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東海第二発電所 工事計画審査資料
資 料 番 号

補足-360（改 1）

提出年月日

平成 30 年 2 月 19 日

東海第二発電所
耐震性に関する説明書に係る補足説明資料（機電分耐震計算書の補足について）

平成３０年２月
日本原子力発電株式会社

1.

炉内構造物への極限解析による評価の適用について

2.

設計用床応答曲線の作成方法及び適用方法

下線：ご提出資料

目

次

1.

はじめに

1

2.

設計用床応答曲線の作成方法

1

3

設計用床応答曲線の適用方法

1

3.1 設計用床応答曲線の適用について

1

3.2 耐震計算に用いる耐震評価条件の保守的な設定について

3

別紙１ 横軸ポンプの耐震性についての計算書作成の基本方針の計算結果フォーマット

1.

はじめに
本資料は，東海第二発電所で適用している設計用床応答曲線の作成方法及びその適用方法について纏めたものである。

2.

設計用床応答曲線の作成方法
床応答曲線の作成に係る方針については，「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に記載しており，そこで設計用床応答曲線の作成手順，解析方法，解析モデル等について説明している。この設計用床応答曲線は，ＪＥＡＧ4601-1987 に従い，周期 0.05 秒未満の領域は応答増幅を考慮しない剛な領域として扱い，周期 0.05 秒以上の領域について応答を求めている。固有周期の計算間隔は，表 2－1 に示す計算間隔を用いている。
表 2－1 円振動数の計算間隔
固有周期

計算間隔

（s）

（Δω：rad／s）

0.05 ～

0.1

4.0

0.1 ～

0.2

1.5

0.2 ～ 0.39

1.0

0.39 ～

0.6

0.3

0.6 ～

1.00.53． 設計用床応答曲線の適用方法
3.1 設計用床応答曲線の適用について
2.で作成した設計用床応答曲線は，評価する機器・配管系の固有周期における加速度を読み取ることで用いるが，解析モデルや固有周期により複数のケースがあることから，最大応答加速度（以下「ZPA（Zero Period Acceleration)」という。
）を適用ケースも含めて表 3－1 にて整理する。

1

表 3-1 設計用床応答曲線の適用方法
モデル

適用方法

1 次固有周期1 質点系モデル

適用例

（解法）

0.05 秒以上

設計用床応答曲線－（静解析）
0.05 秒未満

1.2ZPA

アキュムレータ（静解析）
多質点系モデル＊１

0.05 秒以上

設計用床応答曲線

配管系（スペクトルモーダル解析）
0.05 秒未満

1.2ZPA

制御ユニット（静解析）
有限要素モデル

0.05 秒以上

設計用床応答曲線

使用済燃料貯蔵ラ（スペクトルモーダックル解析）
0.05 秒未満

1.2ZPA

使用済燃料乾式貯（静解析）蔵容器＊１ 時刻歴応答解析法を適用する設備もある。その場合は設計用床応答曲線を用いずに時刻歴波形を応答解析に用いるとともに，材料物性等のばらつきを適切に考慮している。

表 3－1 の整理において，1.2ZPA による静解析を実施する旨を整理しているが，これは設置変更許可申請書の添付書類八において，「剛性の高い機器は，その機器の設置床面の最大応答加速度の 1.2 倍を震度として作用させて地震力を算定する。
」との方針としていることから，1 次固有振動数が 20Ｈｚ以上の機器に対して，設置床面の最大応答加速度（ZPA）の 1.2 倍を震度として作用させた地震力にて評価を行う。

2

3.2 耐震計算に用いる耐震評価条件の保守的な設定について
今回工認の機器・配管系の耐震計算書の作成において「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に示す設計用床応答曲線等の耐震評価条件に一定の保守的を設定したものを用いる。以下では，各建物・構築物，土木構造物における設定方法を説明する。
3.2.1 原子炉建屋
原子炉建屋の設計用床応答曲線は，「Ⅴ-2-2-1
地震応答解析結果を用いて，「Ⅴ-2-1-7原子炉建屋の地震応答計算書」による設計用床応答曲線の作成方針」に基づき設計用床応答曲線の作成を行っている。
原子炉建屋床面に設置された機器・配管系については，「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に記載された設計用床応答曲線に対して保守的な床応答曲線を適用した耐震計算を行い，その結果として耐震計算書を作成している。保守的な床応答曲線の適用に際しては，以下 2 つの方法の何れかにて実施している。
(1) 設計用床応答曲線に一律な保守性を考慮「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に示す設計用床応答曲線から得られる震度に一律（1.5 倍）保守性を考慮する（図 3-1）
。また，1.2ZPA を用いる場合も同様に 1.2ZPA に一律 1.5 倍の保守性を考慮する。
(2) 地盤物性等のばらつきを踏まえた保守性の考慮「Ⅴ-2-1-2 耐震設計の基本方針」において，地盤物性等のばらつきを適切に考慮する方針としており，その対応としては，床応答曲線を周期軸方向に±10％拡幅することにより考慮している。
地盤物性等のばらつきの影響を確認するための検討ケースについて，床応答曲線を作成し「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に示す設計用床応答曲線に加えることによる保守性として考慮する(図 3-2)。
3.2.2 使用済燃料乾式貯蔵建屋
使用済燃料乾式貯蔵建屋の設計用床応答曲線は，「Ⅴ-2-2-4 使用済燃料乾式貯蔵建屋の地震応答計算書」による地震応答解析結果を用いて，「Ⅴ-2-1-7設計用床応答曲線の作成方針」に基づき設計用床応答曲線の作成を行っている。
使用済燃料乾式貯蔵建屋床面に設置された機器・配管系については，「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に記載された設計用床応答曲線に対して保守的な床応答曲線を適用した耐震計算を行い，その結果として耐震計算書を作成している。保守的な床応答曲線の適用に際しては，以下 2 つの方法の何れかにて実施している。
(1) 設計用床応答曲線に一律な保守性を考慮「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に示す設計用床応答曲線から得られる震度に一律（1.5 倍）保守性を考慮する。また，1.2ZPA を用いる場合も同様に 1.2ZPAに一律 1.5 倍の保守性を考慮する。
(2) 地盤物性等のばらつきを踏まえた保守性の考慮「Ⅴ-2-1-2 耐震設計の基本方針」において，地盤物性等のばらつきを適切に考慮する方針としており，その対応としては，床応答曲線を周期軸方向に±10％拡幅する
3

ことにより考慮している。
地盤物性等のばらつきの影響を確認するための検討ケースについて，床応答曲線を作成し「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に示す設計用床応答曲線に加えることによる保守性として考慮する。

4

設計用床応答曲線に一律の余裕の考慮
設計用床応答曲線

図 3－1 設計用床応答曲線に一律な保守性を考慮（例）5

設計用床応答曲線に一定の余裕の考慮
設計用床応答曲線

図 3－2 地盤物性等のばらつきを踏まえた保守性の考慮（例）6(2) 個別の耐震計算書への記載方法
耐震計算に用いる耐震評価条件について保守的な設定を行った値を適用し評価を実施
した設備の個別の耐震計算書に対する対応を示す。
評価対象設備の具体的の評価方針については，付録 1「スカート支持たて置円筒形容器の耐震性についての計算書作成の基本方針」，付録 2「横置一胴円筒形容器の耐震性についての計算書作成の基本方針」，付録 3「平底たて置円筒形容器の耐震性についての計算書作成の基本方針」，付録 4「横軸ポンプの耐震性についての計算書作成の基本方針」，
付録 5「たて軸ポンプの耐震性についての計算書作成の基本方針」，付録 6「管の応力計算書及び耐震性についての計算書作成の基本方針」，付録 7「盤の耐震性についての計算書作成の基本方針」，付録 8「計装ラックの耐震性についての計算書作成の基本方針」，
付録 9「計器スタンションの耐震性についての計算書作成の基本方針」で述べており，その計算結果のフォーマットについても添付している。
計算結果のフォーマットの例示として付録 4「横軸ポンプの耐震性についての計算書作成の基本方針」を別紙 1 に示す。別紙 1 に示すとおり，耐震計算の耐震評価条件として保守的な設定を行った場合については，基準地震動ＳＳ及び弾性設計用地震動Ｓｄ又は静的震度と同等以上の設計震度を用いていることを明記する。

7

（参考）
床応答スペクトル固有周期計算間隔について
固有周期計算間隔の設定手順は①，②のとおりである。また，設定手順のイメージを図－１に示す。
① 固有周期Ｔの計算間隔は，0.05～1.0秒の間を固有周期で区分けし，各区分の間を円振動数の計算間隔Δω=一定の間隔で刻むこととしている。ここでΔω=一定で刻むのはT=2π／ωの関係から同一のΔωに対して短周期になるほど計算間隔が密になるためである。これは，床応答スペクトルは一般的に短周期（建屋の高次モード）において加速度の変化が大きいこと，また，床応答スペクトルを用いて耐震解析を行う機器・配管系の固有周期は短周期側にあるため，短周期でより精度よく応答スペクトルを計算する必要があることになる。
② 床応答スペクトルを作成する周期範囲 0.05～1.0 秒において，短周期側の区分が狭くなるように領域分けを行い，建屋の卓越周期にあたる区間の計算間隔が比較的細かくなるようにΔωを設定する。なお，東海第二原子力発電所の Ss8 波に対する原子炉建屋 1 次
固有周期は 0.42～0.39 秒である。図－2 に床応答スペクトル固有周期計算間隔の設定手順を示す。

原子炉建屋
1 次固有周期 0.4s～0.5s

図－１ 床応答スペクトル固有周期の計算間隔8表－2 床応答曲線作成に用いる固有周期計算間隔の設定手順
表 2－1 で定義した固有周期と計算間隔

床応答曲線作成
固有周期Ｔ

計算間隔Δω

円振動数ωに用いる(s)（rad／s）（rad／s）

固有周期 T(=2π/ω)
（s）

1.000

0.600

6.283185

1.000

0.500

6.783185

0.926

0.500

7.283185

0.863

0.500

7.783185

0.807

0.500

8.283185

0.759

0.500

8.783185

0.715

0.500

9.283185

0.677

0.500

9.783185

0.642

0.500

10.283185

0.611

0.300

10.471976

0.600

0.300

10.771976

0.583

0.300

11.071976

0.567

・・・・・・－0.5ｓ間隔9＊310材

回転速度-1(min )Ｎ＝

予想最大両振幅(μm)

Ｈｐ＝

減速機取付ボルト(ｉ＝4)

原動機取付ボルト(ｉ＝3)

ポンプ取付ボルト
(ｉ＝2)

基礎ボルト
(ｉ＝1)

部

Ｆi(MPa)

Ｆi
(MPa)

（M ）

Ａｂｉ
(mm)

（M ）

(mm)

２ｉ

減速機取付ボルト
(ｉ＝4)

Ｓｕｉ
(MPa)

＊3(mm)

１ｉ

（M ）

Ｓｙｉ
(MPa)

－＊2

原動機取付ボルト
(ｉ＝3)

ｈｉ
(mm)

＊1（M ）ｍｉ(kg)

建屋－＊2
ＣH＝＊3ｎｉｎｆｉ

弾性設計用地震動
Ｓｄ又は静的震度転倒方向

＊3

ＣH＝

ＣV＝

＊4

ＣP＝

ポンプ振動
による震度

基準地震動
Ｓｓ

ＭＰ(N・mm)＊4

基準地震動Ｓｓ
水平方向 鉛直方向
設計震度 設計震度

弾性設計用地震動
Ｓｄ又は静的震度

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

ＣV＝

弾性設計用地震動Ｓｄ又は静的震度
水平方向
鉛直方向
設計震度
設計震度

注記 ＊1：基準床レベルを示す。
＊2：固有周期は十分に小さく，計算は省略する。
＊3：弾性設計用地震動Ｓｄ又は静的震度と同等以上の設計震度＊4：基準地震動Ｓｓの震度と同等以上の設計震度EL.

固有周期(s)
据付場所及び床面高さ（m）
水平方向 鉛直方向

ポンプ取付ボルト(ｉ＝2)

材

耐震重要度分類

基礎ボルト
(ｉ＝1)

部

1.2 機 器 要 目

機 器 名 称【○○○○○ポンプの耐震性についての計算結果】
1． 設 計 基 準 対 象 施 設
1.1 設 計 条 件
最高使用温度（℃）

周囲環境温度（℃）

別紙１