JPH0161199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加圧水形原子炉を用いた原子力発電
所に関し、一層詳細には、発電所を超過圧力に対
して保護して発電所の安全操業についての信頼性
を高めるための弁の支持用として加圧器に設けら
れた弁支持装置に関するものである。

加圧水形原子炉を用いた原子力発電所において
は加圧器は冷却材の超過圧力（以下、過圧とい
う）を逃がす装置が設けられている。加圧器は典
型的には厚肉の直立容器であり、ドーム状の頂部
を有し、下端部はフランジ付スカートにより支持
されている。

適用される規則の要求に従つて、圧力逃がし弁
には第１レベルの過圧保護を、また安全弁には第
２レベルの過圧保護をそれぞれ用意しなければな
らない。

保護弁の数及び大きさは要求される蒸気ダンプ
（排出）の速度及び排出量により定められ、蒸気
排出に関するこれらの要求は発電所の負荷拒絶要
求により定められる。

一般に標準規模の全部の発電所即ち約３ｍの原
子炉炉心を有する２ループ、３ループ及び４ルー
プの全部の発電所において100％負荷拒絶につい
ての蒸気排出要求を満たすために、３個の安全弁
（典型的には15cmの弁）及び３個の逃がし弁（典
型的には7.5cmの弁）が使用される。80％負荷拒
絶に対処するためには、種々の発電所の規模につ
いて、わずか２個の逃がし弁が通常用いられる。
また通常の慣行としては、逃がし弁の保守のた
め、各々の逃がし弁と直列に遮断弁が設けられ
る。

普通は全部の遮断弁及び逃がし弁に共通に連結
されるように１個のノズルが加圧器頂部に設けら
れる。しかし加圧器頂部には各々の安全弁に連結
するための別のノズルが通常設けられる。そのた
め多重弁及び多重ノズルのシステム設計に特有の
冗長性によつて発電所の安全性が高められる。

従来技術によれば、圧力逃がし弁及び安全弁の
配管系及び支持装置は、発電所ごとに相違する。
典型的には発電所の建設技師は、(イ)ノズルから弁
及び弁から共通の下降管までの配管と(ロ)弁レイア
ウト及び配管の支持装置の両方について設計上の
責任を担つている。

建設技師は、加圧器の許容負荷限界に準拠しな
がら大きな弁排出力に対処するように配管及び弁
を配列し支持するという問題に遭遇する。過圧保
護性能要求に確実に適合する弁支持装置の構造を
発電所ごとに設計する場合、標準化の欠如によ
り、発電所の建設費が高くなり、弁の保守及び点
検が困難になり、弁支持装置が良く計画され標準
化されている場合に比べて弁の有用性及び寿命が
低下する。

排出管のレイアウト及び設計は、他の発電所及
びシステム設計の需要が満たされた後に利用可能
となるスペースに典型的には依存するため、特に
コスト高の作業になる。また耐震保護規格に適合
するための弁支持装置の設計は、加圧器の格納容
器の側壁に対する弁支持装置の構造的連結により
通常は一層複雑なものになる。

ほとんどいずれの発電所も、排出配管に対する
スペース上の制限のため、他の発電所において複
製できない独特のレイアウトを必要とする。従つ
て性能上及び構造上の要求を満たしながら支持構
造を格納容器中に適合させるために過大な量の配
管が使用される。弁支持装置がこのようにある程
度まで注文生産品であつたため、加圧器弁支持部
の製造及び取付けにおいて作業が変わるごとの高
価な変更並びに特別の分析の要求が出され、その
上に静荷重、水力負荷、熱負荷及び地震負荷につ
いて余分な支持部が必要になり、しかもこれらの
支持部はコンクリート構造に連結されることが多
いため、スペース及び干渉の問題が更に複雑にな
る。

従つて、本発明の主な目的は、予め組み立てて
おき、その後に加圧器に簡単に接続しうる支持装
置を提供することである。

この目的から、本発明の支持装置は、加圧水形
原子力発電所の加圧器の頂部にあるノズルに対し
連結するように複数の蒸気排出弁を支持する装置
において、排出口のある配管を備えた共通のヘツ
ダーと、各々の蒸気排出弁を該ヘツダーに対し上
記配管の近傍の位置に支持する支持手段と、各々
の上記蒸気排出弁を加圧器ノズル及び上記配管に
連結するための配管手段と、上記ヘツダーを加圧
器の側壁に固着させる固着手段とを有することを
特徴とするものである。

本発明は、添付図面に一例として示したその好
適な実施例に関する下記の説明から一層容易に明
らかとなろう。

第１図に示すような原子力発電所の加圧器１０
及びその過圧保護用の弁装置１２において、冷却
水は加熱され、蒸気発生器１３、給水ポンプ１５
及び全ループ１７に圧力を与える。加圧水形原子
炉１１のための他の冷却水ループ（図示しない）
も設けられているが、通常は１つの冷却水ループ
に只１つの加圧器１０が設けられる。加圧器１０
は、原子炉の冷却水過圧を減少させるように且つ
冷却水圧力の保持に必要な冷却水をループ１７に
注入するように、ある容積の冷却水を供給する。

この場合の弁装置１２は、運転条件により必要
とされる時に逃がし蒸気流を生ずるように共通の
加圧器１０の頂部ノズル２０に連結された３個の
圧力逃がし弁１４，１６，１８を備えている。逃
がし弁１４，１６，１８の保守が必要になつた時
に逃がし弁１４，１６，１８を遮断するための遮
断弁２２，２４，２６は、それぞれ逃がし弁１
４，１６，１８に直列に連結されている。

逃がし弁１４，１６，１８は、圧力制御及び安
全の目的のために第１レベルの保護が必要となる
第１の過圧値に加圧器１０内部の蒸気圧力が到達
した時に普通の弁制御器２８の制御により開放さ
れるように、電動機により作動される。１個以上
（普通は４個必要とされる）の適当な圧力検知器
３０は、弁制御器２８の作動に用いる蒸気圧を表
わす信号を発生させるために、加圧器頂部に位置
されている。

またこの実施例では、運転条件により必要とさ
れた時に蒸気の安全放出を行なうために３個の安
全弁３２，３４，３６が加圧器頂部ノズル３８，
４０，４２に連結されている。これらの安全弁
は、安全上の理由から多量の蒸気の放出を必要と
する上記第１の過圧値よりも高い第２の過圧値に
蒸気過圧が到達したことが圧力検知器３０により
指示された時に、普通の弁制御器４４により開放
される。

弁支持装置５０は（第２図）加圧器１０のみに
より１次的な支持を与えられるようにして、加圧
器格納容器と加圧器構造との両方の上に弁支持装
置が設けられる従来の装置において地震による衝
撃が加圧器格納容器と加圧器構造との両者を通り
伝達された場合に存在し得る余分の保護負担が回
避されるようにする。更に加圧器１０の１次的な
支持が加圧器１０の頂部６７ではなくその側壁５
１により与えられるようにすることが望ましい。
即ち第２，５図に示した例では、全部で４個のブ
ラケツト５２，５４，５６，５８（５６，５８は
図示しない）が加圧器１０の側壁５１の回りに等
間隔に設けられ、側壁５１に溶接その他により固
着されている。

弁支持装置５０は共通の環状ヘツダー６０を有
し、ヘツダー６０は加圧器１０の頂部６７の上方
に位置され、ブラケツト５２，５４，５６，５８
の上方に支柱６２，６４，６６，６８によりそれ
ぞれ支持されている。ヘツダー６０により、比較
的短い配管を用いて加圧器頂部ノズルから蒸気を
集め、それを逃がし弁及び安全弁を経て共通の集
収管即ち下降管４５（第３図）に給送することが
可能になる。

ヘツダー６０はリング状のユニツトであり、加
圧器頂部６７の回りに配設された種々の弁を経て
頂部ノズルからの共通の排出流を供給する。この
ようにヘツダー６０による集収を行なわない場
合、各々のノズルからその弁を経て共通の排出集
収下降管に至る比較的長い個別の配管が必要とな
るため、配管系によつて限られた作業スペースが
占有され、弁修理のための接近が制限され、放射
線被曝を少なくするための遮蔽も少なくとも困難
になる。

ヘツダー６０は、逃がし弁及び安全弁からの排
出流の共通の流路を与えるように、30cmの配管か
ら製造することができる。下降管４５は加圧器１
０からの排出流を搬出するためにヘツダー６０に
現場で凍結される。

一般に逃がし弁及び安全弁は、共通の環状ヘツ
ダー６０が囲む空間の内部上方に支持され、比較
的短い真直な配管を用いてヘツダー６０中におい
て有効な弁蒸気集収を行うと共に、加圧器頂部６
７上方のスペースを利用して、弁修理のために接
近できるようにし、更に加圧器頂部６７とその上
方のスペースとの間に放射線シールドを配設して
弁保守作業の間保守要員が受ける放射線被曝が最
小となるようにする。

また排出管の長さを比較的短くできるため排出
圧力降下が減少し、応力の減少に基づいて配管の
コストも多少低廉になる。更にヘツダー６０が囲
む空間の内部上方に弁を配設したことにより、格
納容器中の加圧器頂部６７よりも下方の点から放
出されることがある飛来物に対して弁がよりよく
保護される。

各々のブラケツト５２，５４は１対の隔離され
たラグ４７，４９を有し、これらのラグは加圧器
１０の側壁５１に溶接その他により固着されてそ
れから外方に延長している。支持パツド５３，５
７は各々の支柱６２，６４の底部に設けられてお
り、Ｈ字形の断面を有し、直立横材５５はラグ４
７，４９の間に嵌合するように配設されている。

各々の支柱６２，６４，６６，６８は中心柱７
０を有し、中心柱７０はその支持パツド５３に溶
接その他により固着され、支持パツド５３はそれ
ぞれのラグ４７，４９に溶接その他により固着さ
れている。各々の中心柱７０は垂直上方に上端ま
で延長し、そこでヘツダー６０に固着されてい
る。この例では短い管状の継手がヘツダー６０上
に形成され、各々の中心柱７０の回りに下方に延
長し、溶接その他により固着されている。

加圧器頂部６７に対する支持をよりよく分布さ
せ強化するために、２本の柱状の突張り７２，７
４が各々の中心柱７０の基部に溶接その他により
固着され、それから垂直に対するある角度で上方
に延び、ヘツダー６０から下方に延びるブラケツ
ト７６に取付けられている。好ましくは３本のけ
た材７８が隣接する支柱６２の突張り７２，７４
の間に水平に延び、(イ)加圧器頂部６７の上方に安
全弁３２，３４，３６（第３図）を配設し得る保
護支持構造が形成されると共に、(ロ)弁支持構造全
体が更に強化されるようになつている。

加圧器１０の上方にある全部の蒸気排出弁に対
する支持は、ラグ４７，４９により加圧器１０の
側壁５１により支持された支柱構造によつて行な
われ、外部の格納壁構造物による支持は全く必要
としない。そのため地震による外力の伝達は加圧
器１０の構造のみを経て行なわれ、耐震要求は多
少緩和される。

各々の安全弁３２，３４，３６は共通のヘツダ
ー６０が囲む空間内において、ヘツダー６０の隅
角部の、所属する加圧器ノズルの近傍に配設され
る。第３図にこの弁配置の最良の一例を示す。安
全弁は通常のようにアングル弁であるが、所望な
らばインライン弁を用いてもよい。

また各々の安全弁３２，３４，３６は、その排
出管８０，８２，８４が共通のヘツダー６０即ち
マニフオルドの管体に対し約45゜の角度をなすよ
うに配設されている。それによりヘツダー６０に
作用する弁排出力は相当に減少し、既知の予測可
能な方向が蒸気流に与えられる。

安全弁３２，３４，３６の上述した配列のた
め、安全弁３２，３４，３６の入口に頂部ノズル
３８，４０，４２を連結するために必要なものは
短い長さの配管８６，８８，９０のみである。
各々の安全弁３２，３４，３６の入口の近くにト
ラツプ９２，９４，９６を配設することにより、
各々の安全弁３２，３４，３６に別々のループシ
ールが提供される利点がある。

発電所の通常運転の間に水スラツグ（slug）が
集められる箇所に凝集点ができるので、トラツプ
により水ループ弁シールが提供される。水スラツ
グが閉止した弁に対し蒸気圧により押付けられる
ため、発電所の通常運転の間弁座が蒸気の腐食作
用及び歪曲作用に対し緩衝される。蒸気圧保護の
ために安全弁を開放すると、水スラツグは弁を通
つて吹飛ばされ、加圧器蒸気の排出に伴つてフラ
ツシユ蒸発し、水蒸気となる。

３つの安全弁３２，３４，３６に対する支持は
前述したようにそれぞれのけた材７８により直接
に行なわれる。１対の上方に延びる脚部９８，１
００は、所属する安全弁を前述した位置に堅固に
支持するために各々のけた材７８上に配設されて
いる。この支持構造により水封じ設計が簡略化さ
れ、逆排出スラストのモームントの腕が短くな
る。

３個の逃がし弁１４，１６，１８及びそれに所
属するインライン遮断弁２２，２４，２６はイン
ライン弁であり、ヘツダー６０の直ぐ上方の位置
に支持される。逃がし弁１４，１６，１８、遮断
弁２２，２４，２６及び安全弁３２，３４，３６
は、ヘツダー６０の直上又は、ヘツダー６０が囲
む空間の内部にあるヘツダー６０の隅角部の近く
に位置されているため、ヘツダーが囲うこの限ら
れた空間は大体において開放され、ブランケツト
による放射線遮蔽は著しく容易になり、保守又は
検査のために弁、計装その他に一層近接し易くな
る。

更に第３図に示すように、ノズルから弁への連
結配管は一般に短く、そして限定された空間を保
守及び検査のため近付き易くなるように開放する
べく適切に位置決めされている。典型的にはヘツ
ダー６０は約９m²（100平方フイート）の面積を
網羅するであろう。全部のノズルから蒸気排出弁
に至短い長さの配管により、配管中において生ず
る圧力及び温度降下が減少し、配管の設計におい
て応力要求が緩和される。

逃がしノズルは短い共通の配管１０２を経て逃
がし弁１４，１６，１８に連結され、配管１０２
からの分岐管１０４は遮断弁２６及び逃がし弁１
８の方に向けられる。共通の配管１０２はＴコネ
クター１０６に連結され、Ｔコネクター１０６か
らの短い配管１０８，１１０はヘツダー６０に沿
つて遮断弁２２と逃がし弁１４及び遮断弁２４と
逃がし弁１６にそれぞれ向けられる。第２図に示
すように遮断弁２２，２４，２６及び逃がし弁１
４，１６，１８のそれぞれの組について配管１０
４，１０８，１１０中にそれぞれのトラツプ１１
２，１１４，１１６が、安全弁３２，３４，３６
に関連して前述した弁座緩衝のために設けられて
いる。

逃がし弁１４，１６，１８からのインライン排
出管１１８，１２０，１２２は、下方のヘツダー
６０の配管に沿つて短い距離延長し、好ましくは
約45゜の角度で向けられ、ヘツダー６０に連結さ
れる。これにより弁排出力は最小になり、安全弁
３２，３４，３６に関連して前述したように排出
流の指向性が一層予測できるようになる。

上方に延びる適当な支脚１２４，１２６の対
は、好ましくはヘツダー６０の配管の直上におい
て各々の遮断弁２２，２４，２６及び逃がし弁１
４，１６，１８を支持するために設けられてい
る。各々の脚１２４，１２６はヘツダー６０の配
管に溶接その他により固着され、その上端は符号
１２８，１３０により示すように、弁自身の近く
に入口管又は排出管を直接に支持すると共に、上
方に延びる弁本体を捩りモーメントに対し横方向
に支持するように適当に構成されている。

ヘツダーが囲む空間内部の、加圧器頂部６７の
上方には、適当な計装及び信号配管（詳細には図
示しない）も配設されている。

断熱囲い１３２は、加圧器頂部６７の近傍に排
出管を支持するための前述したものと同様に加圧
器１０の側壁５１のラグ１３４から吊下されてい
る。そのため既知の省エネルギー用の断熱囲い１
３２の重力負荷は、従来技術による典型的な頂部
支持方式の場合のように加圧器頂部６７に加わる
ことなく、加圧器１０の側壁５１に加えられる。

前述した構造によれば、全部の弁がほぼ同じレ
ベルにあるため、保守又は点検が一般に容易にな
る。保守要員が配管及び弁装置の回りを移動でき
るようにヘツダー６０の空間内に歩道（図示しな
い）を容易に取付けることができる。また前述し
たように加圧器頂部の上方において歩道の下方に
放射線遮蔽用のブランケツトを容易に取付けるこ
とができる（ブランケツトを設けない場合の典型
的な放射線被曝は、800〜900ミリレムになり、防
護服を着用しないときは作業時間は約１時間に制
限される）。

要約すると、前述した例による弁支持装置５０
は約30cm（12インチ）の配管からなる方形マニフ
オルドを有し、そのマニフオルド中に安全弁３
２，３４，３６及び圧力逃がし弁１４，１６，１
８からの蒸気が排出される。各々の安全弁３２，
３４，３６は約15cm（６インチ）の配管からなる
ループ封じ装置を介し加圧器ノズルに連結されて
いる。安全弁蒸気の排出は直接に共通ヘツダーに
対して行なわれる。

逃がし弁１４，１６，１８のノズル連結は、約
15cm（６インチ）の共通の配管系によつて行なわ
れる。逃がし流はコネクターにより、各々の圧力
逃がし弁１４，１６，１８に向かう３つの経路に
分割される。コネクターから各々の圧力逃がし弁
１４，１６，１８への配管は約7.5cm（３インチ）
の配管である。各々の逃がし弁経路は、約7.5cm
（３インチ）の配管、電動機駆動される遮断弁な
いしはゲート弁及び圧力逃がし弁からなる。各々
の逃がし弁１４，１６，１８からの排出は30cm
（12インチ）のマニフオルドに対してなされる。

ヘツダー６０に対する垂直支持は、加圧器１０
の側壁５１の支持パツド５３により支持された
90゜の間隔に配設した４本の支柱によつて行なわ
れる。共通のヘツダー６０の排出Ｔコネクター１
３６（第３図、第５図）は下降管に連結するため
に使用者によりヘツダー６０に沿うどの位置にも
取付けできる。この構造は、一般的な構造分析に
も有利であり、配管及び弁系統を一体的なパツケ
ージに組込み、取付け場所と無縁である点で特に
ユニークである。

本発明による弁支持装置は、必要とする顧客、
建設技師、設計技師間の接触が最小で済み、日常
的な弁の保守が容易になり、稼動中に検査でき、
モジユール構造化が容易にできるため、商業的に
も有用である。弁支持装置は蒸気排出力に有効に
耐えると共に、前述した保守上の利点も提供す
る。弁封止保護がなされ、また、地震の外力は加
圧器の容器を通り伝達されるもののみに限定され
る。

配管は全てオーステナイト組織のステンレス鋼
としてよく、また支柱は炭素鋼製としてよい。支
持装置は容易にモジユール化され、例えば５個の
ピースないしモジユールとして工場で予め製造で
きる。30cm（12インチ）のヘツダー60及び7.5cm
（３インチ）の逃がし弁配管とこれに所属する弁
は１つの完全なサブユニツトとすることができ
る。安全弁の15cm（６インチ）の配管は４個のサ
ブユニツトとして製造し、余つた管長部分は加圧
器ノズル配向のゆるい公差分を補うために使用す
る。支柱も予め切断し製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は安全弁及び逃がし弁を有する加圧器を
用いた原子力発電所の配列図、第２図は圧力逃が
し弁及び安全弁の支持用の本発明による弁支持装
置の斜視図、第３図は弁支持装置の平面図、第４
図は加圧器及び弁支持装置の頂部を示す立面図、
第５図は弁と共に用いられる封じループを示す部
分的な立面図である。 １０……加圧器、２０，３８，４０，４２……
頂部にあるノズル（加圧器ノズル）、１４，１６，
１８……圧力逃がし弁（蒸気排出弁）、２２，２
４，２６……遮断弁（蒸気排出弁）、３２，３４，
３６……安全弁（蒸気排出弁）、５０……支持装
置、５１……側壁、６０……ヘツダー、６２，６
４，６６，６８……支柱（固着手段）、６７……
加圧器の頂部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加圧水形原子力発電所の加圧器の頂部にある
   ノズルに対し連結するように複数の蒸気排出弁を
   支持する装置において、排出口のある配管を備え
   た共通のヘツダーと、各々の蒸気排出弁を該ヘツ
   ダーに対し上記配管の近傍の位置に支持する支持
   手段と、各々の上記蒸気排出弁を加圧器ノズル及
   び上記配管に連結するための配管手段と、上記ヘ
   ツダーを加圧器の側壁に固着させる固着手段とを
   有することを特徴とする蒸気排出弁の支持装置。