JPH09242927A - 弁装置用データ記録保存装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ処理室への配線を必要とせず、運転中
における弁装置及びその駆動装置に関するデータを記録
保存すること。 【解決手段】 データ記録保存装置３０は、信号ライン
１３ｃを介して駆動装置１３の電動モータ１３ｂに一体
的に取り付けられている。データ記録保存装置３０に
は、脱着可能なメモリカード１７と、アンプ１６と、警
報機構と、データ判別機構とが設けられている。弁側セ
ンサ２０及び電動駆動部センサ２１から得られるデータ
は、生データとしてデータ記録保存装置のメモリカード
に記録保存される。生データは、弁装置の定期点検等に
メモリカードを交換することで回収され、解析処理され
る。また、生データは、判別機構により判別され、弁体
３の作動異常や、弁座１ａ及びグランドパッキン１２の
漏洩が生じた場合、警報機構により知らされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、高温高圧
の蒸気を扱う原子力発電所等のプラントにおいて使用す
るのに適する弁装置及びその弁装置の駆動装置に関し、
弁装置及び駆動装置の劣化・異常等の諸情報を記録保存
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、原子力発電所等のプラントに使用
されていた電動操作による弁装置及びその駆動装置の異
常の有無の調査は、プラントが停止したときに行われて
いた。つまり、流体の流れがない無負荷の状態で弁を動
作させ、その時に得られる各種の情報をもとに、異常が
あるかどうかの調査解析が行われてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際に弁装置
が使用されているときには、弁装置の駆動部に動荷重が
かかるため、上述した調査で得られる結果は、無負荷の
状態である静的なものに限定されていた。すなわち、上
述した調査で得られたデータは、機器単品の動作時の値
にしか過ぎず、実際の使用状態と異なるため、その有効
性に問題があった。また、運転中の弁装置のデータを得
るために、プラント運転中に調査を行おうとすると、電
動式の弁駆動装置あるいは弁体周辺に設けられたセンサ
の信号を、所定の中央処理室まで導くための多数の線処
理が必要であった。特に、原子力発電所の原子炉内にあ
る弁装置について、上記のような運転中における調査を
行う場合には、対象となる弁装置の数だけ炉隔壁を貫通
させて線処理をしなければならないため、実際的ではな
かった。従って、本発明の目的は、データ処理室への配
線を必要とせず、運転中における弁装置及びその駆動装
置に関するデータを記録保存するための装置を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の弁装置用データ記録保存装置は、弁装置に
関する情報を検出する第１センサと、該弁装置の弁体を
全閉位置及び全開位置の間で動作させる駆動装置に関す
る情報を検出する第２センサとに選択的に接続され、前
記第１，第２センサから得られる運転中における該弁装
置及び駆動装置の情報を所定期間に亙って記録保存する
ことができる脱着可能なメモリ装置を備えている。ま
た、前記弁装置及び前記駆動装置に関する情報は、前記
弁装置または前記駆動装置が作動する毎に作動時間と対
応させて前記メモリ装置に記録保存される生データであ
って、該生データと正常時の基準データとの比較によっ
て前記弁装置の正常性を判別する判別機構と、該判別機
構の判別結果をもとに正常か異常かを知らせる警報機構
とをさらに備えていてもよい。さらに、所定の外部情報
処理装置とオンライン通信ケーブルを介して接続され、
前記メモリ装置を離脱させることなく前記情報の解析が
行われるようにしてもよい。また、請求項４に記載の駆
動装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置用
データ記録保存装置が外ケースに一体的に取り付けられ
ている。

【０００５】上述の構成を有する本発明において、弁装
置に関する情報を検出する第１センサと、駆動装置に関
する情報を検出する第２センサとによって弁装置等が作
動する毎に検出された生データは、時間と対応させて、
弁装置用データ記録保存装置内の脱着可能なメモリ装置
に記録され、所定期間保存される。生データが保存され
たメモリ装置は、弁装置の定期点検毎に新しいメモリ装
置と交換される。生データは、上記第１，第２センサか
ら検出されたままのデータであるため、データ解析に使
用可能な処理装置がほとんど限定されず、解析者が選択
した任意の処理装置によって解析処理される。また、生
データは、弁装置用データ記録保存装置に設けられた判
別機構によって、正常時の基準データと比較され、弁装
置の作動が正常であるかあるいは異常であるかが、警報
機構によって知らされる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態すなわ
ち実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する
が、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとす
る。図１は、本発明の弁装置用データ記録保存装置３０
（以下、単にデータ記録保存装置と称する）が取り付け
られた弁装置（仕切り弁）が示されている。弁箱１は、
流体入口通路１ｂ及び流体出口通路１ｃを備えている。
これらの通路１ｂ，１ｃは、互いに隣接する端部にほぼ
環状の弁座１ａを有する。弁蓋２は、フランジ部２ｂに
おいてボルト２ａのような適宜の締結手段により弁箱１
の頂部に結合されている。弁体３は、弁箱１に形成され
た上記弁座１ａ間に選択的に介在し、流体入口通路１ｂ
及び流体出口通路１ｃを連通状態もしくは非連通状態に
する。弁座３ａを有するこの周知の弁体３の上部には、
ステム４の下端が例えば螺着のような周知の手段により
一体的に連結されている。弁ステム４は、周知のグラン
ドパッキン１２を貫通して上方に延びて、弁蓋２の頂部
にボルト・ナット組立体２ｄにより取着された駆動装置
１３の中に延入している。弁ステム４は、手動ハンドル
１３ａ又は電動モータ１３ｂにより駆動され、垂直方向
に移動する。グランドパッキン１２は、パッキン抑え１
２ａによって弁蓋２の円筒部２ｃ内に配設されている。

【０００７】弁装置の弁ステム４には、図１において、
参照符号２０を付し点線で概念的に示されるように、温
度センサ、歪センサ（歪ゲージ）及び振動センサが取り
付けられている。上述した諸センサは、周知のものでよ
く、本実施形態では、本出願人によって出願された特願
平６−２１９０９８号明細書及び特願平６−２１９０９
９号明細書に開示されたセンサとほぼ同じものを使用し
ているため、センサ自体の説明やその取り付け位置につ
いての詳細な説明は省略する。上述した各センサは、弁
ステム頭部に設けられた接続端子１４から、信号ライン
（コネクターケーブル）１４ａ,１４ｂ,１４ｃによって
それぞれデータ記録保存装置３０に接続されている。こ
れら温度センサ、歪センサ及び振動センサは、弁体３も
しくは弁ステム４周辺の情報を検出するため、まとめて
“弁側センサ”と称する。この弁側センサ２０によって
検出されるものとしては、弁体３に負荷する荷重（負荷
荷重、ステム推力を含む）、弁体３の振動、移動量及び
温度等である。本実施形態では、更に、参照符号２１を
付し点線で概念的に示されるように、駆動装置１３の電
動モータ１３ｂに“電動駆動部センサ”（図示せず）が
取り付けられている。電動駆動部センサ２１によって検
出されるものとしては、電動モータ１３ｂのモータ電流
・電圧や、駆動装置１３の動作開閉を示すリミットスイ
ッチ（図示せず）のＯＮ−ＯＦＦ接点動作信号（弁開閉
接点信号）や、駆動装置１３の出力トルクに関するトル
クスイッチ（図示せず）のＯＮ−ＯＦＦ接点動作信号
（トルク接点信号）がある。

【０００８】本発明のデータ記録保存装置３０は、すで
にデータ検出用の上述したセンサを備える弁装置に取り
付けることで、既存のセンサ類を利用することができ
る。弁側センサ２０及び電動駆動部センサ２１によって
検出されたデータは、信号ライン（コネクターケーブ
ル）１３ｃを介してデータ記録保存装置３０内のメモリ
カード１７に直接入力される。上述の弁側センサ２０及
び電動駆動部センサ２１とデータ記録保存装置３０との
接続について説明すると、データ記録保存装置３０は、
図２に示されるように、駆動装置１３の既存の端子箱カ
バー１３ｄを改造あるいは交換したりして、端子箱カバ
ーに一体的に取り付けてもよいし、図３に示されるよう
に、駆動装置１３の新規製作時に、あらかじめデータ記
録保存装置３０を駆動装置１３内に組み込んでいてもよ
い。いずれにしても既存の弁装置の一部分を変更するだ
けで、データ記録保存装置３０は弁装置に一体的に設け
られている。

【０００９】データ記録保存装置３０は、メモリカード
１７、さらに、警報機構と、図示しないデータ判別機構
と、アンプ１６とを有している。尚、アンプは、データ
記録保存装置３０に内蔵せず、外部にあるアンプを接続
してもよく、必要に応じて適当なアンプを組み合わせて
接続してもよい。データ記録保存装置３０の外面には、
メモリカード取出口３２と、上述した警報機構であるラ
ンプ３４とが設けられている。データ判別機構は、上記
の弁側センサ２０及び電動駆動部センサ２１から検出さ
れた生データを、あらかじめ記録されている弁装置に関
する正常作動時のデータと比較することによって、弁装
置の正常性を判別することができる。上記のランプ３４
は、正常あるいは異常を知らせるための警報ランプとし
て使用される。メモリカード１７は、本実施形態では、
ＩＣが組み込まれたメモリカードが用いられているが、
専用のＩＣメモリカード基盤と置き換えてもよい。メモ
リカード１７は、１年分のプラント運転期間のデータを
保存しておくことができるため、１年毎に、データの記
録保存済みのメモリカード１７を新しいメモリカードと
交換する。

【００１０】弁側センサ２０及び電動駆動部センサ２１
から得られるデータは、生データとしてデータ記録保存
装置３０に記録保存されるので、解析にあたっては上記
のセンサで得られた状態のままの信号として再現され
る。そのため、データ処理に使用できるデータ処理装置
やデータ処理ソフトウェアが、特定の様式のものに限定
されず、すでに開発済みもしくは使用中の、データ処理
装置あるいはデータ処理ソフトウェアや、新たに導入さ
れる処理装置（処理ソフトウェア）でも処理することが
可能となる。さらに、生データが入ったメモリカード
は、持ち運びができるので、任意の場所にある外部デー
タ処理装置でも処理が可能である。また、データ記録保
存装置３０は、例えばＣＲＴのような表示装置１９と接
続されていて、弁側センサ２０及び電動駆動部センサ２
１からのデータを随時表示することもできる。

【００１１】次に、データ記録保存装置３０を有する弁
装置の動作について説明する。弁側センサ２０は、弁が
作動する毎に随時、弁体３の負荷荷重、温度、振動、移
動量を検出し、また、電動駆動部センサ２１も、弁が作
動する毎に随時、電動モータ１３ｂのモータ電流・電圧
や、弁開閉接点信号及びトルク接点信号を検出する。そ
して、上記の負荷荷重、温度、振動、弁体の移動量、モ
ータ電流・電圧、弁開閉接点信号及びトルク接点信号
は、駆動装置１３の駆動動作時間と関係させてメモリカ
ード１７に入力保管される。これについては、以下のい
くつかの具体的な例をもとに説明する。

【００１２】弁装置が、高温高圧蒸気のような流体が流
体入口通路１ｂ，流体出口通路１ｃを流れている状態
で、閉弁した場合、弁体３と共に弁ステム４の一部が流
体にさらされるため、弁ステム４が弁体３を閉弁位置に
押し込む方向に膨張する。その後、高温高圧流体の遮断
により弁装置が冷却されると、弁箱１は、弁座１ａ同士
が互いに接近する方向に収縮するため、通常なら、弁体
の抱き込みが起こり、弁開が困難になる。これを回避す
るため、駆動装置１３は、温度センサにより検出された
ステム温度の上昇をもとに、上述した弁ステム４の膨張
によって弁体３が閉弁位置に押し込まれないよう、弁ス
テム４を引き上げる。その際、弁ステム４の引き上げ時
の負荷荷重は、歪センサによって検出され、弁ステム４
の温度は、温度センサによって検出され、それぞれデー
タ記録保存装置３０に記録保存される。

【００１３】また、弁閉した後、弁体３の底部と弁箱１
の底部との間に画成された空間部１ｄにドレンが溜まっ
ている場合、再起動に伴うウォーミングアップ時に弁箱
の温度が上昇し、空間部１ｄ内のドレンが加熱されて蒸
気化すると、この蒸気は逃げ場がないため、弁体３をさ
らに閉弁する方向即ち弁箱の弁座に押し付ける方向に付
勢することがある。そのような状態で弁開する場合、駆
動装置１３によって弁ステム４を引き上げるが、その
時、弁ステム４には通常状態より大きな負荷が加わる。
そのときの温度上昇や弁ステム４に作用する負荷荷重
は、温度センサ及び歪センサによって検出され、データ
記録保存装置３０に記録保存される。

【００１４】さらに、弁体の全閉時に弁座に漏洩が生じ
た場合には、漏れ流により弁体３が振動し、弁体３と一
体の弁ステム４等にも振動が生ずる。このような振動
は、振動センサによって検出され、漏洩による振動がな
くなるまで、駆動装置１３により、弁体３及び弁ステム
４がさらに閉じる方向に駆動される。その結果、弁ステ
ム４に負荷荷重がかかるが、これは歪センサにより検出
される。このとき、単に振動や負荷荷重が記録されるだ
けでなく、データ記録保存装置３０の判別機構によっ
て、弁ステム４に付与された負荷荷重と、データ記録保
存装置３０に予め記憶された最大許容荷重とが比較さ
れ、ほぼ同値であるにもかかわらず、漏洩が止まらない
時には、即ち、振動センサが依然として振動を検出する
時には、そうした異常の情報も一緒にメモリカード１７
に保管される。

【００１５】一方、弁開状態中におけるグランドパッキ
ン１２の漏洩については、データ記録保存装置３０の判
別機構によって、温度センサにより検出された弁ステム
４の温度の変化幅が、データ記録保存装置３０に保管さ
れた基準範囲を越えているか否かが判別され、越えてい
る場合には漏洩状態が生じていると判断する。そして、
漏洩状態にある場合には、それを止めるため、駆動装置
１３が、弁ステム４の温度の変化幅が前記基準範囲に入
るまで、全開位置にある弁体３をさらに上動させる。こ
のようにして、グランドパッキン１２の漏洩は、温度の
検出結果をステムの軸方向位置の変化としてフィードバ
ックすることで抑制されるが、それでも漏洩が止まらな
い時は、グランドパッキンの部分の異常を知らせる情報
としてメモリカード１７に保管され、前述した弁座漏洩
の場合と同様に、プラント停止時の定期検査の際にグラ
ンドパッキンを手入れするために利用される。

【００１６】また、弁体３に負荷する負荷荷重、振動、
温度、電動モータ１３ｂのモータ電流・電圧、弁開閉接
点信号及びトルク接点信号という上記の情報だけでな
く、弁体３の移動量という情報も、弁装置の正常・異常
についての判断材料となるため、本実施形態ではメモリ
カード１７に記録されている。

【００１７】弁装置の定期点検のときには、データ記録
保存装置３０からデータが入ったメモリカード１７が取
り出され、代わりに新しいメモリカードが装着され、次
回の定期点検までのデータを記録保存する。そのため、
原子力プラントの弁装置に関していえば、現場でデータ
計測をしないで済むため、作業者が被爆する可能性が大
きく低減される。また、メモリカード１７内のデータ
は、全て弁装置の実際の運転中のものであるため、弁の
信頼性の向上や性能の高度化をすすめる上で、有効なも
のとして利用される。

【００１８】尚、上記実施形態においては、生データ
は、データ記録保存装置３０から取り出されたメモリカ
ード１７から解析されていたが、これに限らず、図２に
示すように、データ記録保存装置３０を、オンライン通
信ケーブル５２を介してオンライン用パソコン５０に接
続しておき、メモリカード１７をデータ記録保存装置３
０から取り出すことなくデータを処理をすることも可能
であり、必要に応じて選択できる。

【００１９】また、上記実施形態によって説明してきた
データ記録保存装置３０の配設については、図２に示さ
れる態様に限定されるわけではない。すなわち、図４に
は、データ記録保存装置３０の配設態様に関する改変実
施形態が示されており、データ記録保存装置３０は、弁
装置から離して配設されていて、コネクターケーブル４
０を介して弁側センサ２０及び電動駆動部センサ２１に
接続してもよい。この改変実施形態でも、プラントの壁
を貫通する線処理をすることなく、既存の弁装置の一部
分を変更するだけで、データ記録保存装置３０を装着す
ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明の弁装置用データ記録保存装置によれば、弁装置
に関する情報を検出する第１センサと、該弁装置の弁体
を全閉位置及び全開位置の間で動作させる駆動装置に関
する情報を検出する第２センサとに選択的に接続され、
前記第１，第２センサから得られる運転中における該弁
装置及び駆動装置の情報を所定期間に亙って記録保存す
ることができる脱着可能なメモリ装置を備えたので、実
際の運転中の弁装置等に関する諸情報を得ることがで
き、データの有効性が向上する。また、原子力プラント
に用いられている弁装置に関しては、定期点検等のプラ
ント停止時にメモリカード（メモリ装置）を交換するこ
とによってデータを回収できるため、作業者の被爆が防
止できる。請求項２に記載の弁装置用データ記録保存装
置によれば、前記情報は、前記弁装置または前記駆動装
置が作動する毎に作動時間と対応させて前記メモリ装置
に記録保存される生データであって、該生データと正常
時の基準データとの比較によって前記弁装置の正常性を
判別する判別機構と、該判別機構の判別結果をもとに正
常か異常かを知らせる警報機構とをさらに備えるので、
データ処理に使用できるデータ処理装置やデータ処理ソ
フトウェアが、特定の様式のものに限定されず、すでに
開発済みもしくは使用中の、データ処理装置あるいはデ
ータ処理ソフトウェアや、新たに導入される処理装置等
でも処理ことが可能となる。また、弁装置の正常・異常
を容易に知ることができる。請求項３に記載の弁装置用
データ記録保存装置によれば、所定の外部情報処理装置
とオンライン通信ケーブルを介して接続され、前記メモ
リ装置を離脱させることなく前記情報の解析が行われる
ので、弁装置の運転中にも異常の有無を常時監視するこ
とができる。請求項４に記載の駆動装置によれば、請求
項１乃至３のいずれかに記載の弁装置用データ記録保存
装置が外ケースに一体的に取り付けられているので、請
求項１乃至３のいずれかに記載の発明により奏する上述
の効果を有することに加え、費用及び手間のかかる配線
処理を新たにすることなく、運転中の弁装置の諸情報を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のデータ記録保存装置の概略図であ
る。

【図２】 本実施形態のデータ記録保存装置が取り付け
られた駆動装置周辺の部分拡大図である。

【図３】 データ記録保存装置があらかじめ駆動装置に
設けられている場合の駆動装置周辺の部分拡大図であ
る。

【図４】 データ記録保存装置がコネクターケーブルに
よって弁装置に接続される改変実施形態の全体図であ
る。

【符号の説明】

１…弁箱、１ａ…弁座、１ｂ…流体入口通路、１ｃ…流
体出口通路、３…弁体、４…弁ステム、１３…駆動装
置、１３ｂ…電動モータ、１３ｄ…端子箱カバー（外ケ
ース）、１７…メモリカード（メモリ装置）、２０…弁
側センサ（第１センサ）、２１…電動駆動部センサ（第
２センサ）、３０…データ記録保存装置、３４…ランプ
（警報機構）、５０…オンライン用パソコン（外部情報
処理装置）、５２…オンライン通信ケーブル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁装置に関する情報を検出する第１セン
   サと、該弁装置の弁体を全閉位置及び全開位置の間で動
   作させる駆動装置に関する情報を検出する第２センサと
   に選択的に接続され、前記第１，第２センサから得られ
   る運転中における該弁装置及び駆動装置の情報を所定期
   間に亙って記録保存することができる脱着可能なメモリ
   装置を備えた、弁装置用データ記録保存装置。
2. 【請求項２】 前記弁装置及び前記駆動装置に関する情
   報は、前記弁装置または前記駆動装置が作動する毎に作
   動時間と対応させて前記メモリ装置に記録保存される生
   データであり、該生データと正常時の基準データとの比
   較によって前記弁装置の正常性を判別する判別機構と、
   該判別機構の判別結果をもとに正常か異常かを知らせる
   警報機構とをさらに備える請求項１に記載の弁装置用デ
   ータ記録保存装置。
3. 【請求項３】 所定の外部情報処理装置とオンライン通
   信ケーブルを介して接続され、前記メモリ装置を離脱さ
   せることなく前記情報の解析が行われる、請求項１に記
   載の弁装置用データ記録保存装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装
   置用データ記録保存装置が外ケースに一体的に取り付け
   られている、弁装置の駆動装置。