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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-1037 改 1

提出年月日

平成 30 年 9 月 14 日

公開できません。

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R0Ⅴ-3-別添 6-6 制御棒案内管の応力計算書

目次

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

1.

一般事項

11.1 記号の説明

11.2 適用基準

11.3 形状・寸法・材料

11.4 解析範囲

11.5 計算結果の概要

12.

計算条件

52.1 設計条件

52.2 重大事故等時の条件

52.3 荷重の組合せ及び供用状態

52.4 材料

52.5 物性値

52.6 荷重の組合せと応力評価

52.7 許容限界

52.8 応力の記号と方向

53.

6外荷重の条件

3.1 死荷重64.

応力計算64.1 応力評価点

64.2 差圧による応力64.2.1 荷重条件（L02）64.2.2 計算方法

64.3 外荷重による応力74.3.1 荷重条件（L04）74.3.2 計算方法

74.4 応力の評価

75.

8

応力強さの評価

5.1 一次一般膜応力強さの評価

8

5.2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価

86.

9

特別な評価

6.1 圧縮応力の評価

96.1.1 計算データ

96.1.2 圧縮応力

96.1.3 許容圧縮応力96.1.4 圧縮応力の評価

106.2 外圧の評価

10目−1

106.2.2 許容外圧

106.2.3 外圧の評価

10NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

6.2.1 外圧

目−2

図表目次
2表 1-1 計算結果の概要

3表 4-1 断面性状11表 5-1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ

12

表 5-2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ

13

表 6-1 圧縮応力の評価

14

表 6-2 外圧の評価

14NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

図 1-1 形状・寸法・材料・応力評価点

目−3

1.

一般事項
本計算書は，制御棒案内管の応力計算書である。
制御棒案内管は，炉心支持構造物であるため，添付書類「Ⅴ-2-3-3-2-1 炉心支持構造物の応力解析の方針」（以下「応力解析の方針」という。
）に基づくものとする。

1.1 記号の説明
記号の説明は，「応力解析の方針」の 2 章に示す。
さらに，本計算書において，以下の記号を用いる。

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

記

号記 号 の 説 明

単 位Ａ

断面積mm2Ｄｉ

内径mm

Ｄｏ

外径mm

Ｉ

断面二次モーメントmm4Ｒｏ

外半径mmｔ

厚さmm

σｃａ

許容圧縮応力MPa

Ｐａ

許容外圧MPaＬ

長さmm

1.2 適用基準
適用基準は，「応力解析の方針」の 1.3 節に示す。
1.3 形状・寸法・材料
本計算書で解析する箇所の形状・寸法・材料を図 1-1 に示す。
1.4 解析範囲
解析範囲を図 1-1 に示す。
1.5 計算結果の概要
計算結果の概要を表 1-1 に示す。
なお，応力評価点の選定に当たっては，形状不連続部，溶接部及び厳しい荷重作用点に着目し，応力評価上厳しくなる代表的な評価点を本計算書に記載している。

1

炉心支持板

Ｄｉ

Ｌ/2ｔ

ボディ
〔SUS304TP 相当〕
P03,P03’

Ｄｏ ＝Ｌ

Ｄｉ ＝ｔ

＝

Ｌ＝

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R0

P04,P04’
P01,P01’

Ｄｏ

P02,P02’

Ａ部詳細図：応力評価点Ａ〔〕：ＪＩＳ相当材（）：材料ベース〔SCS13A 相当〕

図1-1 形状・寸法・材料・応力評価点（単位：mm）

2

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R0

表 1-1(1) 計算結果の概要

部分及び材料

供用状態

一次一般膜応力強さ

一次一般膜＋一次曲げ応力強さ（MPa）（MPa）

応力
強さ

下部溶接部
SCS13A
長手中央部
SUS304TP

許容値

応力

応力

評価面

強さ

許容値

応力
評価面

Ｅ

10113

P01-P02

10170

P01-P02

Ｅ

9130

P03-P04

9195

P03-P043

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R0

表 1-1(2) 計算結果の概要
部分及び材料ボディ
SUS304TP

供用状態

Ｅ

圧縮応力の評価 (MPa)
圧縮応力

許容圧縮応力555

外圧の評価 (MPa)
外圧

許容外圧
0.89

4

2.

計算条件

2.1 設計条件
設計条件を「応力解析の方針」の 4.1 節に示す。
2.2 重大事故等時の条件
重大事故等時の条件を「応力解析の方針」の 4.3 節に示す。
2.3 荷重の組合せ及び供用状態
荷重の組合せ及び供用状態は，「応力解析の方針」の 3.4 節に示す。
2.4 材料
各部の材料を図 1-1 に示す。
2.5 物性値
NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

物性値は，「応力解析の方針」の 3.3 節に示す。
2.6 荷重の組合せと応力評価
荷重の組合せと応力評価は，「応力解析の方針」の 4.5 節に示す。
2.7 許容限界
許容限界は，「応力解析の方針」の 3.5 節に示す。
2.8 応力の記号と方向
応力の記号とその方向は，以下のとおりとする。
σｔ ：周方向応力
σ ：軸方向応力σｒ ：半径方向応力
τｔ ：せん断応力

σσｒσｔ5

3. 外荷重の条件
3.1 死荷重
制御棒案内管の評価に用いる死荷重を「応力解析の方針」の 4.4.1 項に示す。
4.

応力計算

4.1 応力評価点
応力評価点の位置を図 1-1 に示す。また，各応力評価点の断面性状を表 4-1 に示す。
4.2 差圧による応力4.2.1 荷重条件（L02）
重大事故等時の条件による差圧を「応力解析の方針」の 4 章の図 4-1 に示す。
計算は，設計条件に対して行い，供用状態Ｅでの応力は，比例計算により求める｡
4.2.2 計算方法
NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1(1) 一次一般膜応力
差圧Ｐ13 による一次一般膜応力は，次式で求める。

σt＝−Ｙ・Ｐ 13Ｙ−1

σ ＝0σr＝−Ｙ
・Ｐ 13Ｙ＋1

ここで， Ｙ＝ＤoＤi(2) 一次一般膜＋一次曲げ応力
差圧による一次曲げ応力は存在しない。したがって，一次一般膜＋一次曲げ応力は一次一般膜応力と同じである。

64.3 外荷重による応力
4.3.1 荷重条件（L04）制御棒案内管に働く外荷重を「応力解析の方針」の 4.4 節に示す。
4.3.2 計算方法
(1) 一次一般膜応力
外荷重による一次一般膜応力は，次式で求める。

σ＝Ｖ Ｍ Ｄo＋ ・Ａ Ｉ 2

τt ＝

Ｈ
Ａ

(2) 一次一般膜＋一次曲げ応力
NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

外荷重による一次曲げ応力は存在しない。したがって，一次一般膜＋一次曲げ応力は，一次一般膜応力と同じである。
4.4 応力の評価
各応力評価点で計算された応力は，応力を分類ごとに重ね合わせ，組合せ応力を求め応力強さを算出する。
応力強さの算出方法は「応力解析の方針」の 5.4 節に示す。

75.

応力強さの評価

5.1 一次一般膜応力強さの評価
供用状態Ｅにおける評価を，表 5-1 に示す。
表 5-1 より，供用状態Ｅの一次一般膜応力強さは，「応力解析の方針」の 3.5 節に示す許容値を満足する。
5.2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価
供用状態Ｅにおける評価を，表 5-2 に示す。
表 5-2 より，供用状態Ｅの一次一般膜＋一次曲げ応力強さは，「応力解析の方針」の 3.5 節にNT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

示す許容値を満足する。

8

6.

特別な評価

6.1 圧縮応力の評価
制御棒案内管に圧縮応力を発生させる荷重は，「応力解析の方針」の 4.4.1 項の表 4-1(6)に示す鉛直力である。これらの荷重の組合せにより発生する圧縮応力の評価を行う。
6.1.1 計算データ
外径：

Ｄｏ ＝

内径：

Ｄｉ ＝Ｄｏ−2・ｔ

mm

＝＝
断面積：

Ａπ＝ ・(Ｄ o 2−Ｄ i 2 )4＝

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1＝
6.1.2 圧縮応力
重大事故等時の条件での圧縮応力は，次のように求める。
供用状態Ｅ
σc ＝

Ｖ＝Ａ＝5 MPa
6.1.3 許容圧縮応力
重大事故等時の条件での許容圧縮応力は，次のように求める。
供用状態Ｅにおける許容圧縮応力は，次の 2 つの値のうち小さい方の値を用いる。
2.0・Ｓｍ＝229 MPa
2.0・Ｂ＝111 MPa(供用状態Ｅの温度℃における値)

ここで，Ｂ値は次のようにして求める。
設計・建設規格 付録材料図表 Part7 図 11 より，
0.125
0.125＝＝ 0.0038
Ｒo / ｔ/を用いて，
2.0・Ｂ ＝111 MPa
ゆえに，許容圧縮応力は継手効率を考慮し，
σｃａ＝55 MPa

96.1.4 圧縮応力の評価
供用状態Ｅにおける圧縮応力の評価を表 6-1 に示す。
表 6-1 より，供用状態Ｅにおける圧縮応力は，6.1.3 項に示す許容圧縮応力を満足する。
6.2 外圧の評価
ボディに作用する外圧の評価を行う。
6.2.1 外圧
重大事故等時の条件における外圧を「応力解析の方針」の 4 章の図 4-1 に示す。
6.2.2 許容外圧
供用状態Ｅにおける許容外圧を次に示す。
(単位：MPa)NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

条件
供用状態Ｅ

許容外圧
4・Ｂ＊1・ｔ2.0・3・Ｄ o＝0.89

注記 ＊：設計・建設規格 付録材料図表 Part7 図 11 より求めた供用状態Ｅの温度℃におけるＢの値＝22 MPa6.2.3 外圧の評価
供用状態Ｅにおける外圧の評価を表 6-2 に示す。
表 6-2 より，供用状態Ｅにおける外圧は 6.2.2 項に示す許容外圧を満足する。

10

表 4-1 断面性状

応力評価点

ｔ（mm）

Ｄｉ

Ｄｏ（mm）（mm）

P01，P02

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1P03，P04

11Ａ2（mm ）Ｉ（mm4）

表 5-1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ(単位：MPa)
応力評価面
P01
P02P01’
P02’

供用状態Ｅ
応力
強さ

許容値

10124＊

10124＊

9130＊

9130＊

P03
P04
P03’
P04’

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

注記 ＊：継手効率12を乗じた値を示す。

表 5-2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ(単位：MPa)
応力
評価面
P01
P02
P01’
P02’
P03
P04
P03’
P04’

供用状態Ｅ
応力強さ

許容値

10186＊

10186＊

9195＊

9195＊

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1

注記 ＊：継手効率13を乗じた値を示す。

表 6-1 圧縮応力の評価

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-6 R1E(単位：MPa)条件

圧縮応力

許容圧縮応力供用状態Ｅ555

表 6-2 外圧の評価(単位：MPa)条件

外圧

許容外圧Ｐ13Ｐａ

供用状態Ｅ

0.8914