(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御捧駆動機構の下側シリンダ室に接続されたスクラム配管と、このスクラム配管に接続され前記制御捧駆動機構を駆動させる水量を蓄えたアキュムレータ装置と、前記スクラム配管上に設けられたスクラム弁と、このスクラム弁と前記アキュムレータ装置との間のスクラム配管を分岐しかつ高圧水供給用のポンプに接続された充填水配管と、この充填水配管上に設けられた逆止弁とを有する水圧制御ユニットから原子炉スクラム時に高圧水を前記制御棒駆動機構に供給して制御捧を原子炉に急速挿入させる制御捧駆動水圧装置において、前記逆止弁は、前記アキュムレータ装置側の充填水配管と接続される流路を有するキャップと、前記ポンプ側の充填水配管と接続される流路を有する第１のボディと、この第１のボディと前記キャップとの間に設けられ第１の弁室が形成された第２のボディと、この第２のボディ内に形成され前記キャップの流路と前記第１のボディの流路とを連通する流路上に設けられたシートと、このシートに着座可能に設けられ弁体となるボールと、前記シート上流側の流路上に設けられたオリフィスと、前記シートの下流側に形成され前記ボール回りの流路となるスリットとを備え、このスリットの深さが前記ボールが前記シートに着座したときの前記ボールの中心レベルより浅く、かつ前記スリットと前記シー卜との間に、前記ボールとのギャップを小さく設定した第２の弁室を設け、スクラム直後の前記スクラム弁が閉するまでの間に前記充填水配管内を流れる大流量の水により前記ボールを前記シートに当たらない程度に浮かせる構成としたことを特徴とする制御棒駆動水圧装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスは、多数穿設されたことを特徴とする制御棒駆動水圧装置。
【請求項３】
請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスがシー卜上流側の弁室の周壁近傍に配置されたことを特徴とする制御捧駆動水圧装置。
【請求項４】
請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスが複数のスリットに対してそれぞれ周方向同一位置に配置されたことを特徴とする制御棒駆動水圧装置。
【請求項５】
請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスが複数のスリット間に形成されたボールガイド部に対してそれぞれ周方向同一位置に配置されたことを特徴とする制御棒駆動水圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉において制御棒および制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤという。）の操作に使用される制御棒駆動水圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉の出力制御は、冷却材制御による他、制御捧の挿入または引抜きにより行われ、また原子炉の緊急停止時には、制御棒の緊急挿入（以下、スクラムという。）を行う。このスクラムはＣＲＤによって行われ、このＣＲＤは制御捧駆動水圧装置（以下、ＨＣＵという。）から高圧水を急速に導入することにより、制御棒を急速に挿入する。上記ＣＲＤは、原子炉の炉心部に挿入または引抜きされる制御捧に対応して原子炉の炉底部に多数垂設されるとともに、各制御棒に対し１台ずつ設けられている。
【０００３】
図７は従来の制御捧駆動水圧装置の構成を示す系統図である。図７に示すように、原子炉圧力容器の下部鏡板１に取り付けられたハウジング２内には、ＣＲＤ３が挿入されており、このＣＲＤ３の下側シリンダ室４へは制御捧駆動水圧装置５内に設けたＨＣＵ６から高圧水が急速に供給される。
【０００４】
このΗＣＵ６内に設けられたアキュムレータ装置７は、スクラム時にＣＲＤ３を駆動させるために必要な水量を蓄えているアキュムレータ８と、このアキュムレータ８内の水を規定時間内に原子炉圧力容器の炉心に制御棒９を挿入させるために必要な圧力および体積の窒素ガスを蓄えた窒素容器１０とを有している。
【０００５】
このアキュムレータ装置７には、配管１１を介してスクラム弁１２が接続される一方、この配管１１の途中から分岐して接続された充填水配管１３には、逆止弁１４が接続されている。
【０００６】
この逆止弁１４には、高圧水を充填水配管１３を経てアキュムレータ装置７に供給するポンプ１５が止弁１６を介して接続されている。また、スクラム弁１２の吐出側は２方向に分岐され、それぞれ止弁１８を介装したスクラム配管１７が２台のＣＲＤ３の下側シリンダ室４に接続されている。
【０００７】
図８は従来の逆止弁１４の構成を示す断面図である。図８に示すように、逆止弁１４は、アキュムレータ装置７側の充填水配管１３と接続される流路２１ａを有するキャップ２１と、ポンプ１５側の充填水配管１３と接続される流路２２ａを有するボディ２２と、これらキャップ２１とボディ２２との間に設けられ弁室を形成するボディ２３と、このボディ２３内に形成されキャップ２１の流路２１ａとボディ２２の流路２２ａとを連通する流路上に設けられたシート２４と、このシート２４に着座可能に設けられ弁体となるボール２５と、シー卜２４上流側の流路上に設けられた単穴オリフィス２６と、ボディ２３内に形成されボール２５回りの流路となるスリット２７とを備えている。
【０００８】
上述した制御捧駆動水圧装置５は、通常時はスクラム弁１２が閉となっており、ポンプ１５からの吐出水は充填水配管１３を通りアキュムレータ８へ入り、このアキュムレータ８ではスクラムのために必要な水を確保している。そして、スクラム信号によりスクラム弁１２が開になると、アキュムレータ８に蓄えられていた水をＣＲＤ３の下側シリンダ室４に供給しＣＲＤ３および制御棒９を急速挿入する。
【０００９】
また、ＣＲＤ３の急速挿入が完了しても、スクラム弁１２が閉になるまでの間は、ポンプ１５の吐出水は充填水配管１３、スクラム弁１２およびスクラム配管１７を通りＣＲＤ３に供給され続ける。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の制御捧駆動水圧装置５においては、スクラム直後、スクラム弁１２が閉するまでの間、大流量の水が充填水配管１３を通りＣＲＤ３へ流れ続ける。この時、逆止弁１４の弁体であるボール２５が振動し、シート２４に当たり、シート性を劣化させる可能性があった。このため、定期点検時には、手直しのためシート２４の摺合せ作業を行ったり、またはボディ２３を交換する必要が生じることも考えられ、定期点検時の合理化を阻害する要因と考えられている。
【００１１】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、スクラム直後にスクラム弁が閉するまでの間、大流量の水が充填水配管を通り制御棒駆動機構へ流れ続けた場合でも、ボールの振動を低減させ、シート面の健全性を確保することのできる制御捧駆動水圧装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１は、制御捧駆動機構の下側シリンダ室に接続されたスクラム配管と、このスクラム配管に接続され前記制御捧駆動機構を駆動させる水量を蓄えたアキュムレータ装置と、前記スクラム配管上に設けられたスクラム弁と、このスクラム弁と前記アキュムレータ装置との間のスクラム配管を分岐しかつ高圧水供給用のポンプに接続された充填水配管と、この充填水配管上に設けられた逆止弁とを有する水圧制御ユニットから原子炉スクラム時に高圧水を前記制御棒駆動機構に供給して制御捧を原子炉に急速挿入させる制御捧駆動水圧装置において、前記逆止弁は、前記アキュムレータ装置側の充填水配管と接続される流路を有するキャップと、前記ポンプ側の充填水配管と接続される流路を有する第１のボディと、この第１のボディと前記キャップとの間に設けられ第１の弁室が形成された第２のボディと、この第２のボディ内に形成され前記キャップの流路と前記第１のボディの流路とを連通する流路上に設けられたシートと、このシートに着座可能に設けられ弁体となるボールと、前記シート上流側の流路上に設けられたオリフィスと、前記シートの下流側に形成され前記ボール回りの流路となるスリットとを備え、このスリットの深さが前記ボールが前記シートに着座したときの前記ボールの中心レベルより浅く、かつ前記スリットと前記シー卜との間に、前記ボールとのギャップを小さくする第２の弁室を設け、スクラム直後の前記スクラム弁が閉するまでの間に前記充填水配管内を流れる大流量の水により前記ボールを前記シートに当たらない程度に浮かせる構成としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２は、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスは、多数穿設されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３は、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスがシー卜上流側の弁室の周壁近傍に配置されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４は、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスが複数のスリットに対してそれぞれ周方向同一位置に配置されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５は、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスが複数のスリット間に形成されたボールガイド部に対してそれぞれ周方向同一位置に配置されたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の各実施形態を適用した制御捧駆動水圧装置の構成を示す系統図、図２は本発明に係る制御捧駆動水圧装置の第１実施形態の逆止弁を示す断面図である。なお、従来の構成と同一または対応する部分には、図７および図８と同一の符号を用いて説明する。
【００１９】
図１に示すように、原子炉圧力容器の下部鏡板１に取り付けられたハウジング２内には、ＣＲＤ３が挿入されており、このＣＲＤ３の下側シリンダ室４へは制御捧駆動水圧装置５内に設けたＨＣＵ６から高圧水が急速に供給される。
【００２０】
このＨＣＵ６内に設けられたアキュムレータ装置７は、スクラム時にＣＲＤ３を駆動させるために必要な水量を蓄えているアキュムレータ８と、このアキュムレータ８内の水を規定時間内に原子炉圧力容器の炉心に制御棒９を挿入させるために必要な圧力および体積の窒素ガスを蓄えた窒素容器１０とを有している。
【００２１】
このアキュムレータ装置７には、配管１１を介してスクラム弁１２が接続される一方、この配管１１の途中から分岐して接続された充填水配管１３には、逆止弁１４ａが接続されている。
【００２２】
この逆止弁１４ａには、高圧水を充填水配管１３を経てアキュムレータ装置７に供給する高圧水供給用のポンプ１５が止弁１６を介して接続されている。また、スクラム弁１２の吐出側は２方向に分岐され、それぞれ止弁１８を介装したスクラム配管１７が２台のＣＲＤ３の下側シリンダ室４に接続されている。
【００２３】
逆止弁１４ａは、図２に示すように制御捧駆動水圧装置５のアキュムレータ装置７側の充填水配管１３と接続される流路２１ａを有するキャップ２１と、ポンプ１５側の充填水配管１３と接続される流路２２ａを有するボディ（第１のボディ）２２と、これらキャップ２１とボディ２２との間に設けられ第１の弁室としての弁室２８が形成されたボディ（第２のボディ）２３ａとが２本の締付けボルト２９により一体化されている。
【００２４】
また、逆止弁１４ａは、ボディ２３ａ内に形成されキャップ２１の流路２１ａとボディ２２の流路２２ａとを連通する流路上に設けられたシート２４と、このシート２４に着座可能に設けられ、かつボディ２３ａ内部に収納され弁体となるボール２５と、シー卜２４上流側の流路上に設けられた単穴オリフィス２６と、ボディ２３内においてシート２４の下流側に形成されボール２５回りの流路となる４つのスリット２７ａとを備えている。
【００２５】
そして、本実施形態では、スリット２７ａの深さがボール２５がシー卜２４に着座したときのボール２５の中心レべルより浅く、かつスリット２７ａとシー卜２４との間に、ボール２５とのギャップを小さくする第２の弁室としての弁室２８ａが設けられている。
【００２６】
次に、第１実施形態の作用を説明する。
【００２７】
スリット２７ａの深さがボール２５がシー卜２４に着座したときのボール２５の中心レべルより浅く、かつスリット２７ａとシー卜２４との間に、ボール２５とのギャップを小さくする弁室２８ａを設けたことにより、逆止弁の機能は従来と同等でかつ、スクラム直後にスクラム弁１２が閉するまでの間、大流量の水が充填水配管１３内を流れる場合、水が単穴オリフィス２６，シー卜２４，弁室２８ａおよびスリット２７ａを経て流れ、ボール２５に対する水圧が高くなり、ボール２５をシート２４に当たらない程度に浮かせることができる。
【００２８】
このように第１実施形態によれば、スクラム直後にスクラム弁１２が閉するまでの間、大流量の水が充填水配管１３内を流れる場合、ボール２５をシート２４に当たらない程度に浮かせることができることから、シート２４面の健全性を確保することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
図３は本発明に係る制御捧駆動水圧装置の第２実施形態の逆止弁を示す断面図である。なお、前記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明する。以下の実施形態も同様である。
【００３０】
第２実施形態では、図１に示す制御棒駆動水圧装置５の逆止弁１４ａにおいて、ボデイ２３ａ内のシー卜２４上流側の流路上に多数のオリフィス２６ａが穿設され、多穴のオリフィス２６ａに構成し、この多数のオリフィス２６ａによりボール２５上流側の流れを整流する整流板の機能を有している。
【００３１】
このように第２実施形態によれば、ボデイ２３ａ内に多数のオリフィス２６ａを穿設したことにより、逆止弁の機能は従来と同等で、かつボール２５の上流側の流路の流速の偏りを軽減し、ボール２５下面にも偏りの少ない流れが当るため、ボール２５の振動を低減することができ、シート２４の健全性を確保することができる。
【００３２】
（第３実施形態）
図４は本発明に係る制御捧駆動水圧装置の第３実施形態の逆止弁を示す断面図である。
【００３３】
第３実施形態では、図１に示す制御棒駆動水圧装置５の逆止弁１４ａにおいて、ボディ２３ａ内のシー卜２４上流側の流路上に多数のオリフィス２６ｂが穿設されるとともに、これらのオリフィス２６ｂがシー卜２４上流側の弁室２８ｂの周壁近傍に配置されている。
【００３４】
このように第３実施形態によれば、ボディ２３ａ内のシー卜２４上流側の弁室２８ｂの周壁近傍に多数のオリフィス２６ｂを穿設したことにより、ボール２５回りの流速の分布の偏りを少なくし、ボール２５の振動を低減することができ、シート２４の健全性を確保することができる。
【００３５】
（第４実施形態）
図５（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る制御捧駆動水圧装置の第４実施形態の逆止弁を示す断面図、弁室の平面図である。
【００３６】
第４実施形態では、図１に示す制御棒駆動水圧装置５の逆止弁１４ａにおいて、ボディ２３ａ内のシー卜２４上流側の流路上に４つのオリフィス２６ｂが穿設されるとともに、これらのオリフィス２６ｂが図５（Ｂ）に示すように４つのスリット２７ａとそれぞれ周方向同一位置に配置されている。つまり、各オリフィス２６ｂは、ボール２５回りの流路部のスリット２７ａに位相を合わせた位置に配置されている。
【００３７】
このように第４実施形態によれば、ボディ２３ａ内のシー卜２４上流側の流路上に４つのオリフィス２６ｂが穿設されるとともに、これらのオリフィス２６ｂが４つのスリット２７ａに対してそれぞれ周方向同一位置に配置されていることにより、ボール２５回りの流路部の流速を等配にすることができ、ボール２５の振動を低減することができ、シート２４の健全性を確保することができる。
【００３８】
（第５実施形態）
図６（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る制御捧駆動水圧装置の第５実施形態の逆止弁を示す断面図、弁室の平面図である。
【００３９】
第５実施形態では、図１に示す制御棒駆動水圧装置５の逆止弁１４ａにおいて、ボディ２３ａ内のシー卜２４上流側の流路上に４つのオリフィス２６ｂが穿設されるとともに、これらのオリフィス２６ｂが図６（Ｂ）に示すように４つのスリット２７ａ間に形成された４つのボールガイド部３０に対してそれぞれ周方向同一位置に配置されている。つまり、各オリフィス２６ｂは、ボールガイド部３０に位相を合わせた位置に配置されている。
【００４０】
このように第５実施形態によれば、ボディ２３ａ内のシー卜２４上流側の流路上に４つのオリフィス２６ｂが穿設されるとともに、これらのオリフィス２６ｂが４つのボールガイド部３０に対してそれぞれ周方向同一位置に配置されていることにより、ボール２５とボールガイド部３０との間に水を流し込むようにすることで、水がボール２５とボールガイド部３０との間の緩衝材となり、振動を低減することができ、シート２４の健全性を確保することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、原子炉スクラム時に高圧水を制御棒駆動機構に供給して制御捧を原子炉に急速挿入させる制御捧駆動水圧装置の逆止弁は、スリットの深さがボールがシートに着座したときのボールの中心レベルより浅く、かつスリットとシー卜との間に、ボールとのギャップを小さくする第２の弁室を設けたことにより、スクラム直後にスクラム弁が閉するまでの間、大流量の水が充填水配管内を流れる場合、ボールをシートに当たらない程度に浮かせることができ、シート面の健全性を確保することができる。
【００４２】
その結果、原子力発電所の定期点検作業の合理化を図り、かつ運転の信頼性を向上させた制御捧駆動水圧装置を提供することができる。
【００４３】
請求項２によれば、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスは、多数穿設されたことにより、ボールの上流側の流路の流速の偏りを軽減し、ボール下面にも偏りの少ない流れが当るため、ボールの振動を低減することができ、シートの健全性を確保することができる。
【００４４】
請求項３によれば、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスがシー卜上流側の弁室の周壁近傍に配置されたことにより、ボール回りの流速の分布の偏りを少なくし、ボールの振動を低減することができ、シートの健全性を確保することができる。
【００４５】
請求項４によれば、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスが複数のスリットに対してそれぞれ周方向同一位置に配置されたことにより、ボール回りの流路部の流速を等配にすることができ、ボールの振動を低減することができ、シートの健全性を確保することができる。
【００４６】
請求項５によれば、請求項１記載の制御棒駆動水圧装置において、逆止弁のオリフィスが多数穿設され、これらのオリフィスが複数のスリット間に形成されたボールガイド部に対してそれぞれ周方向同一位置に配置されたことにより、水がボールとボールガイド部との間の緩衝材となり、振動を低減することができ、シートの健全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態を適用した制御捧駆動水圧装置の構成を示す系統図。
【図２】本発明に係る制御棒駆動水圧装置の第１実施形態の逆止弁を示す断面図。
【図３】本発明に係る制御棒駆動水圧装置の第２実施形態の逆止弁を示す断面図。
【図４】本発明に係る制御棒駆動水圧装置の第３実施形態の逆止弁を示す断面図。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る制御棒駆動水圧装置の第４実施形態の逆止弁を示す断面図，弁室の平面図。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る制御棒駆動水圧装置の第５実施形態の逆止弁を示す断面図，弁室の平面図。
【図７】従来の制御棒駆動水圧装置を示す系統図。
【図８】従来の制御棒駆動水圧装置の逆止弁を示す断面図。
【符号の説明】
１  下部鏡板
２  ハウジング
３  制御棒駆動機構（ＣＲＤ）
４  下側シリンダ室
５  制御捧駆動水圧装置
６  水圧制御ユニット（ΗＣＵ）
７  アキュムレータ装置
８  アキュムレータ
９  制御棒
１０  窒素容器
１１  配管
１２  スクラム弁
１３  充填水配管
１４，１４ａ  逆止弁
１５  ポンプ
１６  止弁
１７  スクラム配管
１８  止弁
２１  キャップ
２１ａ  流路
２２  ボディ（第１のボディ）
２２ａ  流路
２３  ボディ
２３ａ  ボディ（第２のボディ）
２４  シート
２５  ボール
２６  単穴オリフィス
２６ａ  オリフィス
２７  スリット
２７ａ  スリット
２８  弁室（第１の弁室）
２８ａ  弁室（第２の弁室）
２８ｂ  弁室
２９  締付けボルト
３０  ボールガイド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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