東海第二発電所 工事計画審査資料
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資料番号

工認-340 改 1

提出年月日

平成 30 年 5 月 9 日

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1Ｖ-2-別添 3-4-5 逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度計算書

目次
1.

概要 ............................................................................................................................................... 12.

基本方針........................................................................................................................................ 22.1 位置 ......................................................................................................................................... 22.2 構造計画 .................................................................................................................................. 52.3 評価方針 .................................................................................................................................. 62.4 適用規格 .................................................................................................................................. 73.

強度評価方法 ................................................................................................................................ 83.1 記号の定義...............................................................................................................................83.2 評価対象部位 ........................................................................................................................... 93.3 荷重及び荷重の組合せ .......................................................................................................... 103.4 許容限界 ................................................................................................................................ 11NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R0E

3.5 評価方法 ................................................................................................................................ 124.

評価条件...................................................................................................................................... 145.

強度評価結果 ..............................................................................................................................16

1. 概要本資料は，Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」に示すとおり，逆流防止装置（床ドレンファンネル）が溢水による静水圧荷重に対し，主要な構造部材が構造健全性NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1を有することを確認するものである。

1

2. 基本方針
Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」の「3. 構造強度設計」に示す構造計画を踏まえ，逆流防止装置（床ドレンファンネル）の「2.1 位置」及び「2.2 構造概要」を示す。
2.1 位置逆流防止装置（床ドレンファンネル）は，Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」の「3. 構造強度設計」の構造計画に示すとおり，溢水の溢水評価区画への流入を防止するために，原子炉建屋原子炉棟に設置する。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

逆流防止装置（床ドレンファンネル）の設置位置を第 2-1 表に示す。

2

第 2-1 表 逆流防止装置（床ドレンファンネル）の設置位置（1/2）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

設備名称

配置図

逆流防止装置（床ドレンファンネル）：逆流防止装置（床ドレンファンネル）3

第 2-1 表 逆流防止装置（床ドレンファンネル）の設置位置（2/2）
設備名称

配置図

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

Ｎ

逆流防止装置（床ドレンファンネル）：逆流防止装置（床ドレンファンネル）4

2.2 構造計画
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の構造計画は，Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」の「3. 構造強度設計」にて示す構造とする。
逆流防止装置（床ドレンファンネル）は，フロート式の逆止弁であり，溢水の溢水評価区画への流入に対して，フロートが押し上げられ，弁座に密着することで流入を防止する構造とする。
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の固定方法としては，床面設置の取付金具に直接ねじ込み固定（以下「ねじ込み取付型」及び「ねじ込み取付型（2）」という。
）とする。
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の構造計画を第 2-2 表に，概要図を第 2-1 図及び第 22 図に示す。
第 2-2 表逆流防止装置（床ドレンファンネル）の構造計画
計画の概要

設備名

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1称

型式

主体構造

説明図

支持構造

弁座を含む弁逆流防本体，弁体で床面設置の目皿に止装置あるフロート取付用金具を溶接（床ドねじ込み及びフロートにて取付け，取付レンフ取付型を弁座へ導く用金具に直接ねじァンネ

フロートガイ込み固定とする。

ル）

ドで構成する。

第 2-1 図 ねじ込み取付型
5概要図

2.3 評価方針
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価は，Ⅴ-3-別添 3-3「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」及び「4.2 許容限界」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，逆流防止装置（床ドレンファンネル）の評価対象部位に作用する応力が許容限界内に収まることを「3. 強度評価方法」に示す方法により，「4. 評価条件」に示す評価条件を用いて計算し，「5. 強度評価結果」にて確認する。
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価フローを第 2-3 図に示す。

溢水による荷重の算定
・常時作用する荷重
NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1・溢水による静水圧荷重

評価式による計算

応力の計算

弁本体，フロートガイド，フロートの応力評価

第 2-2 図 逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価フロー

6

2.4 適用規格
適用する規格，基準等を以下に示す。
・「発電用原子力設備規格 設計・建設規格（2005年版(2007年追補版を含む)）〈第Ⅰ編 軽水炉規格〉ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ1-2005/2007」（日本機械学会）
・「原子力発電所耐震設計技術指針 ＪＥＡＧ 4601-1987」（社）日本電気協会
・「原子力発電所耐震設計技術指針 重要度分類・許容応力編 ＪＥＡＧ 4601・補-1984」（社）日本電気協会

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

・日本工業規格 JIS G 4303「ステンレス鋼棒」

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3.

強度評価方法
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価は，Ⅴ-3-別添 3-3「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。
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価は，「3.2 評価対象部位」に示す評価対象部
位対し，「3.3 荷重及び荷重の組合せ」及び「3.4 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，「3.5評価方法」に示す方法を用いて評価を行う。

3.1 記号の定義
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価に用いる記号を第 3-1 表に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

第 3-1 表 強度評価に用いる記号記号

単位

Ａ1m2Ａ2m2Ａ3m2Ａ4m2Ｄ2mＤ3mＤ4m

定義
弁本体の最小断面積
溢水による静水圧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
溢水による静水圧がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面積溢水による静水圧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直径
溢水による静水圧がフロートガイドに作用する評価に用いる受圧面積

2

重力加速度

ｇm/s

ｈm

Ｓ

MPa

Ｐｗ

MPa

フロートに発生する圧力

Ｐｈ

MPa

溢水による静水圧

Ｗ1

N

逆止弁の自重

Ｗ2

N

フロートガイド1本当たりに作用する荷重

ρkg/m3

溢水の密度

σt1

MPa

弁本体の最小断面積に加わる圧縮応力

σt2

MPa

フロートガイドの最小断面積に加わる圧縮応力

当該部分の浸水高さ
ＪＳＭＥ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83.2 評価対象部位
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の評価対象部位はⅤ-3-別添 3-3「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対象部位を踏まえて，溢水に伴う荷重の作用方向を考慮し設定する。
溢水時は，逆止弁下流からの溢水による静水圧荷重により，弁本体及びフロートガイドに圧縮力が作用する。また，逆止弁下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。
このことから，主要構成部材である弁本体，フロートガイド及びフロートを評価対象部位とNT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1して設定する。評価対象部位について，第 3-1 図に示す。

図中の①，②，③は評価対象部位を示す。
第 3-1 図 ねじ込み取付型の評価対象部位

93.3 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，Ⅴ-3-別添 3-3「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み合わせを用いる。
3.3.1 荷重の設定
強度評価に用いる荷重を以下に示す。
（1）常時作用する荷重（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する。
（2）溢水による静水圧（Ｐｈ）
Ｐｈ＝ρ×ｇ×ｈ×10-3

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

なお，浸水高さｈについては，保守的に床スラブ下端から上階のフロアレベル間の高さを用いることとし，第 3-2 図に示す。
上階のフロアレベル逆流防止装置（床ド溢水高さレンファンネル）ｈ

床スラブ下端床ドレン配管

第 3-3 図 溢水による静水圧の算出に用いるｈの設定

10

3.3.2 荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重の組合せは，逆流防止装置（床ドレンファンネル）の設置位置ごとに設定する。荷重の組合せを第 3-2 表に示す。
第 3-2 表 荷重の組合せ
種類

荷重の組合せねじ込み取付型

Ｄ＋Ｐｈ

3.4 許容限界
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の許容限界は，Ⅴ-3-別添 3-3「溢水への配慮が必要

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1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
評価対象部位」にて設定している評価対象部位ごとに，機能損傷モードを考慮し，弁本体，フロートガイドについては，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こととする。
第 3-3 表 弁本体及びフロートガイドの許容限界
許容限界＊１（ボルト以外）
状態

一次応力
圧縮

供用状態Ｃ

1.2Ｓ

＊１：ＪＥＡＧ 4601・補-1984を準用し，ボルト以外については「第3種菅の許容応力」を適用する。
第 3-4 表 フロートの許容限界
評価対象設備

評価対象部位水圧試験の圧力（MPa）

ねじ込み取付型

フロート2.0113.5 評価方法
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価は，Ⅴ-3-別添 3-3「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」にて設定している評価式を用いる。
（1）弁本体弁本体に発生する圧縮応力σt1 を以下の式より算出する。また，弁本体に作用する評価に用いる受圧面積Ａ2 は，弁本体のうち溢水による静水圧を受ける面積が最も広い箇所を適用し，受圧面の直径Ｄ2 から求める。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ことすし，以下の第 3-3 図に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1σt1＝

Ｗ 1＋ Ｐ・h Ａ2Ａ1

弁本体
断面積Ａ1

弁本体の評価に用いる受圧面直径Ｄ2
受圧面積Ａ2

第 3-3 図 弁本体の強度評価に用いる受圧面直径及び断面積

12（2）フロートガイド
フロートガイドに発生する圧縮応力σt2 を以下の式より算出する。また，フロートガイドに作用する評価に用いる受圧面積Ａ4 は受圧面の直径Ｄ4 から求める。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。

σt1＝Ｗ 2＋ Ｐ・
h Ａ4Ａ3

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

断面積Ａ3フロートガイド

フロートガイドの評価に用いる受圧面直径Ｄ4
受圧面積Ａ4

第 3-4 図 フロートガイドの強度評価に用いる受圧面直径及び断面積（3）フロート
フロートに発生する圧力Ｐｗは溢水による静水圧とする。

Ｐｗ＝ Ｐｈ13

4.

評価条件
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の「3. 強度評価方針」に用いる評価条件を以下に示す。

（1）ねじ込み取付型の強度評価に用いる評価条件
第 4-1 表にねじ込み取付型の逆流防止装置（床ドレンファンネル）の各諸元を，第 4-2 表にねじ込み取付型の逆流防止装置（床ドレンファンネル）の強度評価に用いる条件を示す。
第 4-1 表 ねじ込み取付型の逆流防止装置（床ドレンファンネル）の各諸元
弁本体の最弁本体の材質

小断面積Ａ1（m2）NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

SUS316L

SUS316L

直径

溢水による静水圧が弁本体に作用する評価に用いる受圧面積Ｄ2

逆止弁の自重
Ｗ1（N）

Ａ2（m）

（m2）

0.0011

フロートガイドの材質

弁本体の受圧面のフロートガ

フロートガ

フロートガ

イドの最小イドの最小イドの受圧

断面積

直径

面の直径

Ａ3

Ｄ3Ｄ4（m2）（m）（m）

0.000035

0.00660.007

溢水による静水圧がフロートガ

フロートガイイドに作用する

ド1本当たりに評価に用いる受作用する荷重

圧面積Ａ4Ｗ2（N）（m2）

第 4-2 表 ねじ込み取付型の逆流防止装置（床ドレンファンネル）の各諸元
逆流防止装置
重力加速度ｇ

溢水の密度ρ（床ドレンファ（m/s2）（kg/m3）ンネル）の設置
床面高さ（m）

9.806651000

14

当該部分の浸水
高さｈ（m）

EL.-4.0

11.0

EL.14.0

7.3

EL.29.0

9.8

EL.38.88.7

（3）各逆流防止装置（床ドレンファンネル）の使用材料の許容応力条件
第 4-3 表 各逆流防止装置（床ドレンファンネル）の使用材料の許容応力条件

種類

S（℃）

（MPa）

材料

本体

SUS316L

40

フロートガイド

SUS316L40

NT2 補② Ⅴ-2-別添 3-4-5 R1

ねじ込み取付型

温度条件

評価対象部位155.

強度評価結果
弁本体，フロートガイドの圧縮応力，引張応力，組合せ応力の強度評価結果を第 5-1 表に示す。
逆流防止装置（床ドレンファンネル）の弁本体，フロートガイド及びフロートの発生応力は許容応力以下である。
第 5-1 表 強度評価結果

種類

評価対象部位本体

圧縮

フロートガイド

圧縮

発生応力

許容応力

（MPa）

（MPa）

発生応力

許容応力

（MPa）

（MPa）

NT2補②
補②Ⅴ-2-別添
Ⅴ-2-別添3-4-5R1E
R1
NT23-4-5

ねじ込み取付型種類

評価対象部位

ねじ込み取付型

フロート

圧縮

0.11

162.0