本資料のうち，枠囲みの内容は，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-289 改 2

公開できません。

提出年月日

平成 30 年 7 月 17 日

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2Ｖ-3-別添-3-2-8-2 取水ピット水位計の強度計算書

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2目次

1.

概要

12.

一般事項

22.1 位置22.2 構造概要

32.3 評価方針

42.4 記号の説明

53.

評価部位

64.

固有周期

64.1 固有周期の算出方法

65.

7

強度評価

5.1 強度評価方法

75.2 荷重の組合せ及び許容応力75.2.1 荷重の組合せ

75.2.2 許容応力75.2.3 使用材料の許容応力評価条件

76.

設計用地震力97.

計算方法

107.1 突き上げ津波荷重の計算方法

107.2 応力の計算方法

107.3 評価条件

117.4 応力の評価

128.

13

評価結果

1.

概要
本計算書は，「Ｖ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」に基づき，津波監視設備のうち取水ピット水位計が津波荷重及び余震を考慮した荷重に対し，主要な構造部材がNT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2構造健全性を有することを確認するものである。

1

2.

一般事項

2.1 位置NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2取水ピット水位計の構造計画を表 2.1－1 に示す。

図 2.1－12

津波監視設備配置図

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2

2.2 構造概要
取水ピット水位計の構造概要を表 2.2－1 に示す。

表 2.2－1 構造概要
設備名称
取水ピット水位計

構造概要
主体構造検出器

説明図

主体構造検出器は，取付平面ボルトにより取水ピット水位計検出器取躯体3付座に設置する。
側面

正面取付ボルト検出器

躯体

躯体

取水ピット水位計検出器取付座（正面方向）（側面方向）

2.3 評価方針
取水ピット水位計の強度評価は，「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」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，取水ピット水位計の評価対象部位に作用する応力等が許容限界以下であることを「5.1

強度評価方法」に示す方法により，「7.3

強度評価結果」にて確評価条件」に示す評価条件を用いて評価し，「8.

認する。
取水ピット水位計の強度評価においては，その構造を踏まえ，津波及び余震に伴う荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し，評価対象部位を設定する。強度評価に用いる荷重及び荷重の組合せは，津波に伴う荷重作用時（以下，「津波時」という。
）及び津波に伴う荷重と余震に伴う荷重の作用時（以下，「重畳時」という。
）を考慮し，評価される最大荷重を設定する。重畳時においては，「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に示す津波荷重との重畳を考慮する弾性設計用地震動Ｓｄを入力して得られた最大床応答加速度の最大値を設

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2計震度として用いる。
取水ピット水位計の強度評価フローを図 2.3－1 に示す。

固有値測定試験

余震

入力地震動の設定

設計震度の設定評価式による計算

応力の計算

取付ボルトの応力評価・引張・せん断
図 2.3－1 取水ピット水位計の強度評価フロー

4

荷重及び荷重の組合せの設定

2.4 記号の説明

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2記号

記号の説

明

単位
2Ａｂ

取付ボルトの軸断面積mm

ＣＨ

水平方向設計震度－ＣＶ

鉛直方向設計震度－ｄ

取付ボルトの呼び径mm

Ｆ

設計・建設規格 SSB-3131 に定める値

MPaＦｂ

取付ボルトに作用する引張力（１本当たり）N

fｓｂ

せん断力のみを受ける取付ボルトの許容せん断応力

MPa

fｔｏ

引張力のみを受ける取付ボルトの許容引張応力

MPa

fｔｓ

引張力とせん断力を同時に受ける取付ボルトの許容引張応力

MPag

重力加速度（＝9.80665）

m/s2ｈ

取付面から重心までの距離mm

1

重心と取付ボルト間の水平方向距離*1mm

2

重心と取付ボルト間の水平方向距離*1mmｍ

運転時質量kgｎ

取付ボルトの本数－ｎｆ

評価上引張力を受けるとして期待する取付ボルトの本数－

Ｑｂ

取付ボルトに作用するせん断力

NＳｕ

設計・建設規格 付録材料図表 Part5 表 9 に定める値

MPa

Ｓｙ

設計・建設規格 付録材料図表 Part5 表 8 に定める値

MPaπ

円周率

－σｂ

取付ボルトに生じる引張応力

MPa

τｂ

取付ボルトに生じるせん断応力MPaρ

海水密度kg/m3

Th

津波高さm

A1

流れ方向の投影面積mm2B1検出器取付座開口部径mm

CD

抗力係数－U

流速m/s*1： 1≦ 25

3.

評価部位
取水ピット水位計の構造強度評価は，「2.2 構造概要」にて設定している構造を踏まえて，津波に伴う荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し設定する。
余震による慣性力及び津波により突上げ津波荷重が作用し，その荷重は，取水ピット水位計検出器取付座及び取付ボルトに掛かることから，取水ピット水位計の強度評価における評価対象部
位は，強度評価上厳しくなる取付ボルトを対象とする。取水ピット水位計の強度評価部位については，表 2.2－1 の構造概要に示す。

4.

固有周期

4.1 固有周期の算出方法。
振動試験装置により固有振動数（共振周波数）を測定する。固有周期を表 4.1－1 に示す。
表 4.1－1 固有周期

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2

評価部位方向水平取水ピット水位計検出器鉛直

6固有周期(s)5.

強度評価

5.1 強度評価方法取水ピット水位計の強度評価は，「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」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，「3にて設定する評価対象部位に作用する応力等が「5.2評価部位」荷重の組合せ及び許容応力」にて示す許容限界以下であることを確認する。

5.2 荷重の組合せ及び許容応力5.2.1 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 3-1 津波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」に示す荷重及び荷重の組NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2合せを用いる。取水ピット水位計の荷重の組合せを表 5.2－1 に示す。

5.2.2 許容応力
取水ピット水位計の許容応力を表 5.2－2 に示す。

5.2.3 使用材料の許容応力評価条件
取水ピット水位計の使用材料の許容応力評価条件を表 5.2－3 に示す。

7

表 5.2－1 荷重の組合せ施設区分

その他発電用原子炉の付属施設

浸水防護施設機器名称

荷重の組合せ取水ピット水位計

Ｄ＋Ｓd＋Ｐt

注記 ＊：Ｄは固定荷重，Ｓd は余震荷重，Ｐt は突き上げ津波荷重を示す。

表 5.2－2 許容応力（その他の支持構造物）
許容限界＊1，＊2（ボルト等）

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2

許容応力状態

一次応力

ⅢＡＳ＊3

引張り

せん断

1.5・ｆｔ1.5・ｆｓ

注記 ＊1：応力の組合せが考えられる場合には，組合せ応力に対しても評価を行う。
＊2：当該の応力が生じない場合，規格基準で省略可能とされている場合及び他の応力で代表可能である場合は評価を省略する。
＊3：地震後，津波後の再使用性や津波の繰返し作用を想定し，当該構造物全体の変形能力に対して浸水防護機能として十分な余裕を有するよう，設備を構成する材料が弾性域内に収まることを基本とする。

表 5.2－3 使用材料の許容応力評価条件
評価部材

取付ボルト

材料

温度条件ＳｙＳｕ

Ｓｙ(ＲＴ)

（℃）

(MPa)

(MPa)

(MPa)

205

520

－

周囲環境温度840

6.

設計用地震力
余震荷重は「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に示す通り弾性設
計用地震動Ｓｄ－Ｄ１に伴う地震力（動水圧含む。
）とする。強度評価における弾性設計用地震動Ｓｄ－Ｄ１に伴う地震力については，表 6.1－1 に示す。

表 6.1－1 設計用地震力
耐震設計上の重要度分類

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2Ｓ

据付場所
及び床面高さ（m）

固有周期(s)
水平方向

取水ピット
海水ポンプ室EL.0.3＊1

鉛直方向

余震による設計震度＊2
水平方向
設計震度

鉛直方向
設計震度

ＣH＝0.23

ＣV＝0.65

注記 ＊1：基準床レベルを示す。
＊2：固有値解析結果により，取水ピット水位計検出器の固有値が 0.05ｓ以下であることを確認したため，最大床応答加速度の 1.2 倍を考慮した設計震度を設定した。

97.

計算方法
取水ピット水位計に作用する応力及び算出式を示す。

7.1 突き上げ津波荷重の計算方法
取水ピット水位計に作用する突き上げ津波荷重 Pt は次式にて求める。

Pt＝・g・Th・A1+0.5・CD・ ・A1・U2(7.1.1)106

流れ方向の投影面積 A1 は次式にて求める。

A1＝・π(7.1.2)

突き上げ津波荷重 Pt の計算結果を表 7.1－1 に示す。

評価部位

突き上げ津波荷重(N)

取水ピット水位計

4982

7.2 応力の計算方法
取付ボルトの応力は，地震による引張応力とせん断応力について計算する。図 7.2－1 に計転倒方向算モデルを示す。

ｍ･(CV-1)･g

転倒支点となる
ボルト列

引張りを受ける
ボルト列

ｍ･CH･gｈ

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2

表 7.1－1 突き上げ津波荷重

躯体転倒支点躯体12（正面方向）

図 7.2－2 計算モデル
a.引張応力取付ボルトに作用する引張力 Fb は次式にて求める。

Ｆｂ＝m・g・CH・h-m・g・(1-Cv)・・nf・10(7.2.1)

取付ボルトに作用する引張応力σb は次式にて求める。

σ ｂ＝Ｆｂ(7.2.2)

Ａｂ

ここで，取付ボルトの軸断面積 Ab はＡ ｂ＝π４・ｄ2(7.2.3)

b.せん断応力
取付ボルトに対するせん断力は，取付ボルト全本数で受けるものとして計算する。
せん断力
Ｑｂ＝ｍ・ＣＨ・g(7.2.4)

せん断応力Ｑｂ

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2

τｂ＝(7.2.5)
ｎ・Ａｂ

7.3 評価条件
応力計算に使用する各諸元を表 7.3－1 に示す。
表 7.3－1 各諸元記号

数値

単位mkg

Aｂmm2CＨ0.23－CＶ0.65－dgmm
9.80665m/s2hmm

1mm2mmn－nf－

ρ1030kg/m3

Th22mA1mmm

B1mm

CD

1.2－U2m/s

11

7.4 応力の評価
ボルトの引張応力σｂは次式より求めた許容引張応力fts以下であること。ただし，fｔｏは下表による。

fｔｓ＝Min[1.4・fｔｏ－1.6・τｂ， fｔｏ ](7.4.1)

せん断応力τｂは，せん断力のみを受けるボルトの許容せん断応力 fｓｂ以下であること。
ただし，fｓｂは下表による。

弾性設計用地震動Ｓｄ又は静的震度による荷重との組合せの場合

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2

許容引張応力Ｆ・1.52fｔo
許容せん断応力Ｆfｓb

1.5・ 312・1.5

8.

評価結果
取水ピット水位計の強度評価結果を以下に示す。発生値は許容限界を満足しており，設計用地震力に対して十分な強度を有していることを確認した。

(1) 強度評価結果
強度評価の結果の表 8.1－1 に示す。

表 8.1－1 取水ピット水位計の構造強度評価結果
部材

料

応力

基準地震動Ｓｓ
算出応力

許容応力

引張り

σｂ＝7

ƒｔｓ＝176＊

せん断

τｂ＝1

ƒｓｂ＝135SS400

NT2 補② Ⅴ-3-別添-3-2-8-2 R2E

取付ボルト

材

（単位：MPa）

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ－1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出

13