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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-440-1 改 13

提出年月日

平成 30 年 7 月 31 日

工事計画に係る補足説明資料
補足-440-1【竜巻への配慮が必要な施設の強度に関する説明書の全般の補足説明】

平成 30 年 7 月
日本原子力発電株式会社

1

補足説明資料目次
Ⅰ. はじめに
1．強度計算の方針に関する補足説明資料
1.1 風力係数について
1.2 強度計算時の施設の代表性について
1.3 換気空調設備の竜巻の影響を考慮する施設について
1.4 構造強度評価における評価対象部位の選定について
2．竜巻より防護すべき施設を内包する施設の強度計算に関する補足説明資料
2.1 鉄筋コンクリート部材の裏面剥離評価方法について
2.2 コンクリートの裏面剥離に対する設備対策の評価手法について
2.3 原子炉建屋大物搬入口扉の貫通評価について
2.4 ブローアウトパネル開口部から侵入する風に対する対応方針について
2.5 原子炉建屋外側ブローアウトパネルの飛び出し挙動について
2.6 使用済燃料乾式貯蔵建屋の使用済燃料乾式貯蔵容器冷却性能について
2.7 使用済燃料乾式貯蔵建屋壁面への車両の衝突影響について
2.8 飛来物として設定する車両の設定について
2.9 鉄筋コンクリートの衝突解析モデルにおける破断限界の設定について
2.10 原子炉建屋原子炉棟屋根スラブ変形評価の許容値の設定について
2.11 車両衝突時における使用済燃料乾式貯蔵建屋内壁ライナの挙動について
2.12 原子炉建屋原子炉棟屋根スラブの貫通及び裏面剥離評価について
2.13 鉄筋コンクリート部材の貫通評価及び裏面剥離評価について
3．海水ストレーナの強度計算に関する補足説明資料
3.1 海水ストレーナの評価対象部位について
4．屋外の重大事故等対処設備の固縛装置の強度計算に関する補足説明資料
4.1 固縛装置の設計における保守性について
4.2 固縛装置の設計における設備の代表性について
4.3 屋外の重大事故等対処設備の収納ラックに対する固縛対応ついて
5．主排気筒の強度計算に関する補足説明資料
5.1 竜巻飛来物による構造欠損の想定箇所について
5.2 起因事象を竜巻とした場合の主排気筒に求められる機能について
6．ディーゼル発電機吸気口の強度計算に関する補足説明資料
6.1 ディーゼル発電機吸気口の局部ばね定数及び局部応力の算出について

2

7．防護対策施設の強度計算に関する補足説明資料
7.1 シャックルの許容限界について
7.2 飛来物のオフセット衝突の影響について
7.3 金網の設計裕度の考え方
7.4 ワイヤロープの変形を考慮したネットシステムのたわみについて
7.5 ワイヤロープの初期張力について
7.6 補助金網の影響について
7.7 防護対策施設の設計の考え方について
7.8 防護鋼板及び架構の解析手法の保守性について
8．排気管，放出管及びベント管の強度計算に関する補足説明資料
8.1 ディーゼル発電機排気管の許容応力について：今回ご説明分

3

Ⅰ. はじめに
1.

概要
本補足説明資料は，以下の説明書についての内容を補足するものである。
本補足説明資料と添付書類との関連を表－1 に示す。
・Ⅴ-3-別添 1 竜巻への配慮が必要な施設の強度に関する説明書

14

25

1.

1.3 換気空調設備の竜巻の影響を考慮する施設について

1.2 強度計算時の施設の代表性について

1.1 風力係数について

強度計算の方針に関する補足説明資料

工事計画添付書類に係わる補足説明資料（竜巻）Ⅴ-3-別添 1-1-5「換気空調設備の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-10-3「排気管，放出管及びベント管の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-9「配管及び弁の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-8「ディーゼル発電機吸気口の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-7「ディーゼル発電機用海水ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-6「ディーゼル発電機用海水ポンプの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-5「換気空調設備の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-3「残留熱除去系海水系ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-2「残留熱除去系海水系ポンプの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-10-3「排気管、放出管およびベント管の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-10-2「消音器の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-9「配管および弁の強度計算書」Ⅴ-3-別添 1-1-8「ディーゼル発電機吸気口の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-7「ディーゼル発電機海水ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-6「ディーゼル発電機海水ポンプの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-5「換気空調設備の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-4「主排気筒の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-3「残留熱除去系海水系ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-2「残留熱除去系海水系ポンプの強度計算書」

該当添付資料表－1 補足説明資料と添付資料との関連（1／5）

3

6

いて

Ⅴ-3-別添 1-1-10-3「排気管、放出管およびベント管の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-10-2「消音器の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-9「配管および弁の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-8「ディーゼル発電機吸気口の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-7「ディーゼル発電機海水ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-6「ディーゼル発電機海水ポンプの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-5「換気空調設備の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-4「主排気筒の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-3「残留熱除去系海水系ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-1「竜巻より防護すべき施設を内包する施設の強度計算書」

表－1 補足説明資料と添付資料との関連（3／5）

2.5 原子炉建屋外側ブローアウトパネルの飛び出し挙動につ

方針について2.4 ブローアウトパネル開口部から侵入する風に対する対応

2.3 原子炉建屋大物搬入口扉の貫通評価についてついて

2.2 コンクリートの裏面剥離に対する設備対策の評価手法に

2.1 鉄筋コンクリート部材の裏面剥離評価方法について

該当添付資料Ⅴ-3-別添 1-1-2「残留熱除去系海水系ポンプの強度計算書」

2． 竜巻より防護すべき施設を内包する施設の強度計算に関する補足説明資料

1.4 構造強度評価における評価対象部位の選定について

工事計画添付書類に係わる補足説明資料（竜巻）表－1 補足説明資料と添付資料との関連（2／5）

4

7

いて

2.13 鉄筋コンクリート部材の貫通評価及び裏面剥離評価につについて

2.12 原子炉建屋原子炉棟屋根スラブの貫通及び裏面剥離評価の挙動について

2.11 車両衝突時における使用済燃料乾式貯蔵建屋内壁ライナについて

2.10 原子炉建屋原子炉棟屋根スラブ変形評価の許容値の設定

設定について2.9 鉄筋コンクリートの衝突解析モデルにおける破断限界の2.8 飛来物として設定する車両の設定についてて2.7 使用済燃料乾式貯蔵建屋壁面への車両の衝突影響につい

性能について

2.6 使用済燃料乾式貯蔵建屋の使用済燃料乾式貯蔵容器冷却工事計画添付書類に係わる補足説明資料（竜巻）Ⅴ-3-別添 1-1-1「竜巻より防護すべき施設を内包する施設の強度計算書」

該当添付資料58

屋外の重大事故等対処設備の収納ラックに対する固縛対

6.1

算出についてディーゼル発電機吸気口の局部ばね定数及び局部応力の6．ディーゼル発電機吸気口の強度計算に関する補足説明資料

ついて

5.2 起因事象を竜巻とした場合の主排気筒に求められる機能に

5.1 竜巻飛来物による構造欠損の想定箇所について

5．主排気筒の強度計算に関する補足説明資料

応ついて

4.3

4.2 固縛装置の設計における設備の代表性について

4.1 固縛装置の設計における保守性について

該当添付資料Ⅴ-3-別添 1-1-7「ディーゼル発電機海水ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-3「残留熱除去系海水系ストレーナの強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-8「ディーゼル発電機吸気口の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-1-4「主排気筒の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-3-1「屋外重大事故等対処設備の固縛装置の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-3「屋外重大事故等対処設備の固縛装置の強度計算の方針」

4．屋外の重大事故等対処設備の固縛装置の強度計算に関する補足説明資料

3.1 海水ストレーナの評価対象部位について

3. 海水ストレーナの強度計算に関する補足説明資料

工事計画添付書類に係わる補足説明資料（竜巻）表－1 補足説明資料と添付資料との関連（4／5）

69についてワイヤロープの変形を考慮したネットシステムのたわみ

8.1 ディーゼル発電機排気管の許容応力について

8．排気管，放出管及びベント管の強度計算に関する補足説明資料

7.8 防護鋼板及び架構の解析手法の保守性について

7.7 防護対策施設の設計の考え方について

7.6 補助金網の影響について

7.5 ワイヤロープの初期張力について

7.4

7.3 金網の設計裕度の考え方

7.2 飛来物のオフセット衝突の影響について

7.1 シャックルの許容限界について

7．防護対策施設の強度計算に関する補足説明資料

工事計画添付書類に係わる補足説明資料（竜巻）Ⅴ-3-別添 1-1-10-3「排気管，放出管及びベント管の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-2-1-3「架構の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-2-1-2「防護鋼板の強度計算書」

Ⅴ-3-別添 1-2-1-1「防護ネットの強度計算書」

該当添付資料表－1 補足説明資料と添付資料との関連（5／5）

(空白)7102.11 車両衝突時における使用済燃料乾式貯蔵建屋内壁ライナの挙動について

11

1．はじめに当社の管理が及ばない隣接事業所からの飛来物として設定した「車両（トラック）」が使用済燃料乾式貯蔵建屋に衝突し得るのは，建屋の東及び南側の壁面となるが，これらの壁に車両が衝突した場合の裏面剥離を抑止するため，壁の内表面に鋼板ライナを施工する計画としている。
ライナはあと施工アンカーボルトにより既設壁面に取り付ける設計としているが，外表面への車両の衝突によりコンクリートの変形，損傷が想定されることから，ボルト及びライナの挙動について検討した。
2．壁面へのライナの施工計画
建屋内表面へのライナの取付計画を図 1 に示す。厚さ 3.2mm の鋼板を，図１に示す割付で取りつける計画としている。

図 1 ライナの割付計画(1/2)

2-11-112

＜東側 外壁面(Ａ－Ａ視)＞＜東側 内壁面(Ｂ－Ｂ視)＞＜南側壁面(Ｃ－Ｃ視)＞図 1 ライナの割付計画(2/2)
ライナの取付計画を図 2 に示す。アンカーボルトの呼び径は M16，ボルト施工ピッチは鉄筋のピッチ（250mm）を考慮し 500mm とする。また，ライナの継目は溶接にて接合することで母材と同等の強度を維持し，1 枚板と同等の条件とするため，ＦＥＭ解析モデルの結果に示すとおり，ライナが車両の衝突により破断することはない。
また，コンクリートの破壊によりアンカーボルトとの付着力が失われることが想定され2-11-213るが，図 3 に示す様に，今回解析対象とした鉄筋径が小さく幅が狭い壁面においても，辺縁のコンクリートは維持されることから，当該部のアンカーボルトにより，ライナが壁から脱落することはない。

板同士は溶接アンカーボルト M16（壁との結合）
ライナ（鋼板） t3.2

図 2 ライナの取付計画

コンクリートの残存部

図 3 コンクリートの破損分布図
以上

2-11-314

2.13 鉄筋コンクリート部材の貫通評価及び裏面剥離評価について

15

1.

概要
Ｖ-3-別添 1-1-1「竜巻より防護すべき施設を内包する施設の強度計算書」における「貫通評価」では，鉄筋コンクリート部材の飛来物の衝突に対する貫通限界厚さを算定し，施設の部材厚さとの比較を行っている。また，「裏面剥離評価」では裏面剥離限界厚さを算定し，施設の部材厚さとの比較を行っている。なお，評価の結果，裏面剥離の発生が想定される場合には，詳細な衝突解析を実施し，鉄筋に発生するひずみにより評価を行っている。
ここでは，貫通限界厚さ及び裏面剥離限界厚さの評価式及び評価式における入力値の詳細及び裏面剥離評価における鉄筋ひずみの許容限界について示す。

2.

貫通限界厚さ及び裏面剥離限界厚さの算定方法
貫通評価において，貫通限界厚さの算定には Degen 式を用いており，Degen 式における貫入深さは修正 NDRC 式により算定している。また，裏面剥離評価における裏面剥離限界厚さの算定には Chang 式を用いている。
Degen 式，修正 NDRC 式及び Chang 式は米国 NRC の基準類＊1 及び NEI07-13＊2 に，飛来物の衝突に対する鉄筋コンクリート構造物の局部損傷評価式として記載されており，「構造物の衝撃挙動と設計法」（（社）土木学会）においては，貫通限界厚さの評価式として，Degen式の適用性が高く，裏面剥離限界厚さの評価式として，Chang 式の適用性が高いとされている。
Degen 式，修正 NDRC 式，BRL 式及び Chang 式を以下に示す。
(1)

Degen 式及び修正 NDRC 式＜修正 NDRC 式＞
Ｘ/ｄ ≦ 1.52の場合，
ｅ＝αｅ{2.2(Ｘ/ｄ) － 0.3(Ｘ/ｄ)2}・ｄ
Ｘ/ｄ ≦ 2.0の場合，（Ｖ/1000）1.8}0.5
Ｘ/ｄ＝{(48580/ ＦＣ )・Ｎ・ｄ0.2・Ｄ・

ｅ ：貫通限界厚さ(cm)ｘ ：貫入深さ(cm)Ｆｃ：コンクリートの設計基準強度ｄ ：飛来物の直径(cm)（飛来物の衝突面の外形の最小投影面積に等しい円の直径）
Ｍ ：飛来物の重量(kg)
Ｖ ：飛来物の最大水平速度(m/s)
Ｎ ：飛来物の先端形状係数
αｅ ：飛来物の低減係数

2-13-116(2） Chang 式
2 0.4

Ｓ＝1.84αＳ・ｄＶ０Ｗ・Ｖ
0.09800.13・

Ｖｄ0.2’0.4・ｆｃ：飛来物の（等価）直径(cm)ｆｃ’ ：コンクリートの設計基準強度
Ｓ：裏面剥離限界厚さ(cm)Ｖ：飛来物の衝突速度(m/s)

Ｖ０：飛来物基準速度(m/s)

Ｗ：飛来物重量（kgf）

αｓ

：低減係数

＊1：U. S NUCLEAR REGULATORY COMMISSION:STANDARD REVIEWPLAN, 3.5.3 BARRIERDESIGNPROCEDURES, NUREG-0800, Revision 3-March 2007
＊2：Methodology for Performing Aircraft Impact Assessments for New Plant
Designs (Nuclear Energy Institute 2011 Rev8 (NEI07-13))
3.

評価式における入力値各評価式に用いる入力値を表 3-1～表 3-3 に示す。
表3-1 Degen式及び修正NDRC式に用いる入力値（1）鋼製材記号

数値

単位ｄ27.6cmＦｃ―＊kgf/cm2

Ｎ1.14－

Ｖ51m/s34

定義
飛来物の（等価）直径
コンクリートの設計基準強度
飛来物の形状係数
外壁

飛来物の衝突速度（水平）屋根飛来物の衝突速度（鉛直）Ｍ

135kgf

飛来物重量αｅ1.0－低減係数＊：評価対象建屋による

2-13-217（2）車両記号

数値

単位ｄ338.5cmＦｃ―＊

kgf/cm2

Ｎ0.72－

Ｖ52

定義
飛来物の（等価）直径
コンクリートの設計基準強度
飛来物の形状係数m/s―

外壁飛来物の衝突速度（水平）屋根飛来物の衝突速度（鉛直）Ｍ

5000kgf

飛来物重量αｅ0.60－低減係数＊：評価対象建屋による
表3-3 Chang式に用いる入力値（1）鋼製材記号

数値

単位ｄ27.6cm

Ｆｃ ’Ｖ―＊5134

定義
飛来物の（等価）直径
2kgf/cmm/s

コンクリートの設計基準強度
外壁

飛来物の衝突速度（水平）屋根飛来物の衝突速度（鉛直）Ｖ０60.96m/s

飛来物基準速度Ｗ

135kgf

飛来物重量αｓ1.0－低減係数＊：評価対象建屋による
（2）車両
記号

数値

単位ｄ338.5cm

Ｆｃ ’―＊

kgf/cm2

Ｖ52―m/s

定義
飛来物の（等価）直径
コンクリートの設計基準強度
外壁

飛来物の衝突速度（水平）屋根飛来物の衝突速度（鉛直）Ｖ０60.96m/s

飛来物基準速度Ｗ

5000kgf

飛来物重量αｓ0.55－低減係数＊：評価対象建屋による

2-13-3184

評価式における低減係数及び形状係数
鋼製材については，航空機エンジン異常に剛体であり得ることも想定されるため，柔飛来物に対する低減は考慮せず，形状係数は非常に鋭い場合として 1.14，低減係数は 1.0 としている。
車両については，航空機エンジンよりも柔構造体であり，衝突時には車両自体が大きく変形し得るため，航空機エンジンよりも低減係数は小さくなると推定できるが，航空機エンジン相当と考え，形状係数は平坦な先端として 0.72，低減係数は貫通防止式については0.60，裏面剥離防止式においては，0.55 としている。これらの値については，Degen 式，
修正 NDRC 式及び Chang 式が引用されている NEI07-13 の値を採用している。
既往文献と今回の評価における採用地の比較を表 4-1 に示す。
表 4-1 評価式における形状係数及び低減係数
Degen 式
低減係数αｅ

修正 NDRC 式
飛来物の形状係数Ｎ

Chang 式
低減係数αｓ

想定飛来物
大型商用機

NEI07-130.60

0.720.55

文献＊1―

0.72～1.14―

文献＊20.65―

0.60

1.00

1.141.00

鋼製材

0.60

0.720.55車両採用値のエンジン―航空機エンジン＊1：構造工学シリーズ 6 構造物の衝撃挙動と設計法，土木学会＊2：Experimental Studies on Local Damage of Reinforced Concrete
Structures by the Impact of Deformable Missiles Part 4: overall
Evaluation of Local Damage, Kiyoshi Muto, etc., 10th SMiRT以上2-13-4

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