(57)【要約】【課題】発電プラントで全電源喪失事故が発生した場合に、遠隔で閉弁操作又は開弁操作することが可能な電動弁を提供する。【解決手段】発電プラントの制御流路２を開閉する弁装置１０と、前記弁装置を電動開閉する電動モータ２１と、前記弁装置を手動開閉する手動ハンドル２３とを備えた電動弁１において、前記手動ハンドルを回転駆動する空気圧モータ３１と、前記空気圧モータに圧縮空気を供給する空気ボンベ３２と、前記空気圧モータと前記空気ボンベとを接続する空気配管３３に設けられ、前記電動モータに外部電源から電力が供給されている間は閉弁状態を保持し、前記外部電源からの電力供給が停止した場合に開弁できるように構成された電磁弁３４とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラントの制御流路を開閉する弁装置と、
前記弁装置を電動開閉する電動モータと、
前記弁装置を手動開閉する手動ハンドルとを備えた電動弁において、
前記手動ハンドルを回転駆動する空気圧モータと、
前記空気圧モータに圧縮空気を供給する空気ボンベと、
前記空気圧モータと前記空気ボンベとを接続する空気配管に設けられ、前記電動モータに外部電源から電力が供給されている間は閉弁状態を保持し、前記外部電源からの電力供給が停止した場合に開弁できるように構成された電磁弁とを備えたことを特徴とする電動弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電動弁において、
前記空気圧モータは、前記手動ハンドルに対して脱着可能に構成されたことを特徴とする電動弁。
【請求項３】
請求項１に記載の電動弁において、
前記電磁弁は、前記外部電源によって直接励磁されることにより閉弁状態を保持するように構成されたことを特徴とする電動弁。
【請求項４】
請求項１に記載の電動弁において、
蓄電装置を更に備え、
前記電磁弁は、前記蓄電装置によって励磁されることにより閉弁状態を保持する常開弁として構成され、
前記蓄電装置は、遠隔操作により前記電磁弁の励磁を解除できるように構成されたことを特徴とする電動弁。
【請求項５】
請求項１に記載の電動弁において、
蓄電装置を更に備え、
前記電磁弁は、前記蓄電装置によって励磁されないことにより閉弁状態を保持する常閉弁として構成され、
前記蓄電装置は、遠隔操作により前記電磁弁の励磁を開始できるように構成されたことを特徴とする電動弁。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の電動弁において、
前記蓄電装置は、前記外部電源によって常時充電されるように構成されたことを特徴とする電動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントの制御流路に設けられる電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所を含む各種プラントには、空気、窒素又は蒸気等の気体や、水等の液体を流すための配管が設置されており、この配管の途中には、配管内の流れを遮断、開放することで、流量、圧力等を調整する電動弁が設けられている。
【０００３】
電動弁は、電動モータの駆動力で弁体を操作することにより配管を遮断又は開放する。そのため、外部電源から電動弁への電力供給が停止すると、当該電動弁が設けられた配管の流量、圧力等が調整不能となる。従って、発電プラントにおいては、電源の信頼性の確保が重要となる。ここで、原子力プラントの電源の信頼性を向上させる技術を開示するものとして、例えば特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１には、「原子炉格納容器１内に格納された原子炉圧力容器２と、原子炉圧力容器２に接続された主蒸気配管２５と給水配管２６と、複数の区分に分離独立して前記原子炉圧力容器２内へ注水する複数の注水系統と、前記区分ごとに分離独立して前記注水系統内の機器に給電する複数の電源設備と、主蒸気配管２５から配管９を経由して凝縮器６内に受け入れた蒸気を凝縮器６で凝縮し、凝縮した水を給水配管２６へ配管６３を通じて戻すアイソレーションコンデンサ系と、配管９，６３に備えた電動弁７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃへの給電源を前記複数の電源設備としてある原子炉の安全設備である。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１９３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の原子炉の安全設備によれば、複数の電源設備を備えることにより、少なくともいずれかの電源設備が機能していれば、電動弁を開閉操作することができる。
【０００７】
しかしながら、全電源喪失事故が発生し、複数の電源設備の全てが機能しなくなった場合は、依然として電動弁の開閉操作が不能となる。なお、発電プラントに使用される電動弁には、一般的に、外部電源からの電力供給を停止した状態（例えば定期点検時）でも開閉操作できるように、手動ハンドルが設けられている。そのため、外部電源が喪失した場合でも、電動弁を手動で開閉操作することは可能である。しかしながら、事故の発生状況によっては、電動弁の設置エリアに作業者が立ち入ることができない事態も想定される。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電プラントで全電源喪失事故が発生した場合でも、遠隔で閉弁操作又は開弁操作することが可能な電動弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、発電プラントの制御流路を開閉する弁装置と、前記弁装置を電動開閉する電動モータと、前記弁装置を手動開閉する手動ハンドルとを備えた電動弁において、前記手動ハンドルを回転駆動する空気圧モータと、前記空気圧モータに圧縮空気を供給する空気ボンベと、前記空気圧モータと前記空気ボンベとを接続する空気配管に設けられ、前記電動モータに外部電源から電力が供給されている間は閉弁状態を保持し、前記外部電源からの電力供給が停止した場合に開弁できるように構成された電磁弁とを備えたものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発電プラントで全電源喪失事故が発生した場合に、空気圧モータと空気ボンベとを接続する空気配管に設けられた電磁弁を開弁させ、空気ボンベから空気圧モータに圧縮空気を供給し、手動ハンドルを閉弁操作方向又は開弁操作方向に回転駆動することにより、電動弁を閉弁操作又は開弁操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電動弁の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る電動弁の電源供給停止時の動作を示すフロー図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る電動弁の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る電動弁の電源供給停止時の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。尚、各図中、同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例に係る電動弁の構成を示す図である。
【００１４】
図１において、本実施例に係る電動弁１は、発電プラントの制御流路２に設けられ、制御流路２の流量、圧力等を調整するものである。
【００１５】
電動弁１は、制御流路２を遮断又は開放する弁装置１０と、この弁装置１０を駆動する弁駆動装置２０とを備えている。
【００１６】
弁装置１０は、制御流路２に介在する弁箱１１と、この弁箱１１内において制御流路２を閉止する位置（以下「閉止位置」という。）と開放する位置（以下「開放位置」という。）との間で移動可能に収容された弁体１２と、この弁体１２に連結され、弁体１２を開放位置と閉止位置との間で操作する弁棒１３とを有する。
【００１７】
弁駆動装置２０は、動力源としての電動モータ２１と、この電動モータ２１の回転駆動力（トルク）を弁棒１３の直線駆動力に変換する伝動機構２２とを有する。電動モータ２１を一方向に回転させると、弁棒１３を介して弁体１２が図止閉止位置から開放位置に操作され、制御流路２が開放される。一方、電動モータ２１を他方向に回転させると、弁棒１３を介して弁体１２が開放位置から図示閉止位置に操作され、制御流路２が遮断される。
【００１８】
また、弁駆動装置２０には、手動で回転操作可能な手動ハンドル２３が設けられており、手動ハンドル２３の回転力は、伝動機構２２を介して弁棒１３の直線駆動力に変換される。オペレータが手動ハンドル２３を一方向に回転させると、弁棒１３を介して弁体１２が図止閉止位置から開放位置に操作され、制御流路２が開放される。一方、手動ハンドル２３を他方向に回転させると、弁棒１３を介して弁体１２が開放位置から図示閉止位置に操作され、制御流路２が遮断される。これにより、発電プラントの定期点検時など、外部電源からの電力供給が停止している場合でも、制御流路２を手動で遮断又は開放することが可能となる。
【００１９】
本実施例に係る電動弁１は、更に、手動ハンドル２３を回転駆動するための空気式駆動装置３０を備えている。
【００２０】
空気式駆動装置３０は、手動ハンドル２３に取り付けられた空気圧モータ３１と、この空気圧モータ３１に圧縮空気を供給する空気ボンベ３２と、空気圧モータ３１と空気ボンベ３２とを接続する空気配管３３に設けられた電磁弁３４とを備えている。なお、空気ボンベ３２、空気配管３３及び電磁弁３４の配置は、図１に示す例に限定されるものではない。
【００２１】
空気圧モータ３１は、空気ボンベ３２から供給される圧縮空気によって駆動され、手動ハンドル２３を、弁体１２を閉止位置に操作する方向（以下「閉弁操作方向」という。）又は開放位置に操作する方向（以下「開弁操作方向」という。）に回転駆動する。ここで、空気圧モータ３１は、手動ハンドル２３に対して脱着可能に構成することが望ましい。これにより、空気式駆動装置３０を既設の電動弁１の手動ハンドル２３に容易に取り付けることが可能となる。
【００２２】
電磁弁３４は、励磁状態で閉弁し、非励磁状態で開弁する常開弁であり、外部電源によって直接励磁されている。これにより、外部電源から電力が供給されている間は、空気圧モータ３１が駆動されることはなく、従来の電動弁と同様に、電動モータ２１の駆動力によって弁体１２を開閉操作することができる。
【００２３】
図２は、本実施例に係る電動弁１の電源供給停止時の動作を示すフロー図である。以下、各ステップについて順に説明する。
【００２４】
図２において、まず、外部電源からの電力供給が停止すると（ステップＳ１０）、電動モータ２１が動作不能になると共に、電磁弁３４の励磁が解除される（ステップＳ２０）。
【００２５】
電磁弁３４の励磁が解除されることにより、電磁弁３４が開弁する（ステップＳ３０）。
【００２６】
電磁弁３４が開弁することにより、空気配管３３が開放され、空気ボンベ３２から空気圧モータ３１に圧縮空気が供給される（ステップＳ４０）。
【００２７】
空気圧モータ３１に圧縮空気が供給されることにより、空気圧モータ３１が回転し、手動ハンドル２３が閉弁操作方向（又は開弁操作方向）に回転駆動される（ステップＳ５０）。
【００２８】
手動ハンドル２３が閉弁操作方向（又は開弁操作方向）に回転駆動されることにより、弁体１２が閉止位置（又は開放位置）に操作され（ステップＳ６０）、制御流路２が遮断（又は開放）される（ステップＳ７０）。
【００２９】
本実施例に係る電動弁１によれば、外部電源からの電力供給が停止した場合に、電磁弁３４を自動で開弁させることにより、空気ボンベ３２から空気圧モータ３１に圧縮空気を供給し、手動ハンドル２３を閉弁操作方向（又は開弁操作方向）に回転駆動することができる。これにより、発電プラントで全電源喪失事故が発生し、かつ電動弁１の設置エリアに作業者が立ち入ることができない場合でも、制御流路２を遮断（又は開放）することが可能となる。
【実施例２】
【００３０】
図３は、本発明の第２の実施例に係る電動弁の構成を示す図である。
【００３１】
本実施例に係る電動弁１Ａについて、第１の実施例との相違点を中心に説明する。
【００３２】
第１の実施例（図１及び図２に示す）では、電磁弁３４を外部電源で直接励磁する構成としたため、外部電源からの電力供給が停止すると同時に電磁弁３４が開弁する。そのため、発電プラントで全電源喪失事故が発生した場合は、事故発生直後に制御流路２を遮断（又は開放）することができる。
【００３３】
しかしながら、事故の発生状況（例えば、電動弁１に電力を供給する外部電源のみが停止し、その他の電源は機能している場合等）によっては、事故発生直後に制御流路２を遮断（又は開放）することにより、何かしらの不都合が生じる事態も想定される。
【００３４】
本実施例に係る電動弁１Ａは、外部電源からの電力供給が停止した場合に、電動弁１Ａの設置エリアから離隔した遠隔エリア５０にいるオペレータ５１が適切と判断したタイミングで、制御流路２を遮断（又は開放）することを可能とするものである。
【００３５】
図３において、電動弁１Ａは、蓄電装置３５を更に備えており、外部電源で電磁弁３４を直接励磁する代わりに、蓄電装置３５で電磁弁３４を励磁するように構成されている。ここで、蓄電装置３５は、外部電源によって常時充電されるように構成することが望ましい。これにより、蓄電装置３５の充電作業が不要になる。なお、蓄電装置３５の配置は、図３に示す例に限定されるものではない。
【００３６】
また、蓄電装置３５は、後述する開弁指令を受信するまで、電磁弁３４を閉弁状態に保持するように構成されている。すなわち、電磁弁３４が非励磁状態で開弁する常開弁の場合は、電磁弁３４を励磁状態に保持し、電磁弁３４が非励磁状態で閉弁する常閉弁の場合は、電磁弁３４を非励磁励磁に保持する。これにより、後述する開弁指令を受信するまでは、空気圧モータ３１が駆動されることはなく、従来の電動弁と同様に、電動モータ２１の駆動力によって弁体１２を開閉操作することができる。
【００３７】
遠隔エリア５０には、オペレータ５１によって操作される操作盤５２が配置されている。操作盤５２は、オペレータ５１の操作を受け、蓄電装置３５に対して開弁指令を送信する。蓄電装置３５は、操作盤５２から開弁指令を受信すると、電磁弁３４が常開弁の場合は励磁を解除し、電磁弁３４が常開弁の場合は励磁を開始することにより、電磁弁３４を開弁させる。
【００３８】
図４は、本実施例に係る電動弁１Ａの電源供給停止時の動作を示すフロー図である。以下、各ステップについて順に説明する。
【００３９】
図４において、まず、外部電源からの電力供給が停止すると（ステップＳ１０）、電動モータ２１が動作不能となる。この時、電磁弁３４の励磁状態（又は非励磁状態）は、蓄電装置３５によって保持される（ステップＳ２１）。
【００４０】
その後、オペレータ５１の操作を受けた操作盤５２によって、蓄電装置３５に対して開弁指令が送信される（ステップＳ２２）。
【００４１】
続いて、操作盤５２からの開弁指令を受信した蓄電装置３５によって、電磁弁３４の励磁が解除（又は開始）される（ステップＳ２３）。
【００４２】
電磁弁３４の励磁が解除（又は開始）されることにより、電磁弁３４が開弁する（ステップＳ３１）。
【００４３】
以降のステップＳ４０〜Ｓ７０は、第１の実施例（図２に示す）と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００４４】
本実施例に係る電動弁１Ａによれば、外部電源からの電力供給が停止した場合に、電磁弁３４を遠隔操作で開弁させることにより、空気ボンベ３２から空気圧モータ３１に圧縮空気を供給し、手動ハンドル２３を閉弁操作方向（又は開弁操作方向）に回転駆動することができる。これにより、発電プラントで全電源喪失事故が発生し、かつ電動弁１の設置エリアに作業者が立ち入ることができない場合でも、遠隔エリア５０にいるオペレータ５１が適切と判断したタイミングで、制御流路２を遮断（又は開放）することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１Ａ…電動弁、２…制御流路、１０…弁装置、１１…弁箱、１２…弁体、１３…弁棒、２０…弁駆動装置、２１…電動モータ、２２…伝動機構、２３…手動ハンドル、３０…空気式駆動装置、３１…空気圧モータ、３２…空気ボンベ、３３…空気配管、３４…電磁弁、３５…蓄電装置、５０…遠隔エリア、５１…オペレータ、５２…操作盤。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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