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東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号

工認−1025 改2

提出年月日

平成30年9月4日

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R0Ⅴ-3-9-1-1-4 ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の強度計算書

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R2目次
1. 概要

12. 一般事項

12.1 構造計画

12.2 評価方針

32.3 適用基準

32.4 記号の説明

43. 計算条件

53.1 形状及び主要寸法53.2 解析範囲

73.3 材料

73.4 荷重の組合せ及び許容限界

74. 荷重条件

94.1 設計条件

95. 応力計算

105.1 応力評価点

105.2 応力評価の手順

115.2.1 応力解析の概要

115.2.2 荷重条件

115.2.3 応力計算方法

115.2.3.1 ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体（応力評価点 P1〜P6）
6. 評価結果1115

1. 概要本計算書は，ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の強度計算書である。
ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体は，設計基準対象施設のドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体を重大事故等クラス 2 容器として兼用する機器である。
以下，重大事故等クラス 2 容器として，添付書類「Ⅴ-3-1-6 重大事故等クラス２機器及び重大事故等クラス２支持構造物の強度計算の基本方針」にて設定している構造強度の設計方針に基づき，ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の強度評価について記載する。
2.

一般事項

2.1 構造計画

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R2

ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の構造計画を表 2-1 に示す。

1

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R1

表 2-1 構造計画
計画の概要
基礎・支持構造主体構造

水平地震力はシアラグを介原子炉格納容器は，円錐形して原子炉建屋に伝達され，の鋼製のドライウェル及び円下端は原子炉建屋基礎盤に支筒環形の鋼製のサプレッショ持される。

ン・チェンバから成る，胴部
内径約m，板厚

概略構造図

ドライウェル

シアラグ

m，全高約mm の圧力容器

原子炉建屋

2約 48.0である。

サプレッション・チェンバ

原子炉建屋基礎盤
約 25.9（単位：m）

2.2 評価方針
ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の応力評価は，添付書類「Ⅴ-3-1-6
重大事故等クラス２機器及び重大事故等クラス２支持構造物の強度計算の基本方針 2.3 重大事故等クラス２機器であって原子炉格納容器の構造及び強度」に基づき，「2.1 構造計画」にて示すドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の部位を踏まえた「3.2 解析範囲」にて設定する箇所において，供用状態Ｅにおける温度，圧力の条件による応力等が許容限界に収まることを，「5.

応力計算」にて示す方法にて確認することで実施する。

2.3 適用基準適用基準を以下に示す。
(1) 発電用原子力設備規格

ＮＣ1−2005/2007（日本機械学会）

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R2Ｓ

設計・建設規格（2005 年版（2007 年追補版含む。））ＪＳＭＥ

32.4

記号の説明
記号記 号 の 説 明

単位

縦弾性係数

MPa

ｍ０

質量kg

ＰＳＡ

内圧kPa

Ｐｂ

一次曲げ応力MPa

ＰＬ

一次局部膜応力MPaＰｍ

一次一般膜応力

MPa

Ｑ

二次応力

MPa

Τ

温度℃

ＴＳＡ

温度℃

ν

ポアソン比

−

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R0Ｅ43. 計算条件
3.1 形状及び主要寸法
ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の形状及び主要寸法を図 3-1 及び図 3-NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R12 に示す。

図 3-1 ドライウェル円錐部，サプレッション・チェンバ円筒部の形状及び主要寸法（単位：mm）

5

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R0

図 3-2 サプレッション・チェンバ円筒部，サンドクッション部の形状及び主要寸法（単位：mm）

6

3.2 解析範囲
本計算書における評価部位は，原子炉格納容器胴を構成する部材の形状及び荷重伝達経路を考慮し，発生応力が大きくなる部位を選定する。
3.3 材料
使用材料及び使用部位を表 3-1 に示す。
表 3-1 使用材料表
使用部位

使用材料

ドライウェル円錐部シェル
サプレッション・チェンバ
円筒部シェル

備考

SGV49 相当

SGV480＊

SGV49 相当

SGV480＊NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R0

注記 ＊：新 JIS を示す。

3.4 荷重の組合せ及び許容限界
重大事故等対処設備の評価における荷重の組合せ及び供用状態を表 3-2 に，供用状態に対する許容限界を表 3-3，許容応力を表 3-4 に示す。
荷重の組合せは添付書類「Ⅴ-1-8-1 原子炉格納施設の設計条件に関する説明書」に従い，評価対象機器の設置位置を考慮し決定する。
表3-2 荷重の組合せ及び供用状態

施設区分

原子炉

原子炉

格納施設

格納容器

Ｄ

機器等

機器名称の区分荷重の組合せＥ

重大ドライウェル本体事故等及びサプレッショクラス

ン・チェンバ本体

Ｄ＋ＰＳＡ＋ＭＳＡ

２容器

：死荷重

ＰＳＡ ：重大事故等時の状態（運転状態Ⅴ）で作用する圧力荷重
ＭＳＡ ：重大事故等時の状態（運転状態Ⅴ）で作用する機械的荷重

7

供用状態

（ＥとしてＤの許容限界を用いる）

表 3-3 許容限界

供用状態

荷重の組合せ一次一般膜応力

Ｄ＋ＰＳＡ＋ＭＳＡ

2/3Ｓｕ

一次応力
（曲げ応力を含む）

Ｅ（ＥとしてＤの許容1.5×2/3Ｓｕ限界を用いる）

表3-4 許容応力（重大事故等対処設備）(単位：MPa)

材料

（℃）
200

許容応力
一次応力

供用状態

Ｅ

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R0SGV480

温度8Ｐｍ

ＰＬ＋Ｐｂ281422

4. 荷重条件
4.1 設計条件(1) 重大事故等対処設備としての評価圧力及び評価温度
内圧ＰＳＡ

620 kPa＊

温度ＴＳＡ200 ℃

注記 ＊：逃がし安全弁作動時荷重及び原子炉冷却材喪失事故時荷重と組み合わせる場合には，事象に応じた内圧を設定する。
(2) 死荷重
死荷重はドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の自重及びシェルに取付くアタッチメントの重量を考慮したものである。死荷重の値が大きく変化する代表的応力評価点に対して荷重の大きさを示す。
応力評価点 P3

N

応力評価点 P4

N

応力評価点 P5

N

応力評価点 P6N

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R1(3) 活荷重
内部機器支持ビームから加わる荷重（燃料交換時以外）

N

内部機器支持ビームから加わる荷重（燃料交換時）

N

イクイプメントハッチ床に加わる荷重

N

パーソネルエアロック床に加わる荷重

N

サプレッション・チェンバ内のキャットウォークに加わる荷重

N

溶接パッドの支持荷重

N(4) 水荷重
ドライウェル下フランジ・シールプレートに加わる荷重（燃料交換時）
N
リングガーターにかかるサプレッション・チェンバ内保有水重量N

スプレイヘッダ内保有水重量N

重大事故等対処設備の評価に用いる水荷重として，下記の冠水水位による水頭圧を考慮する。
冠水水位mm(5) 逃がし安全弁作動時荷重
最大正圧kPa

最大負圧kPa(6) 原子炉冷却材喪失事故時荷重
最大正圧kPa

最大負圧kPa95. 応力計算
5.1 応力評価点
ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の応力評価点は，ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体を構成する部材の形状及び荷重伝達経路を考慮し，発生応力が大きくなる部位を選定する。選定した応力評価点を表 5-1 及び図 3-1 及び図 3-2 に示す。

表 5-1 応力評価点

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R1

応力評価点番号

応力評価点

P1

円筒部と円錐部の接合部

P2円錐部の角度変化部

P3

円錐部の板厚変化部

P4

円錐部と円筒部の接合部

P5

円筒部（中央部）

P6

底部のフランジプレートとの接合部

10

5.2 応力解析の手順
応力解析の手順について述べる。
5.2.1 解析手順の概要
荷重によりドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体に生じる応力の算出には，三次元シェルモデルによる有限要素解析手法を適用する。
5.2.2 荷重条件
応力解析においては「4. 荷重条件」で示した荷重で計算を行う。
5.2.3 応力計算方法
5.2.3.1 ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体（応力評価点 P1〜P6）(1) ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体に作用する荷重による応力
ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体に作用する各荷重による応力は，
NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R1

図 5-1 に示すドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の解析モデルを用いて算出する。解析モデルの諸元を表 5-2 に示す。
(2) 解析コード
解析コードはＭＳＣ ＮＡＳＴＲＡＮを用いる。なお，評価に用いる解析コードＭＳＣ
ＮＡＳＴＲＡＮの検証及び妥当性確認等の概要については，添付書類「Ⅴ-5-1プログラム（解析コード）の概要・ＭＳＣ ＮＡＳＴＲＡＮ」に示す。

11計算機

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R2

図 5-1(1)ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の解析モデル（180 度モデル，軸力，モーメント）

12NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R0

図 5-1(2)ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の解析モデル（90 度モデル，圧力，水頭圧）13表 5-2 解析モデル諸元表
項目

記号

単位入力値

材質−−

SGV480質量ｍ０kg

−＊

温度条件

Τ℃

縦弾性係数

Ｅ

MPa

ポアソン比

ν

−

要素数−個

節点数

−個66(ドライウェル)
32(サプレッション・チェンバ)
200000(ドライウェル)
202000(サプレッション・チェンバ)NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R1

注記 ＊：単位荷重による解析のため，質量の入力は不要。

140.3
図5-1に記載のとおり

6. 評価結果
ドライウェル本体及びサプレッション・チェンバ本体の重大事故等対処設備としての強度評
価結果を以下に示す。発生値は許容値を満足している。
(1)

供用状態Ｅに対する評価
供用状態Ｅに対する応力評価結果を表 6−1 に示す。

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R1

表 3−2 に示す荷重の組合せについて記載している。

15

NT2 補③ Ⅴ-3-9-1-1-4 R1E

表 6-1 供用状態Ｅに対する評価結果（Ｄ＋ＰＳＡ＋ＭＳＡ）
Ｅ
評価対象設備

ドライウェル本体
及びサプレッショ
ン・チェンバ本体

評価部位

応力分類

発生値

許容値

MPa

MPa

判定

16P1

円筒部と円錐部の接合部

一次膜応力強さ＋一次曲げ応力強さ

289422○P2円錐部の角度変化部

一次膜応力強さ＋一次曲げ応力強さ

67422○

P3

円錐部の板厚変化部

一次膜応力強さ＋一次曲げ応力強さ

206422○P4円錐部と円筒部の接合部

一次膜応力強さ＋一次曲げ応力強さ

157422○P5円筒部（中央部）

一次一般膜応力強さ

275

281

○

一次膜応力強さ＋一次曲げ応力強さ

275422○

一次膜応力強さ＋一次曲げ応力強さ

76422

○

P6

底部のフランジプレートとの接合部

備考