JPH04262176A - 主蒸気隔離弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は原子力発電プラントに設
けられる主蒸気隔離弁に係り、特に弁体の振動防止を図
った主蒸気隔離弁に関する。

【０００３】

【従来の技術】原子力発電プラントでは、例えば図１８
に示すように、原子炉１で発生した蒸気が、複数の主蒸
気管２により蒸気ヘッダ３を介してタービン４に導かれ
、ここで仕事に供された後、復水器５で復水となって給
水ポンプ６および給水管７を介して原子炉１に環流する
ようになっている。

【０００４】このような構成のもとで、各主蒸気配管２
には、原子炉格納容器５の内外側に位置して第一，第二
の主蒸気隔離弁８（８ａ，８ｂ）が設けられている。こ
れら主蒸気隔離弁８は、例えば原子炉水位低、主蒸気管
高放射能、主蒸気管周辺温度高、またはタービン入口圧
力低等の緊急信号を受けた場合に、高速で閉動作するよ
うになっている。

【０００５】ところで、主蒸気隔離弁８は、例えば図１
９および図２０に示すように、略直線的に配置した一次
流路１１および二次流路１２間に、例えば４５°の傾斜
で交差するシリンダ状の弁室１３を形成した弁箱１４を
有している。この弁箱１４の弁室１３にはピストン状の
弁体１５が挿入され、この弁体１５は外周を複数のガイ
ドリブ１６ａ，１６ｂ，１６ｃで支持されて開閉位置に
亘ってスライド可能とされている。

【０００６】一つのガイドリブ１６ａは独立部材によっ
て構成され、流路内の略中央部に配置されている。他の
二つのガイドリブ１６ｂ，１６ｃは、弁箱１４の周壁内
面から突出する突条として形成され、前記一つのガイド
リブ１６ａに対して例えば左右にそれぞれ１２０°回転
した配置とされている。

【０００７】弁体１５は、プラント運転中は弁全開位置
（図１９に図示した位置）に保持され、この状態では弁
体１５の先端側の約半分程度、つまり先端部から中間部
に亘る部分が流路内に突出した状態となっている。

【０００８】そして緊急時には、弁体１５が駆動機構１
７により、高速で閉位置まで移動するようになっている
。閉位置は、二次流路１２の入口部に設けられた弁座１
８に、弁体１５の先端部が当接する位置である。

【０００９】なお、弁体１５には弁軸１９が設けられ、
この弁軸１９は弁蓋２０を貫通して駆動機構１７のピス
トンロッド１７ａに接続されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の主蒸
気隔離弁８では、プラント運転中、弁体１５の先端部か
ら中間部に亘る部分が流路内に突出した状態となり、蒸
気に晒されるので、蒸気のもつ流体力によって弁体１５
が振動する可能性がある。

【００１１】また、弁体１５は一定径の有底円筒状とさ
れているので、この弁体１５の外周面は常に各ガイドリ
ブ１６ａ，１６ｂ，１６ｃに接した状態となっている。 したがって、弁体１５の周囲においては、図２０に示す
ように、この弁体１５と、第２，第３のガイドリブ１６
ｂ，１６ｃと、弁箱１４の周壁とによって弁体１５の周
方向に沿う閉空間１３ａが形成される。

【００１２】このような閉空間１３ａが存在すると、弁
全開位置で蒸気に晒される弁体１５には、蒸気の流れ方
向および流れと直交方向に流体力を受けることになる。 例えば図２０において、第１のガイドリブ１６ａから弁
体１５の左右に別れた蒸気流ａ，ｂは、閉空間１３ａに
よって流れを阻止されるため、蒸気流ａ，ｂの流体力に
差がある場合、その差が弁体１５に作用する。

【００１３】この流体力は蒸気の流速の２乗に略比例す
るため、流速が大きい場合など、条件によっては、弁体
１５を振動させるだけの大きさになる。また、この流体
によって主蒸気流の入口方向に向く反動力は、弁体１５
を支持する第１のガイドリブ１６ａだけで支持するため
、支持が不安定となって振動が発生し易くなる。

【００１４】弁体１５が振動すると、弁体１５とガイド
リブ１６ａ，１６ｂ，１６ｃとの接触部に摩耗が発生し
たり、弁閉操作時の信頼性の低下につながる可能性があ
る。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、
弁体の支持を安定化させて振動や摩耗の発生を防止し、
弁開閉操作時の信頼性向上が図れる主蒸気隔離弁を提供
することを目的とする。 〔発明の構成〕

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、略直
線的に配置した一次流路および二次流路間に一定の傾斜
で交差するシリンダ状の弁室を形成した弁箱と、この弁
箱の弁室に外周を複数のガイドリブで支持されてピスト
ン状に挿入された弁体と、この弁体を高速で駆動する駆
動機構とを有し、弁全開時に前記弁体の中間部から先端
部までに亘る部分が流路内に配置する主蒸気隔離弁にお
いて、前記弁室の弁全開時の弁体収納位置に、前記弁体
の外面を被包する筒状のホルダを設置したことを特徴と
する。

【００１６】請求項２の発明は、略直線的に配置した一
次流路および二次流路間に一定の傾斜で交差するシリン
ダ状の弁室を形成した弁箱と、この弁箱の弁室に外周を
複数のガイドリブで支持されてピストン状に挿入された
弁体と、この弁体を高速で駆動する駆動機構とを有し、
弁全開時に前記弁体の中間部から先端部までに亘る部分
が流路内に配置する主蒸気隔離弁において、前記弁体の
少なくとも中間部分の外周面を、前記ガイドリブから離
間する小径部とし、これにより前記弁体の周囲の空間を
周方向で連通させたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１の発明によれば、弁室の弁全開時の弁
体収納位置に、弁体の外面を被包する筒状のホルダを設
置したので、弁体が直接、蒸気流に晒されることがなく
なり、また弁体がホルダによって力学的な支持を受け、
これにより弁体の振動が防止される。

【００１８】また、請求項２の発明によれば、弁体の少
なくとも中間部分の外周面を、ガイドリブから離間する
小径部とし、これにより弁体の周囲の空間を周方向で連
通させたので、従来と異なり、弁体の周囲に閉空間が形
成されない。

【００１９】したがって、弁体が蒸気に晒されていても
、弁体の左右に別れた蒸気流の流体力の差が連通によっ
て解消され、弁体の振動等が防止される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る主蒸気隔離弁の実施例を
図面を参照して説明する。

【００２１】＜実施例１（図１，２，３，４）＞本実施
例の主蒸気隔離弁は、図１に示すように、一次流路２１
と二次流路２２とが略直線状に配置した弁箱２３を有し
ている。この弁箱２３の各流路２１，２２間に、シリン
ダ状の弁室２４が形成されている。弁室２４は、例えば
一次流路２２側に軸心が４５°傾き、弁座２４ａは二次
流路２２の入口部に形成されている。

【００２２】弁室２４内には、ピストン状の弁体２５が
挿入されている。この弁体２５は、弁座２４ａ側に向う
軸方向先端部２５ａが有底の円筒状をなし、開口した基
端部２５ｂ側から弁軸２６が突出している。弁軸２６は
、弁蓋２７を貫通して、駆動機構２８のピストンロッド
２９に接続されている。

【００２３】そして弁体２５は、プラント運転中は図１
に示すように、流路２１，２２を連通するよう基端部２
５ｂ側に最大限移動して弁全開状態となる。この状態に
おいて、緊急時の閉動作を迅速に行うためのストローク
設定により、弁体２５の先端側の約半分程度、つまり先
端部２５ａから中間部に亘る部分が流路内に突出する配
置となっている。

【００２４】このものにおいて、弁室２４の弁全開時の
弁体収納位置に、弁体２５の外面を被包する筒状のホル
ダ３０が固定設置されている。本実施例では、このホル
ダ３０が、弁体２５の外面を軸方向略全体に亘って被包
する長さを有している。

【００２５】また、本実施例の弁体２５は、その両端が
大径とされ、中間部が小径部２５ｃとされている。そし
て、大径部の外周面が、複数のガイドリブ３１ａ，３１
ｂ，３１ｃによってスライド可能に支持されている。一
つのガイドリブ３１ａは独立部材によって構成され、流
路内の略中央部に配置されている。他の二つのガイドリ
ブ３１ｂ，３１ｃは、弁箱２３の周壁内面から突出する
突条として形成され、前記一つのガイドリブ３１ａに対
して例えば左右にそれぞれ１２０°回転した配置とされ
ている。これらのガイドリブ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの
弁体ガイド面は、図２に示すように、それぞれホルダ３
０の内部に突出して、弁体２５の大径部の外周面に接す
るようになっている。

【００２６】このような本実施例の構成によれば、弁室
２４の弁全開時の弁体収納位置に、弁体２５の外面を被
包する筒状のホルダ３０を設置したので、弁全開時に弁
体２５が直接、蒸気流に晒されることがない。また、弁
体２５はホルダ３０によって力学的な支持を受ける。し
たがって、弁体２５の支持状態が従来に比して安定し、
蒸気流の流体力による振動発生が防止される。

【００２７】また、弁体２５の中間部分の外周面は、ガ
イドリブ３１ａ，３１ｂ，３１ｃから離間する小径部２
５ｃとされているので、弁体２５の周囲の空間は周方向
で連通する状態となり、従来と異なり弁体２５の周囲に
閉空間が形成されない。したがって、ホルダ３０の先端
部から弁体２５の周囲部に蒸気が流入しても、弁体２５
の左右に別れた蒸気流は周囲空間で合流するので、各蒸
気流の流体力に差があっても、その差は合流によって解
消されて均一となり、弁体２５の振動発生が防止される
。

【００２８】本実施例の具体的な作用効果を図３および
図４に示している。

【００２９】図３において、弁体２５の左右に分流する
蒸気流をａ´，ｂ´とし、これらの流体力の差によって
生じる「弁体を振動させる力」をＦとする。そして、こ
のＦの実行値を、本実施例と従来例とについて、それぞ
れ調べた。

【００３０】この結果、図４に示すように、従来例のＦ
の実行値を１．０とすると、本実施例のＦの実行値は０
．２５と、約１／４に低減することが確認された。

【００３１】なお、以上の実施例では、ホルダ３０によ
る弁体２５の被包と、弁体２５の周囲空間の周方向での
連通という、二つの要素を備えた構成としたが、いずれ
か一つの要素だけを備えた構成でも、振動発生防止が図
れるものである。

【００３２】＜実施例２（図５，６，７）＞本実施例で
は、弁体２５の先端部２５ａのみが大径とされ、他の部
分が小径とされている。そして、弁全開時の弁体収納位
置において、その弁体２５の小径部２５ｃの外面略全体
が、円筒状のホルダ３０の内周面に摺接する状態で被包
されるようになっている。

【００３３】また、ガイドリブ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
は、弁体２５の先端部２５ａである大径部のみを支持す
るようになっている。

【００３４】その他の構成は前記実施例１と略同様であ
るから、図に前記実施例と同一の符号を付して、その説
明を省略する。

【００３５】本実施例の構成によると、弁全開時に弁体
２５の先端部２５ａ以外の小径部２５ｃが直接、蒸気流
に晒されることがなく、また、弁体２５がホルダ３０に
よって力学的に支持される。したがって、弁体２５の支
持状態が安定し、蒸気流の流体力による振動発生が防止
される。

【００３６】＜実施例３（図８）＞本実施例は、実施例
２と略同様であるが、弁全開時の弁体収納位置において
、弁体２５の大径部がホルダ３０の先端部に当接し、駆
動機構２８の弁体基端側への引抜き力によって、その当
接部分が互いに圧接するようになっている。

【００３７】このような構成によると、弁体２５の大径
部とホルダ３０の先端部との圧接によって、弁体２５が
強固に固定保持されて安定状態となるので、振動が効果
的に抑制され、弁開閉動作上の信頼性が向上する。

【００３８】＜実施例４（図９）＞本実施例は、実施例
３と略同様であるが、弁体２５の基端部２５ｂが楔状に
形成されている。この基端部２５ａが、弁全開状態にお
いて、ホルダ３０の基端部内周側に突出した軽斜面付き
の係止リング３２に、駆動機構２８の弁体基端側への引
抜き力によって食込み状態で係止されるようになってい
る。

【００３９】このような構成によると、弁体２５の基端
部２５ｂと係止リング３２との係止によって、弁体２５
が強固に固定保持されて安定状態となるので、振動が効
果的に抑制され、弁開閉動作上の信頼性が向上する。

【００４０】＜実施例５（図１０）＞本実施例では、実
施例４と略似通った機能が弁体２５の先端部２５ａ側に
付与されている。すなわち、弁体２５の先端部２５ａの
大径部にリング状の傾斜溝３３が形成され、この傾斜溝
が、弁全開状態において、ホルダ３０の先端部に形成し
た楔状部分３４に、駆動機構２８の弁体基端側への引抜
き力によって噛合う状態で係止されるようになっている
。

【００４１】このような構成によっても、弁体２５の先
端部２５ａとホルダ３０の楔状部分３４との係止によっ
て、弁体２５が強固に固定保持されて安定状態となるの
で、振動が効果的に抑制され、弁開閉動作上の信頼性が
向上する。

【００４２】＜実施例６（図１１）＞本実施例では、弁
体２５の先端部２５ａの大径部に、先端側に向って次第
に大径となるテーパ部３５が形成され、弁全開状態にお
いて、ホルダ３０の先端部に形成した先端側が大径とな
るテーパ部３６に、駆動機構２８の弁体基端側への引抜
き力によって嵌合する状態で係止されるようになってい
る。なお、本実施例では、ホルダ３０が弁蓋２７と一体
に構成されている。

【００４３】このような構成によっても、弁体２５の先
端部２５ａとホルダ３０のテーパ部３６との係止によっ
て、弁体２５が強固に固定保持されて安定状態となるの
で、振動が効果的に抑制され、弁開閉動作上の信頼性が
向上する。

【００４４】＜実施例７（図１２）＞本実施例では、実
施例４の係止構造と、実施例６の係止構造とが併合され
ている。すなわち、弁体２５の基端部側では楔状の基端
部２５ｂと係止リング３２とが係止する構造とされ、ま
た弁体２５の先端部側では先端部２５ａのテーパ部３５
とホルダ３０のテーパ部３６とが係止する構造となって
いる。

【００４５】このような構成によると、弁体２５とホル
ダ３０とが互いに両端部で係止することにより、弁体２
５がさらに強固に固定保持されて安定状態となり、振動
が一層効果的に抑制される。

【００４６】＜実施例８（図１３）＞本実施例は、実施
例６に示した弁体２５の先端面の形状を変形したもので
ある。

【００４７】すなわち、弁体２５とホルダ３０との係止
構造は、実施例６と略同様であるが、弁体２５の先端面
外周部が、面取りによって傾斜面３７とされている。

【００４８】このような構成によると、弁体２５の軽斜
面３７によって、弁全開時における蒸気との接触抵抗が
減少し、振動がさらに低減できるようになる。なお、軽
斜面３７と同一の傾斜を弁座面に形成しておけば、弁閉
時の密着性向上も図れる。

【００４９】＜実施例９（図１４，１５）＞本実施例は
、実施例８の構成をさらに発展させたものである。

【００５０】すなわち、弁体２５の先端面外周部に軽斜
面３７が形成されている点は、実施例８と略同様である
が、本実施例では、さらに弁体２５の先端面内周側が曲
線的に突出し、蒸気流への渦発生等を防止するようにな
っている。

【００５１】したがって、本実施例によれば、弁全開時
における蒸気流が一層円滑となり、この点から振動低減
が図れるようになる。

【００５２】＜実施例１０（図１６）＞本実施例は、実
施例９の変形例である。

【００５３】すなわち、弁体２５の先端面内周側が曲線
的に突出する点は実施例９と略同様であるが、弁体２５
の先端面外周部に軽斜面ではなく、段部３８が形成され
ている。

【００５４】本実施例によれば、弁全開時における蒸気
流が円滑となり、振動低減が図れるのは前記同様である
が、弁座形状が段状をなす場合に好適である。

【００５５】＜実施例１１（図１７）＞本実施例では、
弁体構造は実施例９と略同様であるが、弁箱２３の一次
流路２１側に設けられる第１のガイドリブ３１ａの上流
側の部分に、蒸気流を反弁体側に偏流させる偏流リブ３
９が形成されている。

【００５６】このような構成によれば、弁体２５に接触
する蒸気流を減少させることができ、これにより弁体２
５の振動抑制が図れるようになる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、弁室の弁全開
時の弁体収納位置に、弁体の外面を被包する筒状のホル
ダを設置することにより、弁体が直接、蒸気流に晒され
ることが防止できるとともに、弁体がホルダによって力
学的な支持を受け、これにより弁体の振動が防止できる
。

【００５８】また、請求項２の発明によれば、弁体の少
なくとも中間部分の外周面を、リブから離間する小径部
とすることにより、弁体の周囲の空間を周方向で連通さ
せ、弁体の周囲に閉空間が形成されないようにして、弁
体が蒸気に晒された場合でも弁体の蒸気流の流体力の差
を解消でき、弁体の振動等が防止できる。

【００５９】したがって、以上の本発明によれば、弁体
の支持を安定化させて振動や摩耗の発生が防止でき、弁
開閉操作時の信頼性向上が図れるという優れた効果が奏
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成を示す全体断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】本発明の作用を示す模式図。

【図４】本発明の作用を示す表。

【図５】本発明の実施例２の構成を示す全体断面図。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図。

【図７】図５の一部を拡大して示す部分断面図。

【図８】本発明の実施例３の構成を示す部分断面図。

【図９】本発明の実施例４の構成を示す部分断面図。

【図１０】本発明の実施例５の構成を示す部分断面図。

【図１１】本発明の実施例６の構成を示す部分断面図。

【図１２】本発明の実施例７の構成を示す部分断面図。

【図１３】本発明の実施例８の構成を示す部分断面図。

【図１４】本発明の実施例９の構成を示す全体断面図。

【図１５】図１４の一部を拡大して示す部分断面図。

【図１６】本発明の実施例１０の構成を示す部分断面図
。

【図１７】本発明の実施例１１の構成を示す全体断面図
。

【図１８】原子力発電プラントの主蒸気系統を示す概略
図。

【図１９】従来例を示す全体断面図。

【図２０】図１９のＣ−Ｃ線断面図。

【符号の説明】

２１　　一次流路 ２２　　二次流路 ２３　　弁箱 ２４　　弁室 ２５　　弁体 ２５ａ　　弁体の先端部 ２５ｂ　　弁体の基端部 ２５ｃ　　弁体の小径部 ２８　　駆動機構 ３０　　ホルダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　略直線的に配置した一次流路および二
   次流路間に一定の傾斜で交差するシリンダ状の弁室を形
   成した弁箱と、この弁箱の弁室にピストン状に挿入され
   た弁体と、この弁体を高速で駆動する駆動機構とを有し
   、弁全開時に前記弁体の中間部から先端部までに亘る部
   分が流路内に配置する主蒸気隔離弁において、前記弁室
   の弁全開時の弁体収納位置に、前記弁体の外面を被包す
   る筒状のホルダを設置したことを特徴とする主蒸気隔離
   弁。
2. 【請求項２】　　略直線的に配置した一次流路および二
   次流路間に一定の傾斜で交差するシリンダ状の弁室を形
   成した弁箱と、この弁箱の弁室に外周を複数のガイドリ
   ブで支持されてピストン状に挿入された弁体と、この弁
   体を高速で駆動する駆動機構とを有し、弁全開時に前記
   弁体の中間部から先端部までに亘る部分が流路内に配置
   する主蒸気隔離弁において、前記弁体の少なくとも中間
   部分の外周面を、前記ガイドリブから離間する小径部と
   し、これにより前記弁体の周囲の空間を周方向で連通さ
   せたことを特徴とする主蒸気隔離弁。