ポンプピッ対象の津波

津波荷重水位トにおける津波の最大接続高さｈ

流速（鉛直方向）Ｈ（T.P.＋m）

Ｕ（m）（m/s）
基準津波

12.0

2.0

13.2

敷地に遡上する津波

12.0

2.0

13.2

246.

評価結果
(1) 基準津波と余震による重畳時
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価結果を以下に示す。「a. 重畳時における評価部位の応力評価」及び「b. フロートの構造健全性評価」に示す評価結果から，緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁が構造健全性を有することを確認した。
a.

重畳時における評価部位の応力評価
重畳時における評価部位の応力評価結果を表 6-1 に示す。発生応力が許容応力以下であることから構造部材が構造健全性を有することを確認した。
表 6-1 重畳時における評価部位の応力評価結果
評価部位

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2

弁本体

フロートガイド

基礎ボルト

発生応力

許容応力（MPa）（MPa）

圧 縮

1129

曲 げ

1129

組合せ＊12129

圧 縮1129

曲 げ2129

組合せ＊13129

引 張＊22153＊3

せん断1117

注記 ＊1：圧縮（σＶ）＋曲げ（σＨ）は，σＶ＋σＨ≦1.2S で評価＊2：基礎ボルトの引張応力は，σＶ３＋σＶ４＊3：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔo−1.6・τ，ƒｔo]より算出
b.

フロートの構造健全性評価
フロートの構造健全性評価結果を表 6-2 に示す。発生圧力が，有意な変形及び著しい漏えいがないことを確認した水圧試験圧力以下であることから，評価部位であるフロートが構造健全性を有することを確認した。
表 6-2 フロートの構造健全性評価結果
評価部位
フロート

発生圧力

水圧試験の圧力（MPa）（MPa）

圧 縮0.2252.0

(2) 敷地に遡上する津波と余震による重畳時
緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁の強度評価結果を以下に示す。「a. 重畳時における評価部位の応力評価」及び「b. フロートの構造健全性評価」に示す評価結果から，緊急用海水ポンプグランドドレン排出口逆止弁が構造健全性を有することを確認した。
a.

重畳時における評価部位の応力評価
重畳時における評価部位の応力評価結果を表 6-3 に示す。発生応力が許容応力以下であることから構造部材が構造健全性を有することを確認した。
表 6-3 重畳時における評価部位の応力評価結果
評価部位

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-5-3 R2E

弁本体

フロートガイド

許容応力

（MPa）

（MPa）

圧 縮

1129

曲 げ

1129

組合せ＊12129

圧 縮

1129

曲 げ

2129

＊13129引 張＊22153＊3

せん断

1117

組合せ
基礎ボルト

発生応力

注記 ＊1：圧縮（σＶ）＋曲げ（σＨ）は，σＶ＋σＨ≦1.2S で評価＊2：基礎ボルトの引張応力は，σＶ３＋σＶ４＊3：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔo−1.6・τ，ƒｔo]より算出
b.

フロートの構造健全性評価
フロートの構造健全性評価結果を表 6-4 に示す。発生圧力が，有意な変形及び著しい漏えいがないことを確認した水圧試験圧力以下であることから，評価部位であるフロートが構造健全性を有することを確認した。
表 6-4 フロートの構造健全性評価結果
評価部位
フロート

発生圧力

水圧試験の圧力

（MPa）

（MPa）

圧 縮0.2262.0