(57)【要約】      （修正有）【課題】スクラムパイロット弁への異物混入防止対策を講じることにより、原子炉の緊急停止を阻害するポテンシャルを排除し、信頼性の高い水圧制御ユニットを提供する。【解決手段】計装空気供給系３０の計装空気フィルタ１０に下流に設けられた計装空気系統機器１１から計装空気を仕切る計装空気系仕切弁と５、計装空気の流れを制御するスクラムパイロット弁２と、スクラムパイロット弁２による計装空気の流れの制御によって弁開し、高圧水を制御棒駆動機構８及び制御棒９に供給することを可能にするスクラム弁３とを有する水圧制御ユニット１であって、計装空気系統機器１１とスクラムパイロット弁２との間に計装空気系統機器１１の下流に混入した異物を除去する上流機器異物フィルタ１２を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2015158459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計装空気供給系の計装空気フィルタに下流に設けられた計装空気系統機器から計装空気を仕切る計装空気系仕切弁と、計装空気の流れを制御するスクラムパイロット弁と、前記スクラムパイロット弁による前記計装空気の流れの制御によって弁開し、高圧水を制御棒駆動機構及び制御棒に供給することを可能にするスクラム弁とを有する水圧制御ユニットであって、
前記計装空気系統機器と前記スクラムパイロット弁との間に前記計装空気系統機器の下流に混入した異物を除去する上流機器異物フィルタを設けた、
ことを特徴とする水圧制御ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の水圧制御ユニットであって、
前記上流機器異物フィルタを前記スクラムパイロット弁と計装空気系仕切弁の間に有する、
ことを特徴とする水圧制御ユニット。
【請求項３】
請求項１記載の水圧制御ユニットであって、
前記上流機器異物フィルタを前記計装空気系仕切弁と計装空気系統機器の間に有する、
ことを特徴とする水圧制御ユニット。
【請求項４】
請求項1乃至３のいずれかに記載の水圧制御ユニットであって、
前記上流機器異物フィルタの前後における差圧を検出する差圧検出手段を有する、
ことを特徴とする水圧制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子力発電所の構成機器である水圧制御ユニットに係わり、特に水圧制御ユニットを構成するスクラムパイロット弁に対し異物除去対策を講じることにより水圧制御ユニットに備わる機能の信頼性を向上させた水圧制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉の出力制御は、冷却材の制御による他に、制御棒の挿入または引抜きにより行われている。また、原子炉の緊急停止時には、水圧による駆動源となる水圧制御ユニットを制御し、制御棒駆動機構及び制御棒に高圧水を供給することにより、制御棒駆動機構上部に備え付けられている制御棒を燃料集合体間に緊急挿入し、原子炉を停止させる。
【０００３】
水圧制御ユニットは、スクラムパイロット弁内の電磁コイルを励磁状態から、無励磁状態にすることで、スクラムパイロット弁の上流にある計装空気供給配管から供給される計装空気を遮断し、かつ下流にある空気作動式のスクラム弁に蓄えられている計装空気を排除することでスクラム弁を作動させ、制御棒を緊急挿入させる。電磁コイルは、通常時において励磁状態が維持されている。
【０００４】
このような水圧制御ユニットの従来技術としては、特許文献１がある。特許文献１は、スクラムパイロット弁の電源表示装置、あるいは制御電源に両端連絡ケーブルを設けて、電源制御回路における接続不良等に起因する複数の制御棒の同時挿入を防止するスクラムパイロット弁の制御電源装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−８２５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スクラムパイロット弁はその構造上、弁可動部のギャップ以上の大きさを有する異物(以下、障害異物という)が弾性変形し、弁体に混入することにより弁体が動作不良を起こす恐れがある。弁体に動作不良が生じると、スクラムパイロット弁の電磁コイルを励磁状態から無励磁状態にした際のスクラムパイロット弁の閉動作が遅れるため、スクラム性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００７】
そのため、計装空気供給配管の上流にフィルタを設け、フィルタより下流にある計装空気系統機器、スクラムパイロット弁への異物混入防止策が講じられている。
【０００８】
しかし、計装空気系統機器の分解点検を実施した際に混入する障害異物に対する除去対策はなされていないため、分解点検時に混入したと推測される障害異物により、スクラムパイロット弁の可動部が動作不良を起こす恐れがある。
【０００９】
特許文献１には認識されていない上記の課題を解決することによって、更なる信頼性の高い水圧制御ユニットに提供することが望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、スクラムパイロット弁における前記の課題を考慮し、スクラムパイロット弁への異物混入防止対策を講じることにより、原子炉の緊急停止を阻害するポテンシャルを排除し、信頼性の高い水圧制御ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば計装空気の流れを制御するスクラムパイロット弁と、前記スクラムパイロット弁による前記計装空気の流れの制御によって弁開し、高圧水を制御棒駆動機構及び制御棒に供給することを可能にするスクラム弁とを有する水圧制御ユニットと、前記水圧制御ユニットに計装空気を供給する計装空気貯槽と、計装空気フィルタ及び計装空気系統機器から構成される計装空気供給系とを有し、前記計装空気処理機器と前記スクラムパイロット弁との間に前記計装空気系統機器の下流に混入した異物を除去する上流機器異物フィルタを設けた、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スクラムパイロット弁への異物混入防止対策を講じることにより、原子炉の緊急停止を阻害するポテンシャルを排除し、信頼性の高い水圧制御ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の計装空気供給系及びその水圧制御ユニットの第１の実施例の系統構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例である水圧制御ユニットの構造図である。
【図３】スクラムパイロット弁の内部構造を示す構造図である。
【図４】本発明の計装空気供給系及びその水圧制御ユニットの第２の実施例の系統構成を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
(実施例１)
図1は、本発明の計装空気供給系及びその水圧制御ユニットの第１の実施例の系統構成を示す図である。図２は、本発明の第１の実施例である水圧制御ユニット１の構造図である。
【００１６】
計装空気供給系３０は、計装空気貯槽２１と、計装空気の異物を除去する計装空気フィルタ１０と、計装空気フィルタ１０の下流側に例えば弁や、圧力計、圧力スイッチ等の計装空気系統機器１１とを有する。
【００１７】
水圧制御ユニット１は、計装空気を仕切る計装空気系仕切弁５と、緊急挿入時に弁開することで水圧制御ユニット内の高圧水を制御棒駆動機構８及び制御棒９に供給することを可能にするスクラム弁３と、計装空気の流れを制御しスクラム弁を弁開させるスクラムパイロット弁２と、水圧制御ユニット１と制御棒駆動機構８及び制御棒９を仕切る仕切弁４等の各種弁を有する。水圧制御ユニットを外部から仕切る計装空気系仕切弁５と仕切弁４は、水圧制御ユニット１の作動時は、共に弁開となっている。
また、水圧制御ユニット１は、アキュムレータ６と、窒素容器７とを有する。原子炉の緊急停止時には、アキュムレータ６の下流に備え付けられている空気作動式のスクラム弁３を弁開することで、アキュムレータ６に蓄えられている高圧水を制御棒駆動機構８及び制御棒９に供給する。
【００１８】
さらに、水圧制御ユニット１は、実施例１の特徴である計装空気系統機器や計装空気系仕切弁５などの上流機器から混入する障害異物を少なくとも除去する異物除去部２５を有する。異物除去部２５は、障害異物を少なくとも除去する上流機器異物フィルタ１２と、上流機器異物フィルタの前後に設けられ差圧を検出する２個の圧力センサ１３とを有する。異物除去部２５は、図２に示す位置に設けられる。なお、図２において計装空気系仕切弁５は、仕切弁４の紙面裏側に設けられている。
【００１９】
このような構成によって、原子炉の緊急停止時に、スクラムパイロット弁２で計装空気の流れを制御することによりスクラム弁３を弁開し、高圧水を制御棒駆動機構８及び制御棒９に供給することで、制御棒９を炉心に緊急挿入する。
以下、水圧制御ユニット１を中心として各機器の構造動作を説明する。
【００２０】
図３はスクラムパイロット弁２の内部構造を示し、スクラム弁３が弁閉状態になるスクラムパイロット弁の状態を示す。スクラムパイロット弁２の外部との接続関係を図１の引出図Ａに示す。スクラムパイロット弁２には１台当たり２個の電磁コイル１４が備え付けられており、通常運転時にはこれらの電磁コイル１４が励磁状態となっている。電磁コイル１４が励磁状態のときは、弁体Ａ１５が弁開、弁体Ｂ１６が弁閉となる。
【００２１】
このとき、計装空気供給口１８からスクラムパイロット弁２に流入した計装空気は、実線の矢印Ｆで示した流れとなり、スクラム弁３に供給される。即ち、計装空気は、弁体Ａ１５の開部を通り、柔軟部１７ｍで支持される弁体１７Ｃを計装空気供給口１８のシート面１８ｓに押付け弁閉とし、柔軟部１７ｍに設けられた柔軟部開口部１７ｋからスクラム弁空気供給口２２を経由してスクラム弁３に供給される。この結果、スクラム弁３は、計装空気による圧力があるときは弁閉となるので、弁閉状態となる。なお、逆に、計装空気が供給されていないときは弁開となる。
【００２２】
一方、緊急時においては、２個の電磁コイル１４が無励磁状態となり、弁体Ａ１５が弁体Ｂ１６から突起している突起部１６ｔを押付け、弁体Ｂ１６をパイロット排気口１９のシール面１９ｓから離間させ弁開となる。弁体Ａ１５は、さらに突起部１６ｔを押付け、そのシール面１８ｓに接触し、弁閉となる。この結果、計装空気供給口１８から流入した計装空気は、弁体Ａ１５で遮断される。弁体Ｂ１６が弁開となると、スクラムパイロット弁２内の計装空気がパイロット排気口１９から排出される。そして、スクラムパイロット弁２内の圧力が低下し、柔軟部１７ｍが、矢印Ｇに示すように、スクラム弁３に蓄えられている計装空気によって押し上げられ、弁体Ｃ１７は主排気口２０のシール面２０ｓから離間し弁開となる。その結果、スクラム弁３に蓄えられている計装空気がパイロット排気口１９および主排気口２０を経由して排出される。計装空気が排出されることでスクラム弁３は弁開となり、アキュムレータ６に蓄えられている高圧水が制御棒駆動機構８に供給され、制御棒９を炉心へ緊急挿入する。
【００２３】
スクラムパイロット弁２は、その構造上、弁可動部のキャップ以上の大きさを有する障害異物が混入することにより、弁体Ａ１５および弁体Ｂ１６が動作不良を起こす恐れがある。弁体Ａ１５に動作不良が生じると、スクラムパイロット弁２の電磁コイル１４を無励磁状態にした際の計装空気供給口１８の閉動作が遅れるため、スクラム性能に悪影響を及ぼす恐れがある。また、弁体Ｂ１６に動作不良が生じると、スクラムパイロット弁２の電磁コイル１４を無励磁状態にした際のパイロット排気口１９の開動作が遅れるため、スクラム性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００２４】
そのため、従来は、計装空気の異物を除去する計装空気フィルタ１０を設け、これより下流にあるスクラムパイロット弁２と、計装空気系仕切弁５と、その他の計装空気系統機器１１への異物混入防止策が講じられていた。
【００２５】
しかし、計装空気系統機器１１の分解点検を実施した際に混入する障害異物に対する除去対策はなされていないため、分解点検時に混入したと推測される障害異物により、スクラムパイロット弁２の可動部が動作不良を起こす可能性を排除できない。
【００２６】
そこで、実施例１では、スクラムパイロット弁２への異物混入防止策として、前述したように上流機器異物フィルタ１２と圧力センサ１３とを有する処理機器異物除去部２５を設ける。上流機器異物フィルタ１２は、計装空気供給配管の上流に備え付けられている計装空気フィルタ１０とは別に、計装空気系仕切弁５とスクラムパイロット弁２の間に設ける。スクラムパイロット弁２の直前に設けることで、計装空気系統機器１１に加え計装空気系仕切弁５により発生する異物の混入を防止することができる。上流機器異物フィルタ１２としては、例えば、金属の網目状のものが好ましい。
【００２７】
また、スクラムパイロット弁２に対して悪影響を及ぼさない、即ち、弁体Ａ１５、弁体Ｂ１６の外枠２３との摺動部に形成される隙間に入り込み摺動の障害となる異物、機種によって異なるが、例えば４．２立方ミリメートルよりも小さい異物に対しては通過可能な程度の除去能力とすることで、上流機器異物フィルタ１２の点検頻度、交換頻度の低減と共にコストの軽減を図ることができる。また、圧力センサ１３で上流機器異物フィルタ１２の両端の差圧を検出することで、上流機器異物フィルタ１２の点検時期、交換時期を確実に検知でき、また点検頻度、交換頻度を低減することができる。差圧は、中央操作室または各階に設けられた計装盤に送られ、運転員または作業員が目視で監視し、交換時期を決定する。
【００２８】
さらに、スクラムパイロット弁２に対して少なくとも悪影響を及ぼす障害異物を除去することで、計装空気供給口１８、パイロット排気口１９および主排気口２０のそれぞれのシート面１８ｓ、１９ｓ及び２０ｓに異物が付着することにより引き起こされるシートリークの予防も期待できる。
【００２９】
以上説明したように、実施例１によれば、計装空気系統機器１１や計装空気系仕切弁５の分解点検時等に混入叉は発生するスクラムパイロット弁２に対して少なくとも悪影響を及ぼす障害異物を除去することで、障害異物起因によるスクラムパイロット弁２の可動部の動作不良はなくなる。その結果、実施例１によれば、信頼性の高い水圧制御ユニットを提供できる。
【００３０】
（実施例２）
図４は、本発明の計装空気供給系及びその水圧制御ユニットの第２の実施例の系統構成を示す図である。
【００３１】
実施例２の実施例１と異なる点は、計装空気系統機器１１と計装空気系仕切弁５の間に異物除去部２５を設けた点である。その他の点は、実施例１と同じである。
【００３２】
異物除去部２５の設置箇所は、実施例１で分解点検の関係から計装空気系仕切弁５になるべく近くであることが望ましい。
【００３３】
本実施例では、異物除去部２５を計装空気系仕切弁５の上流に設けているが、当該異物除去部２５を含めて水圧制御ユニット１とする。
【００３４】
実施例２は、後から水圧制御ユニット１に付加するのに適した実施例で、実施例１と同様な効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１、１Ａ：水圧制御ユニット              ２：スクラムパイロット弁
３：スクラム弁                          ４：仕切弁
５：計装空気系仕切弁                    ６：アキュムレータ
７：窒素容器                            ８：制御棒駆動機構
９：制御棒                              １０：計装空気フィルタ
１１：計装空気系統機器                  １２：上流機器異物フィルタ
１３：圧力センサ                        １４：電磁コイル
１５：弁体Ａ                            １６：弁体Ｂ
１７：弁体Ｃ                            １８：計装空気供給口
１９：パイロット排気口                  ２０：主排気口
２１：計装空気貯槽                      ２５：異物除去部
３０：計装空気供給系                    
【図１】
2015158459.tif 000003
【図２】
2015158459.tif 000004
【図３】
2015158459.tif 000005
【図４】
2015158459.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月28日(2014.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、計装空気供給系の計装空気フィルタに下流に設けられた計装空気系統機器から計装空気を仕切る計装空気系仕切弁と、計装空気の流れを制御するスクラムパイロット弁と、スクラムパイロット弁による計装空気の流れの制御によって弁開し、高圧水を制御棒駆動機構及び制御棒に供給することを可能にするスクラム弁とを有する水圧制御ユニットであって、計装空気系統機器とスクラムパイロット弁との間に計装空気系統機器の下流に混入した異物を除去する上流機器異物フィルタを設けた、ことを特徴とする