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東海第二発電所 工事計画審査資料

営業秘密又は防護上の観点から

資料番号

工認-1030 改 2

提出年月日

平成 30 年 9 月 6 日

公開できません。

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2Ⅴ-3-9-1-4-2

原子炉格納容器貫通部ベローズの強度計算書

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2目次
1. 概要

12. 一般事項

12.1 構造計画

12.2 評価方針

32.3 適用基準

32.4 記号の説明

43. 計算条件

53.1 形状及び主要寸法53.2 材料及び縦弾性係数64. 設計条件

74.1 評価条件

74.2 設計繰返し回数74.3 ベローズの伸縮量

85. ベローズの疲労評価

95.1 疲労評価方法

95.2 許容繰返し回数の計算

96. 評価結果

111. 概要本計算書は，原子炉格納容器貫通部ベローズ（以下「ベローズ」という。
）の強度計算書である。
ベローズは，原子炉格納容器の配管貫通部に設けられており，設計基準対象施設の原子炉格納容器と同様に重大事故等クラス２容器として兼用する機器である。
以下，重大事故等クラス２容器として添付書類「Ⅴ-3-1-6 重大事故等クラス２機器及び重大事故等クラス２支持構造物の強度計算の基本方針」にて設定している構造強度の設計方針に基づき，ベローズの強度評価について記載する。

2.

一般事項

2.1 構造計画

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2ベローズの構造計画を表 2−1 に示す。

1

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2

表 2−1 構造計画
計画の概要
基礎・支持構造

主体構造

ベローズは原子炉格納容器単層板，若しくは 2 層の複配管貫通部の一部に設けられ層板からなる断面蛇腹形状のる。

ステンレス製構造物である。

概略構造図

ベローズ

22.2 評価方針
ベローズの強度評価は，添付書類「Ⅴ-3-1-6 重大事故等クラス２機器及び重大事故等クラス２支持構造物の強度計算の基本方針

2.3 重大事故等クラス２機器であって原子炉格納容器の構造及び強度」に基づき「2.1 構造計画」に示すベローズについて，「5. ベローズの疲労評価」に示す方法にて疲労評価することで実施する。

2.3 適用基準
適用基準を以下に示す。
(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。）)

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ1−2005/2007（日本機械学会 2007 年 9 月）

3

2.4 記号の説明
記号記 号 の 説 明

単位

長さmmｃ

層数−Ｅ

縦弾性係数

MPaｈ

長さmm

Ｎ

設計繰返し回数−Ｎｓ

許容繰返し回数−ｎ2 倍の波数−ＰＤ

内圧kPaＴＤ

温度℃ｔ

板厚mm

δ

伸縮量mmσ応力MPa

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2ｂ43.

計算条件

3.1 形状及び主要寸法

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2貫通部の形状を図 3−1 に示し，ベローズの主要寸法を表 3−1 に示す。

図 3−1 貫通部の形状

5表 3−1 ベローズの主要寸法（単位：mm）
形
＊ｂｈ

＊

状＊ｔｎ＊

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2

貫通部番号

注記＊：記号の説明は，図 3−1 参照

3.2 材料及び縦弾性係数
(1)

材料
ベローズ

(2)

SUS304縦弾性係数
縦弾性係数Ｅ

1.92×105 MPa（66℃）
1.84×105 MPa（171℃）
1.83×105 MPa（200℃）

6ｃ＊

4. 設計条件
4.1 評価条件
(1)

(2)

(3)

設計基準対象施設としての圧力及び温度
通常運転温度 ＴＯ

66℃

最高使用圧力 ＰＤ

310 kPa

最高使用温度 ＴＤ171 ℃

重大事故等対処施設としての評価圧力及び評価温度
内圧 ＰＳＡ620 kPa

温度 ＴＳＡ

200 ℃

地震伸縮量
ベローズの地震伸縮量δを表 4−1 に示す。表 4−1 に示す伸縮量（基準地震動Ｓｓ）は，添付書類「Ⅴ-2-3-2 炉心，原子炉圧力容器及び圧力容器内部構造物並びに原子炉格納容器

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2及び原子炉本体の基礎の地震応答計算書」により計算された原子炉格納容器と原子炉建屋の相対変位に基づき，全ての貫通部を包絡する値を用いる。

表 4−1 地震伸縮量（基準地震動Ｓｓ）（単位：mm）
δｘ

δｙδｚ

4.2 設計繰返し回数
設計繰返し回数Ｎを表 4−2 に示す。

表 4−2 設計繰返し回数（単位：回）
通常運転Ｎ１

設計条件Ｎ２7

重大事故条件Ｎ３

4.3 ベローズの伸縮量
ベローズの全伸縮量δを表 4−3 に示す。

表 4−3 ベローズの全伸縮量（単位：mm）
全伸縮量δ

貫通部番号

設計条件

重大事故条件NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2

通常運転

全伸縮量δは，次の計算式より計算した値
δ＝δx＋

Ｄm・δy 2＋δz2
Ａ

ここに，
Ｄm：ベローズ平均径(mm)Ａ：ベローズ間距離(mm)δx：貫通部軸方向の変位量(mm)δy,δz：互いに直交する貫通部軸直角方向の変位量(mm)85.

ベローズの疲労評価

5.1 疲労評価方法
設計繰返し回数が，設計・建設規格 PVE-3800 より算出したと許容繰返し回数を超えないことを確認する。
設計繰返し回数は，通常運転時，設計基準事故時（地震時含む）及び重大事故等時の 3 種類であるため，設計繰返し回数と許容繰返し回数との比をそれぞれ加えた値が１以下であることを確認する。

5.2 許容繰返し回数の計算
ここでは，貫通部番号 X-2 の設計条件についての計算例を示し，他は計算結果を表 5−1 に示す。

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2許容繰返し回数Ｎｓ
Ｎ s＝

11031
σ

3.5＝11031
983

3.5＝4.733 10 3 回

ここに，σは次の計算式より計算した値
σ＝1.5・Ｅ・ｔ・δ Ｐ・ｈ＋t・cｎ・ ｂ・ｈ3

（調整リングが付いている場合）＝ 983MPa＝

設計繰返し回数と許容繰返し回数の比
Ｎ＝
Ｎs＝6.34 10 -29表 5−1 ベローズの設計繰返し回数と許容繰返し回数の比NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2

貫通部番号ＮＳ１Ｎ1
Ｎs1

ＮＳ２

Ｎ2
Ｎs2

ＮＳ３

Ｎ3
Ｎs3

4.99×10-3

6.34×10-2

4.33×10-4

1.83×10-3

4.69×10-2

2.87×10-4

1.83×10-3

4.69×10-2

2.87×10-4

1.83×10-3

4.69×10-2

2.87×10-41.83×10-3

4.69×10-2

2.87×10-4

2.78×10-3

2.14×10-1

1.13×10-3

1.22×10-3

4.17×10-2

2.41×10-4

1.22×10-3

4.17×10-2

2.41×10-4

1.52×10-3

4.20×10-2

2.70×10-4

1.52×10-3

5.26×10-2

3.25×10-4

1.52×10-3

5.26×10-2

3.25×10-4

1.52×10-3

4.20×10-2

2.70×10-4

3.32×10-3

1.13×10-1

5.72×10-4

3.32×10-3

1.13×10-1

5.72×10-4

4.99×10-3

6.34×10-2

4.33×10-4

4.99×10-3

6.34×10-2

4.33×10-4

3.73×10-3

2.52×10-2

1.62×10-4

106. 評価結果
ベローズの評価結果を表 6−1 に示す。
通常運転，設計条件，重大事故条件の設計繰返し回数と許容繰返し回数との比をそれぞれ加えた値は評価基準値を満足しており，設計基準対象施設及び重大事故等対処施設としての構造強度が確保されることを確認した。

表 6−1 評価結果

評価部位

Ｎ1Ｎ2Ｎ3Ｎ1

Ｎs1

Ｎs2

Ｎs3

Ｎs1

4.99×10-3

6.34×10-2

4.33×10-4

6.89×10-2

1○-3-2-4-2

1○

NT2 補① Ⅴ-3-9-1-4-2 R2E

1.83×10

4.69×10

2.87×10＋Ｎ2
Ｎs2＋

4.91×10Ｎ3

評価

Ｎs3

基準値

判定

1.83×10-3

4.69×10-2

2.87×10-4

4.91×10-2

1○

1.83×10-3

4.69×10-2

2.87×10-4

4.91×10-2

1○1.83×10-3

4.69×10-2

2.87×10-4

4.91×10-2

1○-3-1-3-1

1○

2.78×10

2.14×10

1.13×10

2.18×10

1.22×10-3

4.17×10-2

2.41×10-4

4.32×10-2

1○

1.22×10-3

4.17×10-2

2.41×10-4

4.32×10-2

1○-3-2-4-2

1○

1.52×10

4.20×102.70×10

4.38×10

1.52×10-3

5.26×10-2

3.25×10-4

5.45×10-2

1○

1.52×10-3

5.26×10-2

3.25×10-4

5.45×10-2

1○-3-2-4-2

1○

1.52×10

4.20×102.70×10

4.38×10

3.32×10-3

1.13×10-1

5.72×10-4

1.17×10-1

1○

3.32×10-3

1.13×10-1

5.72×10-4

1.17×10-1

1○-3-2-4-2

1○

4.99×10

6.34×10

4.33×10

6.89×10

4.99×10-3

6.34×10-2

4.33×10-4

6.89×10-2

1○

3.73×10-3

2.52×10-2

1.62×10-4

2.91×10-2

1○11