(57)【要約】【課題】主蒸気の流れをより一層良好にさせるとともに、主蒸気に含まれている湿分を効果的に除去する主蒸気隔離弁を提供する。【解決手段】本発明に係る主蒸気隔離弁は、弁ケーシング２５の入口流路３０と弁座３４とを結ぶ流路の断面形状を円形状の流路と楕円形状の流路とを組み合せて形成するとともに、前記円形状の流路に背面ガイドリブと、流体の流れに対し前傾姿勢の弁体収容部２７とを備えた主蒸気隔離弁において、前記円形状の流路と前記楕円形状の流路とを互いに接続させる接続交点Ｑ１１，Ｑ１０は、前記弁体収容部２７に備えた背面ガイドリブの手前側の位置に設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ケーシングの入口流路と弁座とを結ぶ流路の断面形状を円形状の流路と楕円形状の流路とを組み合せて形成するとともに、前記円形状の流路に背面ガイドリブと、流体の流れに対し前傾姿勢の弁体収容部とを備えた主蒸気隔離弁において、前記円形状の流路と前記楕円形状の流路とを互いに接続させる接続交点は、前記弁体収容部に備えた背面ガイドリブの手前側の位置に設けたことを特徴とする主蒸気隔離弁。
【請求項２】
弁ケーシングの入口流路と弁座とを結ぶ流路の断面形状を円形状の流路と楕円形状の流路とを組み合せて形成するとともに、前記円形状の流路に背面ガイドリブと、流体の流れに対し前傾姿勢の弁体収容部とを備えた主蒸気隔離弁において、前記円形状の流路と前記楕円形状の流路とを組み合せた組合せ流路を円形状の弁座に結ぶ際、その中間位置における楕円形状の流路の楕円長軸を、その上流側の楕円形状の流路の楕円長軸およびその下流側の楕円形状の流路の楕円長軸よりも短く設定して変断面を形成したことを特徴とする主蒸気隔離弁。
【請求項３】
弁ケーシングの入口流路と弁座とを結ぶ流路の断面形状を円形状の流路と楕円形状の流路とを組み合せて形成するとともに、前記円形状の流路に複数の背面ガイドリブと流体の流れに対し前傾姿勢の弁体収容部とを備えた主蒸気隔離弁において、前記円形状の流路と前記楕円形状の流路とを組み合せた組合せ流路のうち、前記楕円形状の流路の楕円短軸は、前記複数の背面ガイドリブを結んだ直線と前記楕円形状の流路底面とを結ぶ長さの範囲内に設定したことを特徴とする主蒸気隔離弁。
【請求項４】
円形状の流路と楕円形状の流路とを互いに接続させる接続交点を位置させる背面ガイドリブの手前側は、入口流路の出口端と弁座との交点に臨む方向側であることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項記載の主蒸気隔離弁。
【請求項５】
弁体収容部は、入口流路に設けた入口ガイドリブに被着させたガイド壁を備えたことを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項記載の主蒸気隔離弁。
【請求項６】
請求項１〜５記載の構成の主蒸気隔離弁は、発電プラントに適用することを特徴とする主蒸気隔離弁。
【請求項７】
請求項１〜５記載の構成の主蒸気隔離弁は、原子炉圧力容器の内側および外側のうち、少なくともいずれか一方に備えたことを特徴とする主蒸気隔離弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントに使用される主蒸気隔離弁に係り、特に蒸気に含まれる湿分（水滴）の弁内構成要素への衝突に基づくエロージョンを抑制する主蒸気隔離弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電プラントでは、図３４に示すように、原子炉圧力容器１を、例えば４本の主蒸気管２を介して蒸気タービン３に接続させるとともに、これら複数の主蒸気管２のうち、原子炉格納容器４の内側に第１主蒸気隔離弁５を配置し、その外側に第２主蒸気隔離弁６を配置し、第１主蒸気隔離弁５および第２主蒸気隔離弁６を閉じることによって、原子炉圧力容器１を必要に応じて隔離し得るようにしている。
【０００３】
また、原子力発電プラントは、原子炉圧力容器１から発生した蒸気を主蒸気管２に設けたヘッダ７、主蒸気止め弁８、蒸気加減弁９を経て蒸気タービン３に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器１０で凝縮させて復水にし、この復水を給水系１１を介して再び原子炉圧力容器１に戻す構成にしている。
【０００４】
一方、第１主蒸気隔離弁５および第２主蒸気隔離弁６は、図２４に示すように、弁ケーシング（弁箱）１２の入口端１２ａと出口端１２ｂを主蒸気管２，２の途中に接続し、弁ケーシング１２内に形成する円筒の弁体収容部１３に有底円筒の弁体１４を収容し、この弁体１４を軸方向に向って自在に往復動させるように構成されている。
【０００５】
また、弁ケーシング１２は、その上端開口部を弁蓋（図示せず）で塞ぐとともに、この弁蓋の外側に弁駆動部１５を備え、この弁駆動部１５に弁蓋を貫装する弁軸（弁棒）の上端を接続させる構成にしている。
【０００６】
弁軸は、矢印ＳＴで示す主蒸気の流れ方向に対し、例えば、４５°の角度の入口側に向う前傾姿勢に配置して流路抵抗の低減化を図っている。さらに、弁軸は、弁駆動部１５からの駆動力を弁体１４に伝え、弁体１４を往復動させて蒸気流路を開閉している。
【０００７】
また、弁体１４は、弁ケーシング１２の弁体収容部１３に収容され、入口流路１８側からその背面下流側にかけて配置される入口ガイドリブ１６と、その下流側の、例えば角度１２０度のピッチで左右対象に配置する背面ガイドリブ１７（１７）とのそれぞれの表面上を摺動し、かつ円形状の弁座１９に向って移動し、弁座１９に着座すると全閉になるように構成されている。
【０００８】
また、弁体１４は、全閉から全開に至るまでの弁リフト（ストローク距離）を短くするため、その底部側が弁ケーシング１２の入口流路１８の約半分の配置になると弁全閉状態になるように設計されている。
【０００９】
このように、弁全閉から弁全開に至るまでの弁体１４の弁リフトを短くさせると、主蒸気ＳＴの流れが、入口流路１８から出口流路２０に至るまでの間、蛇行、跳流、転向流等複雑な流れになるので、弁ケーシング１２内の流路の断面形状は、図２５〜図２９に示すように、主蒸気ＳＴの複雑な流れに対処させて円形状から楕円形状に変化させている。
【００１０】
すなわち、図２４に示す入口ガイドリブ１６に沿い、かつ主蒸気ＳＴの流れに交差する方向に切断した切断線Ａで弁ケーシング１２を切断したときの流路断面形状Ａ１は、図２５に示すように、輪郭線ｍ１で画成される円形状になっている。
【００１１】
また、弁ケーシング１２を、入口ガイドはリブ１６の出口端と弁座１９との交点Ｐを通る切断線Ｂで切断したときの流路断面形状Ｂ１は、図２６に示すように、輪郭線ｎ１で画成される楕円形状になっている。
【００１２】
また、入口ガイドリブ１６の出口端と弁座１９との交点Ｐを通る切断線Ｃで弁ケーシング１２を切断したときの流路断面積形状Ｃ１は、図２７に示すように、輪郭線ｎ２，ｎ３で画成され、点Ｑ１で互いが交差して外側に向う第１楕円ａ１と第２楕円ａ２との２つの楕円を組み合せた形状になっている。
【００１３】
さらに、入口ガイドリブ１６の出口端と弁座１９との交点Ｐを通る切断線Ｄで弁ケーシング１２を切断したときの流路断面積形状Ｄ１は、図２８に示すように、輪郭線ｎ４，ｎ５画成された点Ｑ１で互いが交差して外側に向う第３楕円ａ３第４楕円ａ４の２つの楕円を組み合せた形状になっている。
【００１４】
また、入口ガイドリブ１６の出口端と弁座１９との交点Ｐを通る切断線Ｅで弁ケーシング１２を切断したときの流路断面形状Ｅ１は、図２９に示すように、２つの輪郭線ｍ２，ｍ３をつなぎ合わせて画成される擬似円形状になっている。
【００１５】
なお、図２７に示すように、第１楕円ａ１と第２楕円ａ２とを組み合わせるとともに、図２８に示すように、第３楕円ａ３と第４楕円ａ４とを組み合わせているのは、第１楕円ａ１および第３楕円ａ３の横断面方向（楕円長軸方向）の流路面積を広く確保し、主蒸気ＳＴの圧力を回復させて、その流れを良好にするためである。
【００１６】
このような流路の断面形状Ａ１〜Ｅ１を連続して形成する主蒸気隔離弁において、入口流路１８に流入する主蒸気ＳＴは、入口ガイドリブ１６で左右に分かれ、一部が弁体１４の廻りを通って流れ、残りの大部分が弁体１４の底部側と上述輪郭線ｎ１，ｎ２，…で画成される楕円長軸側端部脇面に向って流れる。
【００１７】
また、図３０に示すように、弁体１４の入口ガイドリブ１６側に被着するガイド壁２１を備えるタイプの主蒸気隔離弁において、入口ガイドリブ１６の出口端と弁座１９の交点Ｐを通る切断線Ｆで弁ケーシング１２を切断したときの流路断面形状Ｆ２は、図３２に示すように、輪郭線ｎ６で画成される楕円形状であるが、楕円短軸側の輪郭線が楕円長軸側に沿って配置する円筒状の弁体１４に隠れた状態になっている。
【００１８】
また、入口ガイドリブ１６の出口端と弁座１９との交点Ｐを通る切断面Ｇで弁ケーシング１２を切断したときの流路断面形状Ｇ２は、図３３に示すように、輪郭線ｎ７で形成される楕円形状であるが、上述と同様に、楕円短軸側の輪郭線が円筒状の弁体１４に隠れた状態になっている。
【００１９】
このような構成を備える主蒸気隔離弁においても、入口流路１８に流入する主蒸気ＳＴは、弁体１４の開弁時、図３１に示すように、一部が楕円長軸側端部脇面に向って流れるものの、残りが弁体１４の底部側に衝突し、流れを乱し、弁体１４の振動発生の要因になっていた。
【００２０】
この主蒸気ＳＴの流れの乱れに基づく振動の発生を抑制する手段には、例えば、特許文献１に見られるように、弁体の開弁時、弁体を包囲形成せしめるガイド壁を弁ケーシングに設け、弁体との隙間を少なくさせたものや、例えば、特許文献２に見られるように、弁体の閉弁時、弁体を駆動する空気シリンダの押圧力で弁蓋を支持し、弁体に加わる流体力を拘束するものや、あるいは、例えば、特許文献３に見られるように、弁体の往復動軸方向を楕円の短軸にし、楕円の長軸方向に流路を広く確保させたものが提案されている。
【特許文献１】特開平５−２３１５４９号公報
【特許文献２】特開平５−５２９８９号公報
【特許文献３】特開平７−６３００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
図２４や図３０で示した従来の主蒸気隔離弁や特許文献１〜３に開示された主蒸気隔離弁は、幾つかの改良が加えられているものの、それでも主蒸気ＳＴの流れの乱れは、確実に解消されない可能性があった。
【００２２】
すなわち、上述の図２４，図３０や特許文献に示された主蒸気隔離弁は、弁全開時でも、弁体１４の底部側が流路の高さ方向の真中の位置に留まっている。このため、主蒸気ＳＴの流れの一部が弁体１４と弁ケーシング１２との間を通って楕円形状に形成されている楕円長軸側端部脇面や弁座側に向って流れるものの、残りが弁体１４を沿うようにして流れた後、跳流して背面ガイドリブ１７（１７）に向かい、ここで衝突し、その流れに乱れを与える可能性があった。
【００２３】
また、上述の主蒸気隔離弁は、入口流路１８および出口流路２０がともに円形状であり、中間部分の流路が円形状と楕円とを組み合せた形状になっている。このように、複雑に変化する流路を流れる主蒸気ＳＴは、楕円形状に形成されている楕円長軸側端部湾曲面から円形状の弁座１９に流れるまでの過程で、湿分（水滴）が集り易く、この湿分の集りは、長年の使用の間に、弁座１９等の構成要素のエロージョンを誘起させる虞があった。
【００２４】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、主蒸気の流れをより一層良好にさせるとともに、主蒸気から生成される湿分を少なくさせ、弁座等の構成要素のエロージョン発生の可能性の抑制を図った主蒸気隔離弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係る主蒸気隔離弁は、上述の目的を達成するために、弁ケーシングの入口流路と弁座とを結ぶ流路の断面形状を円形状の流路と楕円形状の流路とを組み合せて形成するとともに、前記円形状の流路に背面ガイドリブと、流体の流れに対し前傾姿勢の弁体収容部とを備えた主蒸気隔離弁において、前記円形状の流路と前記楕円形状の流路とを互いに接続させる接続交点は、前記弁体収容部に備えた背面ガイドリブの手前側の位置に設けたことを特徴とする主蒸気隔離弁である。
【００２６】
また、本発明に係る主蒸気隔離弁は、上述の目的を達成するために、弁ケーシングの入口流路と弁座とを結ぶ流路の断面形状を円形状の流路と楕円形状の流路とを組み合せて形成するとともに、前記円形状の流路に背面ガイドリブと、流体の流れに対し前傾姿勢の弁体収容部とを備えた主蒸気隔離弁において、前記円形状の流路と前記楕円形状の流路とを組み合せた組合せ流路を円形状の弁座に結ぶ際、その中間位置における楕円形状の流路の楕円長軸を、その上流側の楕円形状の流路の楕円長軸およびその下流側の楕円形状の流路の楕円長軸よりも短く設定して変断面を形成したことを特徴とする主蒸気隔離弁である。
【００２７】
また、本発明に係る主蒸気隔離弁は、上述の目的を達成するために、弁ケーシングの入口流路と弁座とを結ぶ流路の断面形状を円形状の流路と楕円形状の流路とを組み合せて形成するとともに、前記円形状の流路に複数の背面ガイドリブと流体の流れに対し前傾姿勢の弁体収容部とを備えた主蒸気隔離弁において、前記円形状の流路と前記楕円形状の流路とを組み合せた組合せ流路のうち、前記楕円形状の流路の楕円短軸は、前記複数の背面ガイドリブを結んだ直線と前記楕円形状の流路底面とを結ぶ長さの範囲内に設定したことを特徴とする主蒸気隔離弁である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る主蒸気隔離弁は、弁ケーシング内の流路断面形状を、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、組み合せた各流路の接続交点の位置で変断面を形成し、これら変断面位置を背面ガイドリブの手前側に位置させ、変断面を利用して主蒸気の背面ガイドリブへの衝突を防止させるとともに、主蒸気に含まれる湿分を分離させる構成にしたので、主蒸気の流れの安定化を図って圧力損失を少なくさせることができ、主蒸気からの湿分の分離に基づく弁座等の弁内構成要素のエロージョン発生の可能性を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る主蒸気隔離弁の第１実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係る主蒸気隔離弁の第１実施形態を示す概念図である。
【００３１】
本実施形態に係る主蒸気隔離弁は、弁ケーシング（弁箱）２５の円形状の入口端２５ａと円形状の出口端２５ｂを主蒸気管２６，２６の途中に介装させて接続し、弁ケーシング２５の弁体収容部２７内に有底筒状の弁体２８を収容させ、この弁体２８を軸方向に向って自在に往復動させるように構成されている。
【００３２】
また、弁ケーシング２５は、この上端開口部を弁蓋（図示せず）で塞いでおり、この弁蓋の外側に弁駆動部２９を備え、この弁駆動部２９に弁蓋を貫通する弁軸（弁棒）上端を接続させる構成にしている。
【００３３】
弁軸は、矢印ＳＴで示す主蒸気の流入方向に対し、例えば、４５°の角度の入口側に向う前傾姿勢に配置させており、弁体２８の流路抵抗の低減化を図っている。さらに弁軸は、弁駆動部２９の駆動力で弁体２８を往復動させ、主蒸気ＳＴの流路の開閉を図っている。
【００３４】
また、弁体２８は、弁ケーシング２５に収容され、入口流路３０と出口流路３１との中間に配置させた入口ガイドリブ３２とこの下流側で左右対象に配置させた背面ガイドリブ３３（３３）のそれぞれの表面上を摺動し、かつ円形状の弁座３４に着座すると全閉するように構成されている。
【００３５】
さらに、弁体２８は、全閉状態から全開状態に至るまでの弁リフト（ストローク距離）を短くするため、この底部側が弁ケーシング２５における入口流路３０の高さの約半分の位置になると弁全開状態になるように設計されている。
【００３６】
このように、弁全閉から弁全開に至るまでの弁体２８の弁リフトを短くさせると、主蒸気ＳＴの流れが、入口流路３０から出口流路３１に至るまでの間、蛇行、跳流、転向流等複雑な流れになるので、弁ケーシング２５内の流路の断面形状は、図２および図３のそれぞれに示すように、主蒸気ＳＴの複雑な流れに対処させて円形状と楕円形状とを組み合わせた形状にしている。
【００３７】
円形状流路と楕円形状流路とを組み合せた弁ケーシング２５内の流路断面形状のうち、楕円形状流路は、楕円短軸を背面ガイドリブ３３（３３）の中間位置に臨む方向側に位置させるとともに、楕円長軸を横断面水平方向（楕円短軸と角度９０°の直交方向）に位置させている。
【００３８】
一方、図１に示した入口ガイドリブ３２の出口端と円形状の弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｃで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｃ３は、図２にＣ−Ｃ矢視断面図で示すように、輪郭線ｎ１０で画成された円形状流路ａ１０と輪郭線ｎ１１で画成された楕円形状流路ａとで形成される。
【００３９】
円形状流路ａ１０に画成する輪郭線ｎ１０と楕円形状流路ａに画成する輪郭線ｎ１１は、互いの接続位置を、背面ガイドリブ３３，３３のそれぞれから離れ、手前側（入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐに臨む方向側）の位置に接続交点Ｑ１０，Ｑ１０で結ばせ、これら接続交点Ｑ１０，Ｑ１０の位置で流路断面を不連続な変断面にしている。
【００４０】
また、入口ガイドリブ３２の出口端と円形状の弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｄで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｄ３は、図３にＤ−Ｄ矢視断面図で示すように、輪郭線ｎ１２で画成された円形状流路ａと輪郭線で画成された楕円形状流路ａ１３とで形成される。
【００４１】
円形状流路ａ１２に画成する輪郭線ｎ１２と楕円形状流路ａ１３に画成する輪郭線ｎ１３は、互いの接続位置を、上記の円形状流路ａ１０と楕円形状流路ａ１１と同様に、背面ガイドリブ３３，３３のそれぞれから離れ、手前側（入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐに臨む方向側）の位置に接続交点Ｑ１１，Ｑ１１で結ばせ、これら接続点Ｑ１１，Ｑ１１の位置で流路断面を不連続な変断面にしている。
【００４２】
このような構成を備えた本実施形態に係る主蒸気隔離弁において、入口端２５ａから入口流路３０に供給された主蒸気ＳＴは、入口ガイドリブ３２で左右に分流され、分流された一部が弁体２８の周囲に沿って流れ、残りが弁体２８の底部側から図２および図３のそれぞれに示す楕円形状流路ａ１１，ａ１３のそれぞれにおける楕円長軸側端部湾曲面に沿って流れる。
【００４３】
楕円形状流路ａ１１，ａ１３のそれぞれの楕円長軸側端部湾曲面に沿って流れる主蒸気ＳＴは、この間、より多くの水滴等を含む湿分が集まり、背面ガイドリブ３３，３３に向って流れるが、その手前側に位置する円形状流路ａ１０と楕円形状流路ａ１１および円形状流路ａ１２と楕円形状流路ａ１３のそれぞれで結ばれた接続交点Ｑ１０，Ｑ１１の変断面で衝突させて湿分を分離させる。
【００４４】
接続交点Ｑ１０，Ｑ１１で主蒸気ＳＴから分離された湿分は、円形状の弁座３４の中央に集められ、ここから出口流路３１に流れる。
【００４５】
また、湿分を分離した主蒸気ＳＴは、慣性力によって矢印の方向に向って流れ、やがて円形状の弁座３４の中央に集められた後、出口流路３１に流れる。
【００４６】
このように、本実施形態は、弁ケーシング２５内の流路断面形状を、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、組み合せた円形状流路と楕円形状流路との接続交点Ｑ１０，Ｑ１１の位置で変断面に形成し、これら変断面位置を背面ガイドリブ３３，３３の手前側に位置させ、変断面を利用して主蒸気ＳＴの背面ガイドリブ３３，３３への衝突を防止させるとともに、主蒸気ＳＴに含まれる湿分を分離させる構成にしたので、主蒸気ＳＴの流れの安定流化を図ることができ、主蒸気ＳＴからの湿分の分離に基づく弁座等、弁内構成要素のエロージョンの発生の可能性を低減させることができる。
【００４７】
図４および図５は、本発明に係る主蒸気隔離弁の第２実施形態を示す概念図である。
【００４８】
なお、図中、図４は、本発明に係る主蒸気隔離弁を示す概略側断面図であり、また、図５は、図４のＸ１−Ｘ１矢視方向から見た概略平面図である。
【００４９】
また、本実施形態においては、第１実施形態の構成要素と同一構成要素に同一符号を付す。
【００５０】
本実施形態に係る主蒸気隔離弁は、弁ケーシング２５の入口流路３０に配置した入口ガイドリブ３２に設けられ、弁体２８の周方向を囲うようにして配置するガイド壁３５を備える一方、弁ケーシング２５の入口流路３０と弁座３４をともに円形状に形成し、入口流路３０と弁座３４とを結ぶ弁ケーシング２５内の流路断面形状を、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せるとともに、この組合せ流路断面形状を円形状の弁座３４に接続するまでの過程において、図６に示すように、弁座３４に至るまでの中間位置の楕円形状流路の楕円長軸をＬ２とし、この上流側の楕円形状流路の楕円長軸をＬ１とし、この下流側の楕円形状流路の楕円長軸をＬ３とするとき、楕円長軸の相互間を、
［数１］
Ｌ１＞Ｌ３≧Ｌ２
の関係式で満たす構成にしたものである。つまり、楕円形状流路の楕円長軸Ｌ２を、その上流側、下流側に較べて短くし、短くした位置Ｑ１２からの流路断面を変流路断面、例えば、外側に向って膨出させた膨出流路形状に形成させたものである。
【００５１】
そして、組合せ流路断面形状のうち、円形状流路は、弁体２８を収容する弁体収容部２７であり、また、楕円形状流路は、第１実施形態と同様に、楕円短軸を背面ガイドリブ３３（３３）の中間位置に臨む方向側に位置させるとともに、楕円長軸を横断面水平方向（楕円短軸に角度９０°の直交方向）に位置させている。
【００５２】
また、入口ガイドリブ３２に設けたガイド壁３５は、弁体２８の全開中、主蒸気ＳＴの流体力を受けて発生する振動を抑制するものであり、その軸方向の長さを入口流路３０の中間位置から弁体２８の全開位置における弁体上端位置まで延ばしている。
【００５３】
なお、他の構成要素は、第１実施形態の構成要素と同一なので、ここでは説明を省略する。
【００５４】
このような構成を備える本実施形態に係る主蒸気隔離弁において、入口流路３０から円形状流路と楕円形状流路を組み合せ、変断面を持つ流路断面に供給された主蒸気ＳＴは、ここから円形状の弁座３４に向って流れる際、その中間の位置Ｑ１２に形成した変流路断面で衝突し、湿分を分離する。
【００５５】
主蒸気ＳＴから分離した湿分は、弁座３４の中央に集められ、ここから出口流路３１に流れる。また、湿分を分離した主蒸気ＳＴは、慣性力によって流路壁に沿って流れ、やがて弁座３４から出口流路３１に流れる。
【００５６】
このように、本実施形態は、弁ケーシング２５内の流路断面を、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、組合せ流路断面を円形状の弁座３４に接続させる中間の位置Ｑ１２に、その上流側および下流側の楕円長軸の長さよりも短くして変流路断面を形成し、この変流路断面に主蒸気ＳＴを衝突させて主蒸気に含まれる湿分を分離させる構成にしたので、主蒸気の湿分に基づく弁座等、弁内構成要素のエロージョンの発生の可能性を低減させることができる。
【００５７】
図７は、本発明に係る主蒸気隔離弁の第３実施形態を示す概念図である。
【００５８】
なお、本実施形態においては、第１実施形態の構成要素と同一構成要素に同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００５９】
本実施形態に係る主蒸気隔離弁は、弁ケーシング２５内の流路断面形状を、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、この組合せ流路断面形状のうち、楕円形状流路の楕円短軸を、円筒状の弁体収容部２７内に配置する背面ガイドリブ３３（３３）の中間位置に臨む方向側に位置させるとともに、楕円長軸を横断面水平方向（楕円短軸に角度９０°の直交方向）に位置させる一方、楕円短軸の長さを、二つの背面ガイドリブ３３（３３）を互いに結ぶ直線と、入口ガイドリブ３２の出口端と円形状の弁座３４との交点Ｐを通る楕円形状流路底面線との長さに同じくするか、またはこれよりも短い長さに設定し、より多くの主蒸気量を楕円長軸方向側に流す構成にしたものである。
【００６０】
すなわち、図７に示す入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｃで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｃ４は、図８にＣ−Ｃ矢視断面図で示すように、輪郭線ｎ１４で画成された円形状流路ａ１４と輪郭線ｎ１５で画成された楕円形状流路ａ１５とで形成される。
【００６１】
また、輪郭線ｎ１５で画成された楕円形状流路ａ１５の楕円短軸は、円形状の弁体収容部２７に配置される二つの背面ガイドリブ３３，３３を結ぶ直線Ｒ１と、入口ガイドリブ３２の出口端と円形状の弁座３４との交点Ｐを通る楕円形状流路底面線Ｒ２との長さに同じくするか、またはこれよりも短い長さに設定される。
【００６２】
楕円短軸を、このような流さに設定すると、円形状流路ａ１４を画成する輪郭線ｎ１４と楕円形状流路ａ１５を画成する輪郭線ｎ１５とは、互いの接続交点Ｑ１２，Ｑ１２の位置を二つの背面ガイドリブ３３，３３よりも手前側（入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐに臨む方向側）の位置に確保させることができる。
【００６３】
また、入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｄで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｄ４は、図９に、Ｄ−Ｄ矢視断面図で示すように、輪郭線ｎ１６で画成された円形状流路ａ１６と輪郭線ｎ１８で画成された楕円形状流路ａ１８のうち、それぞれの楕円短軸の長さも上述と同様に、直線Ｒ１と楕円形状流路底面線Ｒ２との長さに同じくするか、またはこれよりも短い長さに設定しているので、輪郭線ｎ１６，ｎ１８との交点Ｑ１３を二つの背面ガイドリブ３３よりも手前側の位置に確保させることができる。
【００６４】
さらに、入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｅで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｅ４は、図１０に、Ｅ−Ｅ矢視断面図で示されるように、輪郭線ｎ１７で画成された円形状流路ａ１７と輪郭線ｎ１９で画成された楕円形状流路ａ１９のうち、それぞれの楕円矩軸の長さも上述と同様に直線Ｒ１と楕円形状流路底面線Ｒ２との長さに同じくするか、または、これよりも短い長さに設定しているので、輪郭線ｎ１７，ｎ１９との交点Ｑ１４を二つの背面ガイドリブ３３よりも手前側の位置に確保させることができる。
【００６５】
このように、本実施形態は、弁ケーシング２５内の流路断面を、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、組み合せた円形状流路と楕円形状流路とのうち、楕円形状流路の楕円短軸の長さを、二つの背面ガイドリブ３３，３３を互いに結ぶ直線Ｒ１と楕円形状流路底面線Ｒ２との流さに同じくするか、またはこれよりも短い長さに設定し、円形状流路と楕円形状流路との接続交点Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４のそれぞれを二つの背面ガイドリブ３３，３３の手前側の位置に確保させ、接続交点Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４のそれぞれの位置で主蒸気ＳＴの湿分を分離させ、主蒸気ＳＴの背面ガイドリブ３３，３３に向う主蒸気ＳＴの流れを抑制する構成にしたので、背面ガイドリブ３３，３３に衝突させない主蒸気ＳＴの安定流化を確保させることができ、主蒸気ＳＴからの湿分の分離に基づく弁座等、弁内構成要素のエロージョンの発生の可能性を低減させることができる。
【００６６】
なお、本実施形態は、弁ケーシング２５内の流路断面と、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、組み合せた円形状流路と楕円形状流路のうち、楕円形状流路の楕円短軸の長さを、二つの背面ガイドリブ３３，３３を互いに結ぶ直線Ｒ１と楕円形状流路底面線Ｒ２との長さに同じくするか、またはこれよりも短い長さに設定しているが、この例を、例えば、図１１に示すように、円筒形状の弁体２８が往復移動する際に摺動する入口ガイドリブ３２にガイド壁３５を被着させた主蒸気隔離弁に適用させてもよい。
【００６７】
この場合、入口ガイドリブ３２の出口端と円形状の弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのそれぞれで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｂ５，Ｃ５，Ｄ５，Ｅ５のそれぞれは、図１２〜図１５のそれぞれにＢ〜Ｅ矢視断面で示される。そして、図１２〜図１５のうち、図１２と図１３とは、弁体２８およびガイド壁３５で円形状流路の一部が隠れていることを示しているものの、第３実施形態に示した構成要素と同じである。
【００６８】
図１６は、本発明に係る主蒸気隔離弁の第５実施形態を示す概念図である。
【００６９】
なお、本実施形態においては、第１実施形態の構成要素と同一構成要素に同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００７０】
本実施形態に係る主蒸気隔離弁は、弁ケーシング内の流路断面形状を、円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、この組合せ流路断面形状のうち、楕円形状流路の楕円短軸を、円筒状の弁体収容部２７内に配置する背面ガイドリブ３３（３３）の中間位置に臨む方向側に位置させるとともに、楕円長軸を横断水平方向（楕円短軸に角度９０°の直交方向）に位置させる一方、円形状流路と楕円形状流路の組合せ流路断面形状を下流側に位置する円形状の弁座３４に結ぶ際、円形状流路と楕円形状流路とを互いに接続させる接続交点を通る接線と楕円短軸延長線との交差角を弁座３４に向う側に沿って順次大きく設定し、より多くの主蒸気量を楕円長軸方向側に流す構成にしたものである。
【００７１】
すなわち、図１６に示す入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｃで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｃ６は、図１７に示すように、輪郭線ｎ２０で画成された弁体収容部２７である円形状流路ａ２０と輪郭線ｎ２１で画成された楕円形状流路ａ２１とで形成される。
【００７２】
また、輪郭線ｎ２０で画成された円形状流路ａ２０と輪郭線ｎ２１で画成された楕円形状流路ａ２１とは、互いを接続させる接続交点Ｑ１５，Ｑ１５を、円形状流路ａ２０内に配置する背面ガイドリブ３３，３３の手前側（入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐに臨む方向側）に位置させるとともに、接続交点Ｑ１５，Ｑ１５を通る接点Ｔ１を交差角θ１で楕円短軸延長線Ｕ１で交差させている。
【００７３】
また、入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｄで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｄ６、図１８に示すように、輪郭線ｎ２２で画成された弁体収容部２７である円形状流路ａ２２と輪郭線ｎ２３で画成された楕円形状流路ａ２３とで形成されるとともに、円形状流路ａ２２と楕円形状流路ａとの接続交点Ｑ１６，Ｑ１６を通る接線Ｔ２を交差角θ２で楕円短軸延長線Ｕ２で交差させている。
【００７４】
また、入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｅで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｅ６は、図１９に示すように、輪郭線ｎ２４で画成された弁体収容部２７である円形状流路ａ２４と輪郭線ｎ２５で画成された楕円形状流路ａ２５とで形成されるとともに、円形状流路ａ２４と楕円形状流路ａ２５との接続交点Ｑ１７，Ｑ１７を通る接線Ｔ３を交差角θ３で楕円短軸延長線Ｕ３で交差させている。
【００７５】
この場合、各切断線Ｃ，Ｄ，Ｅの流路断面形状における接続交点Ｑ１６，Ｑ１７，Ｑ１８を通る接線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と楕円短軸延長線Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３とのそれぞれのなす交差角θ１，θ２，θ３の相互は、
［数２］
θ３＞θ２＞θ１
を満たす関係式に設定されている。
【００７６】
接続交点Ｑ１６，Ｑ１７，Ｑ１８を通るＴ１，Ｔ２，Ｔ３と楕円短軸延長線Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３とのそれぞれのなす交差角θ１，θ２，θ３の相互を、θ３＞θ２＞θ１の関係式を満たすように設定したのは、円形状流路と楕円形状流路とを組み合せた流路断面形状を円形状の弁座３４に接続させる際、楕円形状流路の楕円長軸の長さが徐々に短くなって流路面積が狭まり、流入した蒸気ＳＴが背面ガイドリブ３３，３３に向って流れ、衝突することを抑制したもので、主蒸気ＳＴの流れの下流側に向って交差角を徐々に拡角させ、楕円長軸側端部湾曲面より広くさせ、より広くさせた楕円長軸側端部湾曲面に向って主蒸気ＳＴをより多く流し、背面ガイドリブ３３，３３の衝突を抑制したものである。
【００７７】
このように、本実施形態は、弁ケーシング２５内の流路断面を円形状流路と楕円形状流路とで組み合せ、組合せ流路断面を円形状の弁座３４に接続させる際、円形状流路と楕円形状流路との接続交点を通る接線楕円短軸延長線とのなす交差角を主蒸気ＳＴ流れの下流側に向って徐々に拡角させ、楕円長軸側端部湾曲面をより広くさせ、より広くさせた楕円長軸側端部湾曲面により多くの主蒸気量を流し、主蒸気ＳＴの背面ガイドリブ３３，３３へ衝突を抑制する構成にしたので、主蒸気ＳＴの背面ガイドリブ３３，３３へ衝突を抑制する構成にしたので、主蒸気ＳＴの流れの安定化を図って圧力損失を少なくさせることができる。
【００７８】
図２０および図２１は、本発明に係る主蒸気隔離弁の第６実施形態を示す概念図である。
【００７９】
なお、図中、図２０は、本発明に係る主蒸気隔離弁を示す概略側断面図であり、また、図２１は、図２０のＸ２−Ｘ２矢視方向から見た概略平面図である。
【００８０】
また、本実施形態においては、第１実施形態の構成要素と同一構成要素に同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００８１】
本実施形態に係る主蒸気隔離弁は、弁ケーシング２５の入口流路３０と出口流路３１とを円形状にするとともに、入口ガイドリブ３２から弁座３４までの流路断面形状を楕円形状に形成し、流路断面形状の楕円形状に伴って弁体２８および弁体収容部２７も楕円形状に形成している。
【００８２】
また、楕円形状の流路断面形状は、楕円短軸を背面ガイドリブ３３（３３）の中間位置に臨む方向側に位置させるとともに、楕円長軸を横断面水平方向（楕円短軸と角度９０°の直交方向）に位置させている。
【００８３】
一方、図２０に示した入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｄで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｄ７は、図２２に示すように、輪郭線ｎ２６で画成された楕円形状流路ａと、背面ガイドリブ３３，３３から外側に向って膨出する湾曲線ｎ２７で画成された膨らみ状流路ａ２７とで形成される。
【００８４】
また、入口ガイドリブ３２の出口端と弁座３４との交点Ｐを通る切断線Ｅで弁ケーシング２５を切断したときの流路断面形状Ｅ７は、図２３に示すように、輪郭線ｎ２８で画成された楕円形状流路ａ２８で形成される。
【００８５】
このような構成を備えた本実施形態に係る主蒸気隔離弁において、入口流路３０の入口端２５ａから供給された主蒸気ＳＴは、図２１に示すように、入口ガイドリブ３２で左右に分流され、分流された一部が膨らみ状流路をａ２７経て弁座３４に流れ、分流された残りが楕円長軸側端部湾曲面を経て弁座３４に流れる。
【００８６】
このように、本実施形態は、弁ケーシング２５内の弁体２８および弁座３４を楕円形状に形成したことに伴なって流路断面形状を楕円形状に形成し、流路断面積形状を変化させることなく主蒸気ＳＴの流れの安定化を図る構成にしたので、主蒸気ＳＴの流れによる圧力損失をより一層少なくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る主蒸気隔離弁の第１実施形態を示す概念図。
【図２】図１に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｃで切断したＣ−Ｃ矢視断面図。
【図３】図１に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｄで切断したＣ−Ｃ矢視断面図。
【図４】本発明に係る主蒸気隔離弁の第２実施形態を示す概念図。
【図５】図４のＸ１−Ｘ１矢視方向から見た平面図。
【図６】図５のＪ部の部分拡大概念図。
【図７】本発明に係る主蒸気隔離弁の第３実施形態を示す概念図。
【図８】図７に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｃで切断したＣ−Ｃ矢視断面図。
【図９】図７に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｄで切断したＤ−Ｄ矢視断面図。
【図１０】図７に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｅで切断したＥ−Ｅ矢視断面図。
【図１１】本発明に係る主蒸気隔離弁の第４実施形態を示す概念図。
【図１２】図１１に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｂで切断したＢ−Ｂ矢視断面図。
【図１３】図１１に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｃで切断したＣ−Ｃ矢視断面図。
【図１４】図１１に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｄで切断したＤ−Ｄ矢視断面図。
【図１５】図１１に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｅで切断したＥ−Ｅ矢視断面図。
【図１６】本発明に係る主蒸気隔離弁の第５実施形態を示す概念図。
【図１７】図１６に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｃで切断したＣ−Ｃ矢視切断断面図。
【図１８】図１６に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｄで切断したＤ−Ｄ矢視切断断面図。
【図１９】図１６に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｅで切断したＥ−Ｅ矢視切断断面図。
【図２０】本発明に係る主蒸気隔離弁の第６実施形態を示す概念図。
【図２１】図２０のＸ２−Ｘ２矢視方向から見た平面図。
【図２２】図２０に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｄで切断した切断断面図。
【図２３】図２０に示す本発明に係る主蒸気隔離弁を切断線Ｅで切断した切断断面図。
【図２４】従来の主蒸気隔離弁を示す概念図。
【図２５】図２４に示す従来の主蒸気隔離弁を切断線Ａで切断した切断断面図。
【図２６】図２４に示す従来の主蒸気隔離弁を切断線Ｂで切断した切断断面図。
【図２７】図２４に示す従来の主蒸気隔離弁を切断線Ｃで切断した切断断面図。
【図２８】図２４に示す従来の主蒸気隔離弁を切断線Ｄで切断した切断断面図。
【図２９】図２４に示す従来の主蒸気隔離弁を切断線Ｅで切断した切断断面図。
【図３０】従来の別の主蒸気隔離弁を示す概念図。
【図３１】図３０のＸ−Ｘ矢視方向から見た平面図。
【図３２】図３０に示す従来の主蒸気隔離弁を切断線Ｆで切断した切断断面図。
【図３３】図３０に示す従来の主蒸気隔離弁を切断線Ｇで切断した切断断面図。
【図３４】従来の原子力発電プラントを示す概略系統図。
【符号の説明】
【００８８】
１  原子炉圧力容器
２  主蒸気管
３  蒸気タービン
４  原子炉格納容器
５  第１主蒸気隔離弁
６  第２主蒸気隔離弁
７  ヘッダ
８  主蒸気止め弁
９  蒸気加減弁
１０  復水器
１１  給水系
１２  弁ケーシング
１２ａ  入口端
１２ｂ  出口端
１３  弁体収容部
１４  弁体
１５  弁駆動部
１６  入口ガイドリブ
１７  背面ガイドリブ
１８  入口流路
１９  弁座
２０  出口流路
２１  ガイド壁
２５  弁ケーシング
２５ａ  入口端
２５ｂ  出口端
２６  主蒸気管
２７  弁体収容部
２８  弁体
２９  弁駆動部
３０  入口流路
３１  出口流路
３２  入口ガイドリブ
３３  背面ガイドリブ
３４  弁座
３５  ガイド壁
【図１】
2006300209.tif 000003
【図２】
2006300209.tif 000004
【図３】
2006300209.tif 000005
【図４】
2006300209.tif 000006
【図５】
2006300209.tif 000007
【図６】
2006300209.tif 000008
【図７】
2006300209.tif 000009
【図８】
2006300209.tif 000010
【図９】
2006300209.tif 000011
【図１０】
2006300209.tif 000012
【図１１】
2006300209.tif 000013
【図１２】
2006300209.tif 000014
【図１３】
2006300209.tif 000015
【図１４】
2006300209.tif 000016
【図１５】
2006300209.tif 000017
【図１６】
2006300209.tif 000018
【図１７】
2006300209.tif 000019
【図１８】
2006300209.tif 000020
【図１９】
2006300209.tif 000021
【図２０】
2006300209.tif 000022
【図２１】
2006300209.tif 000023
【図２２】
2006300209.tif 000024
【図２３】
2006300209.tif 000025
【図２４】
2006300209.tif 000026
【図２５】
2006300209.tif 000027
【図２６】
2006300209.tif 000028
【図２７】
2006300209.tif 000029
【図２８】
2006300209.tif 000030
【図２９】
2006300209.tif 000031
【図３０】
2006300209.tif 000032
【図３１】
2006300209.tif 000033
【図３２】
2006300209.tif 000034
【図３３】
2006300209.tif 000035
【図３４】
2006300209.tif 000036