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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-1032 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 6-1 R0Ⅴ-3-別添 6-1 炉心シュラウドの応力計算書

目次

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 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. 外荷重の条件

63.1 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 支圧応力の評価

96.1.1 支圧面積

96.1.2 支圧荷重96.1.3 平均支圧応力

96.1.4 支圧応力の評価

96.2 座屈に対する評価

10目−1

106.2.2 圧縮応力106.2.3 許容圧縮応力106.2.4 座屈に対する評価

10NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R16.2.1 計算データ

目−2

図表目次
2

図 6-1 支圧荷重の支持面

11

表 1-1 計算結果の概要

3表 4-1 断面性状12表 5-1 一次一般膜応力強さの評価のまとめ

13

表 5-2 一次一般膜＋一次曲げ応力強さの評価のまとめ

14

表 6-1 支圧応力の評価

15

表 6-2 座屈に対する評価

15

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 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，炉心シュラウドの応力計算書である。
炉心シュラウドは，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 6-1 R1記

号記 号 の 説 明

単 位Ａ

断面積mm2Ｄi

内径mm

Ｄo

外径mm

Ｒo

外半径mm

Ｉ

断面二次モーメントmm4ｔ

厚さmm

σb

平均支圧応力MPaσba

許容支圧応力

MPaσc

圧縮応力

MPaσca

許容圧縮応力MPa

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。
なお，下部胴とシュラウドサポートとの接合部の応力解析及び評価は，添付書類「Ⅴ-3-別添6-2 シュラウドサポートの応力計算書」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上部胴〔SUS304L 相当〕
P01,P01’
P02,P02’
P04,P04’

中間胴〔SUS304L 相当〕

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1P03,P03’

P05,P05’
P06,P06’
P08,P08’

下部胴〔SUS304L 相当〕

P07,P07’：応力評価点〔〕：ＪＩＳ相当材（）：材料

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 6-1 R0

表 1-1(1) 計算結果の概要

一次一般膜応力強さ
部分及び材料（MPa）

供用状態
応力
強さ

上部胴SUS304L
中間胴SUS304L
下部胴3SUS304L

許容値

一次一般膜＋一次曲げ応力強さ
（MPa）

応力

応力

評価面

強さ

許容値

応力
評価面

Ｅ

11150

P01-P0211226

P01-P02

Ｅ

11150

P03-P0411226

P03-P04

Ｅ20150

P07-P0820226

P07-P08表 1-1(2) 計算結果の概要

部分及び材料
上部格子板支持面
SUS304L
炉心支持板支持面
SUS304L

支圧応力(MPa)

供用状態

平均支圧応力

許容値

Ｅ1217

Ｅ1217

表 1-1(3) 計算結果の概要
座屈に対する評価

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R0部分及び材料

下部胴SUS304L

供用状態

Ｅ4(MPa)
圧縮応力

許容値

250

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 6-1 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σ

τt ：せん断応力σrσt

5

3. 外荷重の条件
3.1 死荷重
炉心シュラウド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。
4.2.2 計算方法
(1) 一次一般膜応力
NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1差圧Ｐによる一次一般膜応力は，次式で求める。

1・ＰＹ−1σt＝

1σ ＝ 2 ・Ｐ
Ｙ −１1σr＝−・ＰＹ＋１Ｄo
ここで， Ｙ＝Ｄi(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）
炉心シュラウドに働く外荷重を「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。

Ｖ Ｍ Ｄoσ＝ ＋ ・Ａ Ｉ 2

τt ＝

Ｈ
Ａ

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1(2) 一次一般膜＋一次曲げ応力
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 6-1 R1示す許容値を満足する。

8

6.

特別な評価
炉心シュラウドの上部格子板支持面及び炉心支持板支持面には，鉛直荷重により支圧応力が生じるため，支圧応力の評価を行う。
軸圧縮荷重に対しては，炉心シュラウド下部胴について，座屈に対する評価を実施する。

6.1 支圧応力の評価
6.1.1 支圧面積
(1) 上部格子板支持面（図 6-1(1)参照）
上部格子板支持面の支圧荷重を受ける面積は次のようになる。

Ａ＝＝

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1(2) 炉心支持板支持面（図 6-1(2)参照）
炉心支持板支持面の支圧荷重を受ける面積は次のようになる。

Ａ＝6.1.2 支圧荷重重大事故等時の条件における上部格子板支持面及び炉心支持板支持面に作用する鉛直力を「応力解析の方針」の 4.4.1 項の表 4-1(1)（荷重作用点Ｆ及びＧ）に示す。
6.1.3 平均支圧応力
平均支圧応力σb は，次式により求める。

Ｖσb＝
Ａ
6.1.4 支圧応力の評価
供用状態Ｅにおける支圧応力の評価を表 6-1 に示す。
表 6-1 より，供用状態Ｅにおける平均支圧応力は，「応力解析の方針」の 3.5 節の表 3-4(4)に示す許容値を満足する。

9

6.2 座屈に対する評価
炉心シュラウドに圧縮応力を発生させる荷重を，「応力解析の方針」の 4.4.1 項の表 4-1(1)に示す。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。
6.2.1 計算データ
内径：

Ｄi ＝

外径：

Ｄo ＝Ｄi＋2・ｔ
＝
＝

断面積：

Ａ

π＝ ・(Ｄo 2−Ｄi2 )4＝＝

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1

6.2.2 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＝2 MPa6.2.3 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＝193 MPa
2.0・Ｂ＝77 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 12 より，0.125
0.125＝＝Ｒo／ｔを用いて，2.0・Ｂ ＝77 MPa
ゆえに，許容圧縮応力は継手効率を考慮し，
σca＝50 MPa
6.2.4 座屈に対する評価
供用状態Ｅにおける座屈に対する評価を表 6-2 に示す。
表 6-2 より，供用状態Ｅにおける圧縮応力は，6.2.3 項に示す許容圧縮応力を満足する。

10上部格子板ＶNT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1

Ｖ：鉛直力

図 6-1(1) 支圧荷重の支持面（上部格子板）(単位：mm)

Ｖ

炉心支持板

Ｖ：鉛直力

図 6-1(2) 支圧荷重の支持面（炉心支持板）(単位：mm)11

表 4-1 断面性状

応力評価点ｔ（mm）

Ｄi（mm）

P01，P02P03，P04
P05，P06

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1P07，P0812Ａ
2（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
P02
P01’
P02’
P03
P04
P03’
P04’

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1P05
P06
P05’
P06’
P07
P08
P07’
P08’

供用状態Ｅ
応力強さ

許容値

11150＊

11150＊

11150＊

11150＊

11150＊

11150＊

20150＊

20150＊

注記 ＊：継手効率13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’

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1P05
P06
P05’
P06’
P07
P08
P07’
P08’

供用状態Ｅ
応力
強さ

許容値

11226＊

11226＊

11226＊

11226＊

11226＊

11226＊

20226＊

20226＊

注記 ＊：継手効率14を乗じた値を示す。

表 6-1(1) 支圧応力の評価
応力評価面 ： 上部格子板支持面
条件（単位：MPa）

平均支圧応力

許容支圧応力

σbσba

1217

供用状態Ｅ

表 6-1(2) 支圧応力の評価
応力評価面 ： 炉心支持板支持面
条件

平均支圧応力

許容支圧応力

σbσba

1217

供用状態Ｅ

NT2 補③ Ⅴ-3-別添 6-1 R1E（単位：MPa）

表 6-2 座屈に対する評価
応力評価部位 ： 下部胴条件（単位：MPa）
圧縮応力

許容圧縮応力σcσca

250

供用状態Ｅ15