(57)【要約】      （修正有）【課題】タービンバイパス弁を十分に急速に開けることを容易に実現可能な、油圧駆動システムを提供する。【解決手段】実施形態の油圧駆動システムにおいて、ピストンは、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２とを有する。第１ピストン部は、タービンバイパス弁の弁体に接続されている。第２ピストン部は、第１ピストン部を内部に収容しており、第１ピストン部が内部を摺動する。第２ピストン部は、円筒形状であって、第１油圧室Ｃ３２ａの側に位置する一端および第２油圧室Ｃ３２ｂの側に位置する他端が開口しており、内周面のうち前記第１油圧室の側に位置する部分にストッパ３５２Ｓが設けられている。【選択図】図１
2016121746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンをバイパスして原子炉から復水器へ蒸気が流れるタービンバイパス配管に設置されたタービンバイパス弁の弁体に接続されているピストンと、
前記ピストンを内部空間に収容しており、当該内部空間が前記ピストンによって第１油圧室と第２油圧室とに区画されている油筒とを有し、前記第１油圧室に作動油を供給し、前記第２油圧室から作動油を排出させることによって、前記タービンバイパス弁を開ける、油圧駆動システムであって、
前記ピストンは、
前記タービンバイパス弁の弁体に接続されている第１ピストン部と、
前記第１ピストン部を内部に収容しており、前記第１ピストン部が内部を摺動する第２ピストン部と
を有し、
前記第２ピストン部は、円筒形状であって、前記第１油圧室の側に位置する一端および前記第２油圧室の側に位置する他端が開口しており、内周面のうち前記第１油圧室の側に位置する部分にストッパが設けられていることを特徴とする、
油圧駆動システム。
【請求項２】
前記第１油圧室および前記第２油圧室のそれぞれと作動油供給ラインとの間の油路に介在しているサーボ弁と、
前記第１油圧室とアキュムレータとの間の油路に介在している電磁弁と
を有し、
前記タービンバイパス弁を第１の速度で開けるときには、前記第１油圧室と前記アキュムレータとの間の油路を前記電磁弁が遮断した状態で、前記作動油供給ラインから前記サーボ弁を介して前記第１油圧室に作動油を供給し、
前記タービンバイパス弁を前記第１の速度よりも高い第２の速度で開けるときには、前記作動油供給ラインから前記サーボ弁を介して前記第１油圧室に作動油を供給すると共に、前記アキュムレータから前記電磁弁を介して前記第１油圧室に作動油を供給する、
請求項１に記載の油圧駆動システム。
【請求項３】
前記油筒の内部空間において前記第１油圧室に配置されており、前記第１油圧室と前記第２油圧室とが並ぶ方向に前記第１ピストン部を押し付けるバネ
を有する、
請求項１または２に記載の油圧駆動システム。
【請求項４】
蒸気タービンをバイパスして原子炉から復水器へ蒸気が流れるタービンバイパス配管に設置されたタービンバイパス弁の弁体に接続されているピストンと、
前記ピストンを内部空間に収容しており、当該内部空間が前記ピストンによって第１油圧室と第２油圧室とに区画されている油筒とを有し、前記第１油圧室に作動油を供給し、前記第２油圧室から作動油を排出させることによって、前記タービンバイパス弁を開ける、油圧駆動システムであって、
前記ピストンは、
前記タービンバイパス弁の弁体に接続されている第１ピストン部と、
前記第１ピストン部を円筒形状部の内部に収容しており、前記第１ピストン部が内部を摺動する第２ピストン部と
を有し、
前記第２ピストン部において、前記円筒形状部は、前記第１油圧室の側に位置する一端に蓋部が設けられているのに対して、前記第２油圧室の側に位置する他端が開口していると共に、当該円筒形状部の内周面のうち前記第１油圧室の側に位置する部分にストッパが設けられており、
前記第２ピストン部の内部において前記蓋部と前記第１ピストン部との間に中間油圧室が介在しており、
前記タービンバイパス弁を開けるときには、前記第１油圧室と共に前記中間油圧室に作動油を供給することを特徴とする、
油圧駆動システム。
【請求項５】
前記第１油圧室、前記第２油圧室、および、中間油圧室のそれぞれと作動油供給ラインとの間の油路に介在しているサーボ弁と、
前記第１油圧室および前記中間油圧室のそれぞれとアキュムレータとの間の油路に介在している電磁弁と
を有し、
前記タービンバイパス弁を第１の速度で開けるときには、前記第１油圧室と前記アキュムレータとの間の油路を前記電磁弁が遮断した状態で、前記作動油供給ラインから前記サーボ弁を介して前記第１油圧室および前記中間油圧室のそれぞれに作動油を供給し、
前記タービンバイパス弁を前記第１の速度よりも高い第２の速度で開けるときには、前記作動油供給ラインから前記サーボ弁を介して前記第１油圧室と前記中間油圧室とのそれぞれに作動油を供給すると共に、前記アキュムレータから前記電磁弁を介して前記第１油圧室と前記中間油圧室とのそれぞれに作動油を供給する、
請求項４に記載の油圧駆動システム。
【請求項６】
前記第１油圧室、前記第２油圧室、および、中間油圧室のそれぞれと作動油供給ラインとの間の油路に介在しているサーボ弁と、
前記第１油圧室と第１アキュムレータとの間の油路に介在している第１電磁弁と
前記中間油圧室と第２アキュムレータとの間の油路に介在している第２電磁弁と
を有し、
前記タービンバイパス弁を第１の速度で開けるときには、前記第１油圧室と前記第１アキュムレータとの間の油路を前記第１電磁弁が遮断すると共に、前記中間油圧室と前記第２アキュムレータとの間の油路を前記第２電磁弁が遮断した状態で、前記第１油圧室および前記中間油圧室のそれぞれに前記作動油供給ラインから前記サーボ弁を介して作動油を供給し、
前記タービンバイパス弁を前記第１の速度よりも高い第２の速度で開けるときには、前記作動油供給ラインから前記サーボ弁を介して前記第１油圧室および前記中間油圧室のそれぞれに作動油を供給すると共に、前記第１アキュムレータから前記第１電磁弁を介して前記第１油圧室に作動油を供給し、更に、前記第２アキュムレータから前記第２電磁弁を介して前記中間油圧室に作動油を供給する、
請求項４に記載の油圧駆動システム。
【請求項７】
前記油筒の内部空間のうち前記第１油圧室に配置されており、前記第１油圧室と前記第２油圧室とが並ぶ方向に前記第１ピストン部を押し付けるバネ
を有する、
請求項４から６のいずれかに記載の油圧駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、油圧駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［Ａ］原子力発電プラント１００
図１０は、関連技術に係る原子力発電プラント１００について要部を模式的に示す図である。
【０００３】
図１０に示すように、原子力発電プラント１００は、原子炉１０１と蒸気タービン１０２と復水器１０３とを有する。
【０００４】
原子力発電プラント１００において、原子炉１０１は、蒸気発生装置であって、蒸気を発生する。蒸気タービン１０２は、蒸気加減弁Ｖ１０１ａなどの弁が設置された主蒸気管Ｐ１０１ａを介して、原子炉１０１で発生した蒸気が作動流体として供給される。図示を省略しているが、蒸気タービン１０２は、タービンケーシング（図示省略）の内部にタービンロータ（図示省略）を収容しており、蒸気の供給によってタービンロータが回転する。タービンロータは、発電機（図示省略）に連結されており、タービンロータの回転によって発電機が駆動して、発電が行われる。復水器１０３は、蒸気タービン１０２から排気された蒸気が流入し、その蒸気を凝縮する。復水器１０３において蒸気が凝縮した水（液相水）は、給水管Ｐ１０３を介して、原子炉１０１に戻される。
【０００５】
上記の他に、原子力発電プラント１００は、タービンバイパス配管Ｐ１０１ｂを有する。タービンバイパス配管Ｐ１０１ｂは、一端が主蒸気管Ｐ１０１ａに連結され、他端が復水器１０３に連結されている。タービンバイパス配管Ｐ１０１ｂにおいては、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが設置されている。
【０００６】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂは、タービンを通常に運転する時には、全て閉じられた状態であり、タービンを起動させる時および停止させる時に開けられる。タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが開けられることによって、原子炉１０１で発生した蒸気の一部または全部が、蒸気タービン１０２を経由せずに、タービンバイパス配管Ｐ１０１ｂを介して、直接的に復水器１０３へ流れる。
【０００７】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂは、タービン起動時、および、タービン停止時の他に、異常が生じた時に開けられる。異常時には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂは、タービン起動時、および、タービン停止時の場合よりも急速に開けられる。たとえば、発電機の遮断機が開いて全負荷喪失の状態になったときに、原子炉１０１の内部において圧力の上昇等が発生することを抑制するために、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが急速に開弁される。
【０００８】
［Ｂ］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂ
図１１は、関連技術に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの要部を示す図である。図１１では、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂのうち一部については、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。
【０００９】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂは、図１１に示すように、弁本体部１０と油圧駆動システム２０とを有し、油圧駆動システム２０が弁本体部１０を駆動させることによって、蒸気の流量を調整するように構成されている。
【００１０】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを構成する各部の詳細について、順次、説明する。
【００１１】
［Ｂ−１］弁本体部１０
弁本体部１０は、図１１に示すように、弁箱１１と弁座１３と弁棒１４と弁体１５とを有する。弁本体部１０は、油圧駆動システム２０によって弁棒１４が移動し、弁箱１１の内部空間１１Ｃにおいて弁座１３と弁体１５との間の距離が変動することによって、内部空間１１Ｃを流れる蒸気の流量を調整する。
【００１２】
弁本体部１０のうち、弁箱１１は、入口１１Ａと出口１１Ｂとが形成されている。弁箱１１は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが開けられるときには、蒸気Ｆ１１が入口１１Ａから内部空間１１Ｃに流入し、内部空間１１Ｃを流れた後に、出口１１Ｂから外部へ蒸気Ｆ１２が流出する。
【００１３】
弁本体部１０のうち、弁座１３は、弁箱１１の内部空間１１Ｃにおいて固定されている。弁座１３は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが閉められたときに、弁体１５が接する部分を含む。
【００１４】
弁本体部１０のうち、弁棒１４は、棒状体であって、弁箱１１の下部に形成された貫通孔１１Ｔを貫くように設置されている。弁箱１１の貫通孔１１Ｔは、管状のブッシュ１４Ｂが設置されており、弁棒１４は、ブッシュ１４Ｂを介して、弁箱１１の貫通孔１１Ｔを貫通している。弁棒１４は、軸１４ＡＸが鉛直方向（ｚ軸）に沿っており、その軸１４ＡＸが沿った鉛直方向（ｚ軸）において移動するように設けられている。
【００１５】
弁本体部１０のうち、弁体１５は、弁箱１１の内部空間１１Ｃに収容されている。弁体１５は、弁棒１４の一端（図１１では上端）に連結されており、弁棒１４と共に軸１４ＡＸに沿った鉛直方向（ｚ軸）において移動する。弁体１５は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが開けられるときには上方（第１方向）へ移動して弁座１３から離れる。これに対して、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが閉められるときには、弁体１５は、下方（第２方向）へ移動して弁座１３に接触する。
【００１６】
［Ｂ−２］油圧駆動システム２０
油圧駆動システム２０は、油圧駆動部３０と油圧回路部５０とを有する。油圧駆動システム２０は、制御装置（図示省略）から出力された制御信号に基づいて、油圧回路部５０が油圧駆動部３０へ供給する作動油を制御することによって、弁本体部１０を駆動させるように構成されている。
【００１７】
［Ｂ−２−１］油圧駆動部３０
油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０は、ダブルアクティング形の油圧駆動装置であって、図１１に示すように、鉛直方向（ｚ軸）において弁本体部１０の下方に設置されており、操作ロッド３１と油筒３２と作動バネ３３とを有する。
【００１８】
油圧駆動部３０のうち、操作ロッド３１は、棒状体であって、軸３１ＡＸが鉛直方向（ｚ軸）に沿っている。操作ロッド３１は、弁棒１４の軸１４ＡＸと同軸であって、一端（図１１では上端）が弁棒１４に連結されている。そして、操作ロッド３１は、他端（図１１では下端）がピストン３５Ｊに連結されている。
【００１９】
油圧駆動部３０のうち、油筒３２は、円筒形状のシリンダ部３２１と第１円板部３２２Ａと第２円板部３２２Ｂとを有する。油筒３２においては、シリンダ部３２１の一端（下端）に第１円板部３２２Ａが設けられ、シリンダ部３２１の他端（上端）に第２円板部３２２Ｂが設けられている。
【００２０】
油筒３２は、シリンダ部３２１と第１円板部３２２Ａと第２円板部３２２Ｂとによって囲われた内部空間Ｃ３２に、ピストン３５Ｊを収容している。油筒３２の内部空間Ｃ３２は、ピストン３５Ｊによって、第１油圧室Ｃ３２ａと第２油圧室Ｃ３２ｂとに区画されている。
【００２１】
第１油圧室Ｃ３２ａは、下部油圧室であって、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５Ｊの下方に位置している。第１油圧室Ｃ３２ａは、油筒３２に形成された第１作動油ポートＰ３２Ａを介して、作動油が流入および流出する。
【００２２】
第２油圧室Ｃ３２ｂは、上部油圧室であって、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５Ｊの上方に位置している。第２油圧室Ｃ３２ｂは、油筒３２に形成された第２作動油ポートＰ３２Ｂを介して、作動油が流入および流出する。そして、第２油圧室Ｃ３２ｂにおいては、操作ロッド３１が、第２円板部３２２Ｂに形成された貫通孔３２２Ｔを介して貫いている。
【００２３】
ピストン３５Ｊは、操作ロッド３１と弁棒１４とを介して弁体１５に接続されている。油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５Ｊは、油圧回路部５０によって制御された作動油の作用によって、鉛直方向（ｚ軸）において摺動する。
【００２４】
具体的には、油圧回路部５０によって第１油圧室Ｃ３２ａに作動油が流入し、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油が流れ出たときには、ピストン３５Ｊは、鉛直方向（ｚ軸）において上方に移動する。これにより、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが開けられる。これに対して、油圧回路部５０によって第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油が流入し、第１油圧室Ｃ３２ａから作動油が流れ出たときには、ピストン３５Ｊは、鉛直方向（ｚ軸）において下方に移動する。これにより、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが閉じられる。
【００２５】
油圧駆動部３０のうち、作動バネ３３は、鉛直方向（ｚ軸）において、弁箱１１と油筒３２との間に設置されている。図示を省略しているが、作動バネ３３は、たとえば、バネ箱（図示省略）の内部に収容されている。作動バネ３３は、鉛直方向（ｚ軸）において操作ロッド３１が貫通しており、ピストン３５Ｊにより操作される操作ロッド３１によって伸縮するように構成されている。ここでは、操作ロッド３１にはバネ受け３１Ｒが固定されており、作動バネ３３は、操作ロッド３１の移動に伴ってバネ受け３１Ｒの位置が変わることによって、操作ロッド３１の軸３１ＡＸに沿った鉛直方向（ｚ軸）において変形する。
【００２６】
［Ｂ−２−２］油圧回路部５０
油圧駆動システム２０において、油圧回路部５０は、サーボ弁５１と、電磁弁５３と、アキュムレータ５５とを有する。この他に、油圧回路部５０は、複数の油路Ｌ１〜Ｌ１０が設けられている。複数の油路Ｌ１〜Ｌ１０は、配管を含み、複数の油路Ｌ１〜Ｌ１０を介して、油圧回路部５０の各部に作動油が流れる。
【００２７】
具体的には、油圧回路部５０のうち、サーボ弁５１は、供給ポートＰ５１と、第１シリンダポートＰ５１Ａと、第２シリンダポートＰ５１Ｂと、ドレンポートＰ５１Ｄとを有し、制御装置（図示省略）から出力された制御信号に基づいて、弁の開閉動作を行う。
【００２８】
電磁弁５３は、いわゆる４ポート２位置方向制御弁であって、第１ポートＰ５３Ａと、第２ポートＰ５３Ｂと、第３ポートＰ５３Ｃと、第４ポートＰ５３Ｄとを有し、制御装置（図示省略）から出力された制御信号に基づいて、弁の開閉動作を行う。
【００２９】
アキュムレータ５５は、内部に作動油を蓄えるように構成されており、給排油ポートＰ５５が底部に形成されている。
【００３０】
第１油路Ｌ１は、作動油供給源（図示省略）から供給された作動油が流れる作動油供給ライン５００に一端が接続されており、他端がアキュムレータ５５の給排油ポートＰ５５に接続されている。第１油路Ｌ１は、逆止弁Ｖ５００と第１手動弁Ｖ５５ａとが設置されている。また、第１油路Ｌ１は、第１分岐部Ｊ１と第２分岐部Ｊ２と第３分岐部Ｊ３とが、作動油供給ライン５００からアキュムレータ５５へ向かって、順次、設けられている。第１油路Ｌ１において、逆止弁Ｖ５００は、作動油供給ライン５００と第１分岐部Ｊ１との間に配置されている。そして、第１手動弁Ｖ５５ａは、第１油路Ｌ１において、第２分岐部Ｊ２と第３分岐部Ｊ３との間に配置されている。
【００３１】
第２油路Ｌ２は、一端が第１油路Ｌ１の第１分岐部Ｊ１に接続されており、他端がサーボ弁５１の供給ポートＰ５１に接続されている。
【００３２】
第３油路Ｌ３は、一端がサーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａに接続されており、他端が油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａに接続されている。そして、第３油路Ｌ３は、第４分岐部Ｊ４が設けられている。
【００３３】
第４油路Ｌ４は、一端がサーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂに接続されており、他端が油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂに接続されている。そして、第４油路Ｌ４は、第５分岐部Ｊ５が設けられている。
【００３４】
第５油路Ｌ５は、一端がサーボ弁５１のドレンポートＰ５１Ｄに接続されており、他端がドレンライン５０１に接続されている。
【００３５】
第６油路Ｌ６は、一端が電磁弁５３の第１ポートＰ５３Ａに接続されており、他端がドレンライン５０２に接続されている。
【００３６】
第７油路Ｌ７は、一端が電磁弁５３の第２ポートＰ５３Ｂに接続されており、他端が第４油路Ｌ４の第５分岐部Ｊ５に接続されている。
【００３７】
第８油路Ｌ８は、一端が電磁弁５３の第３ポートＰ５３Ｃに接続されており、他端が第３油路Ｌ３の第４分岐部Ｊ４に接続されている。
【００３８】
第９油路Ｌ９は、一端が電磁弁５３の第４ポートＰ５３Ｄに接続されており、他端が第１油路Ｌ１の第２分岐部Ｊ２に接続されている。
【００３９】
第１０油路Ｌ１０は、一端が第１油路Ｌ１の第３分岐部Ｊ３に接続されており、他端がドレンライン５０３に接続されている。第１０油路Ｌ１０は、第２手動弁Ｖ５５ｂが設置されている。
【００４０】
油圧回路部５０において、第１手動弁Ｖ５５ａは、通常、開けられており、たとえば、アキュムレータ５５についてメンテナンスを行うときに閉められる。第２手動弁Ｖ５５ｂは、通常、閉じられており、たとえば、アキュムレータ５５についてメンテナンスを行うときに開けられる。
【００４１】
［Ｃ］動作
上記のタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開閉動作について説明する。
【００４２】
［Ｃ−１］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度（第１の速度）で開ける場合
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける場合、油圧回路部５０においては、サーボ弁５１を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給し、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を排出させる。これにより、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５Ｊは、鉛直方向（ｚ軸）において上方に移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが開けられる。たとえば、タービンの起動を開始することを示す信号を制御装置が受けて出力した制御信号に応じて、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける動作が行われる。
【００４３】
具体的には、作動油は、作動油供給ライン５００から第１油路Ｌ１と第２油路Ｌ２とを介してサーボ弁５１の供給ポートＰ５１に流入した後に、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出する。そして、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出した作動油が第３油路Ｌ３を介して油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａに流入することによって、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては作動油の圧力が上昇する。
【００４４】
これにより、第２油圧室Ｃ３２ｂの作動油が、油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂから流出し、第４油路Ｌ４を介してサーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂへ流入する。そして、その第２シリンダポートＰ５１Ｂへ流入した作動油は、サーボ弁５１のドレンポートＰ５１Ｄから排出し、第５油路Ｌ５を介して、ドレンライン５０１へ流れる。
【００４５】
このとき、電磁弁５３は、通電されずに非励磁状態であるので、第１ポートＰ５３Ａと第２ポートＰ５３Ｂとの間、および、第３ポートＰ５３Ｃと第４ポートＰ５３Ｄとの間は、閉じている。このため、第６油路Ｌ６と第７油路Ｌ７との間は、連通されずに、遮断されている。これと共に、第８油路Ｌ８と第９油路Ｌ９との間は、連通されずに、遮断されている。したがって、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油は、電磁弁５３を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに供給されない。
【００４６】
［Ｃ−２］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合、油圧回路部５０においては、サーボ弁５１を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給し、第１油圧室Ｃ３２ａから作動油を排出させる。これにより、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５Ｊは、鉛直方向（ｚ軸）において下方に移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが閉められる。たとえば、タービンの起動が終了したことを示す信号を制御装置が受けて出力した制御信号に応じて、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める動作が行われる。
【００４７】
具体的には、作動油は、作動油供給ライン５００から第１油路Ｌ１と第２油路Ｌ２とを介してサーボ弁５１の供給ポートＰ５１に流入した後に、サーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂから流出する。そして、サーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂから流出した作動油が第４油路Ｌ４を介して油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂに流入することによって、第２油圧室Ｃ３２ｂにおいては作動油の圧力が上昇する。
【００４８】
これにより、第１油圧室Ｃ３２ａの作動油が、油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａから流出し、第３油路Ｌ３を介してサーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入する。そして、その第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入した作動油は、サーボ弁５１のドレンポートＰ５１Ｄから排出し、第５油路Ｌ５を介して、ドレンライン５０１へ流れる。
【００４９】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合、通常の速度で開ける場合と同様に、電磁弁５３は、通電されずに非励磁状態である。したがって、この場合においても、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油は、電磁弁５３を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに供給されない。
【００５０】
［Ｃ−３］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける場合（つまり、通常の速度（第１の速度）よりも高い速度（第２の速度）で開ける場合)
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける場合（異常時など）、通常の速度で開ける場合と同様に、油圧回路部５０においては、サーボ弁５１を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給する。この他に、油圧回路部５０においては、電磁弁５３を通電して励磁状態にすることによって、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油を、電磁弁５３を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに供給する。これにより、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を排出させる。
【００５１】
その結果、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５Ｊは、鉛直方向（ｚ軸）において上方に急速に移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが通常の速度よりも高い速度で開けられる。たとえば、発電機の遮断機が開いて全負荷喪失の状態になったときのように、異常が生じたことを示す信号を制御装置が受けて出力した制御信号に応じて、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作が行われる。
【００５２】
具体的には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける場合と同様に、作動油供給ライン５００から作動油が各部を流れる。
【００５３】
これと共に、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油が、第１油路Ｌ１を流れた後に第２分岐点Ｊ２において分岐する。第２分岐点Ｊ２において分岐した作動油のうち、第９油路Ｌ９を流れる作動油は、電磁弁５３の第４ポートＰ５３Ｄに流入した後に、電磁弁５３の第３ポートＰ５３Ｃから流出する。そして、電磁弁５３の第３ポートＰ５３Ｃから流出した作動油は、第８油路Ｌ８を流れた後に、第４分岐点Ｊ４において第３油路Ｌ３を流れる作動油に合流する。そして、その第３油路Ｌ３を流れる作動油が油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａに流入することによって、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては作動油の圧力が上昇する。
【００５４】
これにより、第２油圧室Ｃ３２ｂの作動油が、油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂから流出し、第４油路Ｌ４を流れた後に、第５分岐点Ｊ５において第７油路Ｌ７へ分岐して流れる。そして、第７油路Ｌ７を流れる作動油は、電磁弁５３の第２ポートＰ５３Ｂに流入した後に、電磁弁５３の第１ポートＰ５３Ａから流出し、第６油路Ｌ６を介してドレンライン５０２へ流れる。
【００５５】
上記のように、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては、作動油供給ライン５００から作動油が供給される他に、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油が第１油圧室Ｃ３２ａに供給される。その結果、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが急速に開けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２００１−２８１３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５７】
図１２は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂにおいて、弁の開度と、弁体に加わる蒸気力との関係を示す図である。図１２において、横軸は弁の開度Ｋを示し、縦軸は弁体に加わる蒸気力Ｆｐを示している。図１２では、原子力発電プラントにおいて通常の運転を行うために、原子炉１０１で発生した蒸気が主蒸気管Ｐ１０１ａを介して蒸気タービン１０２へ供給されるときに、弁体１５（図１１参照）に加わる蒸気力を示している。
【００５８】
原子力発電プラント１００において通常の運転が行われているときには、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂは、全て閉じられた状態であり、弁箱１１の内部においては、弁体１５が弁座１３に接している。このため、弁体１５において上流側に位置する部分は、主蒸気管Ｐ１０１ａ（図１０参照）を流れる蒸気の蒸気圧が加わっている。これに対して、弁体１５において下流側に位置する部分は、復水器１０３に連通しているので、負圧になっている。その結果、図１２に示すように、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開度が０％であるとき（全閉のとき）には、最も大きな蒸気力Ｆｐが弁体１５に加わった状態になっている。
【００５９】
そして、図１２に示すように、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開度Ｋが０％よりも大きい第１の範囲Ｈ１（０＜Ｈ１≦Ｋ１）では、蒸気力Ｆｐは、開度Ｋが大きくなるに伴って、大きな割合Ｒ１で低下する。
【００６０】
これに対して、弁の開度Ｋが第１の範囲Ｈ１よりも大きい第２の範囲Ｈ２（Ｋ１＜Ｈ２≦１００）では、蒸気力Ｆｐは、開度Ｋが大きくなるに伴って、第１の範囲Ｈ１の場合よりも小さい割合Ｒ２で低下する（つまり、Ｒ１＞Ｒ２）。
【００６１】
図１２から判るように、原子力発電プラント１００において通常の運転が行われているときに、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作を開始するとき（開度が０％のとき）には、大きな駆動力を加える必要がある。そして、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開度Ｋを、第１の範囲Ｈ１（０＜Ｈ１≦Ｋ１）において大きくするときには、第２の範囲Ｈ２（Ｋ１＜Ｈ２≦１００）の場合よりも、大きな駆動力が必要になる。
【００６２】
原子力発電プラント１００においては、発電出力を増加する要求に応じて、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの口径が大きくなってきているため、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの弁体１５を閉じる方向に加わる圧力が更に増加している。このため、油圧駆動部３０（油圧駆動装置）の駆動力が不足し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを十分に急速に開けることが容易でない場合がある。その結果、蒸気タービンの保護、および、原子炉スクラムの回避などのように、安全性などを向上させることが容易でない場合がある。
【００６３】
具体的には、ピストンの口径を大きくして油圧面積を広げた場合には、駆動に必要な作動油の量が増加するために、タービンバイパス弁を十分に急速に開けることが容易でない。また、油圧機器（作動油供給ライン５００など）において作動油の圧力を更に高くするためには、油圧機器について構造を変更する必要があるために、コストが増加する場合がある。
【００６４】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、タービンバイパス弁を十分に急速に開けることを容易に実現可能な、油圧駆動システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００６５】
実施形態の油圧駆動システムは、ピストンと油筒とを有する。ピストンは、蒸気タービンをバイパスして原子炉から復水器へ蒸気が流れるタービンバイパス配管に設置されたタービンバイパス弁の弁体に接続されている。油筒は、ピストンを内部空間に収容しており、当該内部空間がピストンによって第１油圧室と第２油圧室とに区画されている。油圧駆動システムは、第１油圧室に作動油を供給し、第２油圧室から作動油を排出させることによって、タービンバイパス弁を開ける。ここでは、ピストンは、第１ピストン部と第２ピストン部とを有する。第１ピストン部は、タービンバイパス弁の弁体に接続されている。第２ピストン部は、第１ピストン部を内部に収容しており、第１ピストン部が内部を摺動する。第２ピストン部は、円筒形状であって、第１油圧室の側に位置する一端および第２油圧室の側に位置する他端が開口しており、内周面のうち前記第１油圧室の側に位置する部分にストッパが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの要部を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０を構成するピストン３５の断面を模式的に示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂにおいて、油圧駆動部３０を示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係るタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂにおいて、油圧駆動部３０の要部を示す図である。
【図５】図５は、第３実施形態に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの要部を示す図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０の一部を示す断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０を構成するピストン３５Ｂの断面を模式的に示す図である。
【図８】図８は、第４実施形態に係るタービンバイパス弁において、油圧駆動部の要部を示す図である。
【図９】図９は、第５実施形態に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁の要部を示す図である。
【図１０】図１０は、関連技術に係る原子力発電プラント１００について要部を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、関連技術に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの要部を示す図である。
【図１２】図１２は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂにおいて、弁の開度と、弁体に加わる蒸気力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
実施形態について、図面を参照して説明する。
【００６８】
＜第１実施形態＞
［Ａ］構成
図１は、第１実施形態に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの要部を示す図である。図１では、図１１と同様に、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂのうち一部については、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。図１では、図１１と異なり、弁本体部１０（図１１参照）について図示を省略している。
【００６９】
図２は、第１実施形態に係る油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０を構成するピストン３５の断面を模式的に示す図である。図２では、図１中のうちＸ−Ｘ部分の水平面に関して示している。
【００７０】
図１，図２に示すように、本実施形態では、油圧駆動部３０のピストン３５が、上述した関連技術の場合と異なっている（図１１参照）。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した関連技術の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００７１】
本実施形態において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂは、図１に示すように、関連技術（図１１参照）の場合と同様に、油圧駆動システム２０を備えている。油圧駆動システム２０は、油圧駆動部３０と油圧回路部５０とを有し、油圧回路部５０が油圧駆動部３０へ供給する作動油を制御することによって、弁本体部１０（図１１参照、図１では図示省略）を駆動させる。
【００７２】
［Ａ−１］油圧駆動部３０
油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０は、ダブルアクティング形の油圧駆動装置であって、図１に示すように、操作ロッド３１と油筒３２と作動バネ３３とを有する。
【００７３】
油圧駆動部３０において、ピストン３５は、関連技術（図１１参照）の場合と同様に、油筒３２の内部空間Ｃ３２に収容されており、その内部空間Ｃ３２を第１油圧室Ｃ３２ａと第２油圧室Ｃ３２ｂとに区画している。第１油圧室Ｃ３２ａにおいて、第１円板部３２２Ａの側に位置するコーナーには、ストッパ３２２ｓが形成されている。
【００７４】
本実施形態では、関連技術（図１１参照）の場合と異なり、ピストン３５は、図１，図２に示すように、第１ピストン部３５１（内側ピストン）と第２ピストン部３５２（外側ピストン）とを含む。
【００７５】
ピストン３５のうち、第１ピストン部３５１は、円柱形状であって、操作ロッド３１と弁棒１４（図１１参照）とを介して、弁体１５（図１１参照）に接続されている。
【００７６】
ピストン３５のうち、第２ピストン部３５２は、円筒形状であって、第１ピストン部３５１を内部に収容しており、第１ピストン部３５１が内部を摺動する。ここでは、第２ピストン部３５２は、第２ピストン部３５２の外径ｄ２が、第１ピストン部３５１の外径ｄ１よりも大きく（つまり、ｄ２＞ｄ１）、第１油圧室Ｃ３２ａの側に位置する一端（下端）および第２油圧室Ｃ３２ｂの側に位置する他端（上端）が開口している。そして、第２ピストン部３５２は、内周面において第１油圧室Ｃ３２ａの側に位置する部分に、ストッパ３５２Ｓが設けられている。
【００７７】
ストッパ３５２Ｓは、たとえば、リング形状であって、ストッパ３５２Ｓの内径ｄｓが、第１ピストン部３５１（内側ピストン）の外径ｄ１（第２ピストン部３５２の内径）よりも小さくなるように形成されている（つまり、ｄ２＞ｄ１＞ｄｓ）。
【００７８】
［Ａ−２］油圧回路部５０
油圧駆動システム２０において、油圧回路部５０は、サーボ弁５１と電磁弁５３とアキュムレータ５５とを有し、複数の油路Ｌ１〜Ｌ１０を介して、油圧回路部５０の各部に作動油が流れる。油圧回路部５０において、各部は、関連技術（図１１参照）の場合と同様に構成されている。具体的には、サーボ弁５１は、第１油圧室Ｃ３２ａおよび第２油圧室Ｃ３２ｂのそれぞれと作動油供給ライン５００との間の油路に介在している。そして、電磁弁５３は、第１油圧室Ｃ３２ａとアキュムレータ５５との間の油路に介在している。
【００７９】
油圧回路部５０は、関連技術（図１１参照）の場合と同様に、各部を動作させることによって、油圧駆動部３０へ供給する作動油を制御して、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの弁本体部１０（図１１参照、図１では図示省略）を駆動させる。
【００８０】
具体的には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開けるときには、油圧回路部５０は、関連技術の場合と同様に、第１油圧室Ｃ３２ａとアキュムレータ５５との間の油路を電磁弁５３が遮断した状態で、作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給し、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を排出させる。これにより、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５は、鉛直方向（ｚ軸）において上方に移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが開けられる。たとえば、タービンの起動を開始することを示す信号を制御装置が受けて出力した制御信号に応じて、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける動作が行われる。
【００８１】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉めるときには、油圧回路部５０は、関連技術の場合と同様に、第１油圧室Ｃ３２ａとアキュムレータ５５との間の油路を電磁弁５３が遮断した状態で、サーボ弁５１を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給し、第１油圧室Ｃ３２ａから作動油を排出させる。これにより、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５は、鉛直方向（ｚ軸）において下方に移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが閉められる。たとえば、タービンの起動が終了したことを示す信号を制御装置が受けて出力した制御信号に応じて、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める動作が行われる。
【００８２】
そして、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開けるとき(通常の速度（第１の速度）よりも高い速度（第２の速度）で開ける場合)には、関連技術の場合と同様に、油圧回路部５０は、作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給すると共に、アキュムレータ５５から電磁弁５３を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給する。つまり、油圧回路部５０は、電磁弁５３を通電して励磁状態にすることにより、第１油圧室Ｃ３２ａとアキュムレータ５５との間の油路が開けられた状態にすることによって、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を急速に供給する。これにより、油筒３２の内部空間Ｃ３２において、ピストン３５は、鉛直方向（ｚ軸）において上方に急速に移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが通常の速度よりも高い速度で開けられる。たとえば、発電機の遮断機が開いて全負荷喪失の状態になったときのように、異常が生じたことを示す信号を制御装置が受けて出力した制御信号に応じて、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作が行われる。
【００８３】
［Ｂ］動作
上記のタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開閉動作について、更に具体的に説明する。
【００８４】
図３は、第１実施形態に係るタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂにおいて、油圧駆動部３０を示す図である。図３（ａ）および図３（ｂ）では、図１と同様に、油圧駆動部３０について、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。図３（ａ）は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全て開けるときの途中の状態を示している。これに対して、図３（ｂ）は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全て開け終えたときの状態を示している。
【００８５】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全閉状態（図１参照）から急速に全開状態（図３（ｂ）参照）にするときには、上述したように、作動油供給ライン５００およびアキュムレータ５５から第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を急速に供給し、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を急速に排出させる。これにより、第１油圧室Ｃ３２ａの油圧が上昇し、油圧駆動部３０のピストン３５においては、第１ピストン部３５１の下面および第２ピストン部３５２の下面に油圧が加わる。
【００８６】
その結果、図３（ａ）に示すように、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２との両者の移動が同時に開始され、両者が上方へ移動する。つまり、油筒３２に設けられているストッパ３２２ｓから第１ピストン部３５１が離れる。
【００８７】
ここでは、第２ピストン部３５２のストッパ３５２Ｓが第１ピストン部３５１（内側ピストン）の下面に接触した状態で、第２ピストン部３５２が第１ピストン部３５１（内側ピストン）を上方へ押す。そして、油圧駆動部３０のピストン３５のうち、第２ピストン部３５２の上面が、油筒３２を構成する第２円板部３２２Ｂの下面に接して、第２ピストン部３５２が停止する。
【００８８】
第１ピストン部３５１および第２ピストン部３５２の両者が上方へ移動する上記の動作は、図１２に示す関係のうち、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開度Ｋが０％であるときから所定の開度Ｋ１になる間に行われる（Ｋ＝０、Ｋ＝Ｈ１のとき）。つまり、本実施形態では、弁体１５に加わる蒸気力Ｆｐが最も大きいときに（Ｋ＝０）、第１ピストン部３５１および第２ピストン部３５２の両者の移動が開始され、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが開き始める。そして、弁体１５に加わる蒸気力Ｆｐが大きい第１の範囲Ｈ１（Ｋ＝Ｈ１，０＜Ｈ１≦Ｋ１）の開度Ｋにする間に、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２との両者が上方に移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１になるように開く。
【００８９】
その後、図３（ｂ）に示すように、油圧駆動部３０のピストン３５においては、第２ピストン部３５２が上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１が上方へ移動する。ここでは、第２ピストン部３５２の下端においてストッパ３５２Ｓが設けられた開口（通油孔）から流入した作動油の作用によって、第１ピストン部３５１が更に上方へ摺動する。
【００９０】
第２ピストン部３５２が上方で停止した状態で第１ピストン部３５１が更に上方へ摺動する上記の動作は、図１２に示す関係のうち、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開度Ｋが、所定の開度Ｋ１を超えるときから１００％になる間に行われる（Ｋ＝Ｈ２のとき）。つまり、本実施形態では、弁体１５に加わる蒸気力Ｆｐが小さい第２の範囲Ｈ２（Ｋ＝Ｈ２，Ｋ１＜Ｈ２≦１００）の開度Ｋにする間に、第１ピストン部３５１が上方へ移動することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが全て開く。
【００９１】
なお、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全閉状態（開度が０％のとき，図１参照）から通常の速度で全開状態（開度が１００％のとき，図３（ｂ）参照）にするときには、上記と同様に、図３（ａ）に示すように、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２との両者が下から上へ移動した後に、第２ピストン部３５２が上方で停止する。その後、図３（ｂ）に示すように、第２ピストン部３５２が上方で停止した状態で第１ピストン部３５１が更に上方へ移動することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが全て開く。
【００９２】
また、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全開状態（開度が１００％のとき，図３（ｂ）参照）から全閉状態（開度が０％のとき，図１参照）に変えるときには、図１に示すように、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２との両者が下方へ移動した後に、両者が下方で停止する。
【００９３】
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の油圧駆動システム２０において、ピストン３５は、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２とを有する。タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全て開ける場合には、第１ピストン部３５１および第２ピストン部３５２の両者の移動が開始された後に第２ピストン部３５２が停止した状態で、第１ピストン部３５１が移動する。このため、本実施形態では、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開けるときに必要な駆動力が、第２ピストン部３５２の動作によって補充される。
【００９４】
したがって、本実施形態においては、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作を安定的に行うことができる。
【００９５】
なお、弁体１５に加わる蒸気力Ｆｐが大きくなるに伴って、第２ピストン部３５２の口径を大きくすることによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを開ける駆動力を更に増加させることができる。
【００９６】
また、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全閉状態から全開状態にする場合において、第１ピストン部３５１が移動するストロークは、第２ピストン部３５２が停止する前までのストロークよりも、第２ピストン部３５２が停止した後のストロークが長い方が好ましい。この場合には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全閉状態から全開状態にするときに必要な作動油の供給量を少なくすることができると共に、急速に全閉状態から全開状態にするまでの時間を短縮することができる。
【００９７】
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係るタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂにおいて、油圧駆動部３０の要部を示す図である。図４では、図１と同様に、油圧駆動部３０について、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。
【００９８】
図４に示すように、本実施形態の油圧駆動部３０は、バネ３７を有する。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００９９】
図４に示すように、バネ３７は、油筒３２の内部空間Ｃ３２のうち第１油圧室Ｃ３２ａに配置されている。バネ３７は、第１油圧室Ｃ３２ａにおいて、第２ピストン部３５２の下面と、油筒３２を構成する第１円板部３２２Ａの上面との間に介在している。バネ３７は、第１油圧室Ｃ３２ａと第２油圧室Ｃ３２ｂとが並ぶ方向において、第２ピストン部３５２を上方へ押し付けるように設置されている。バネ３７は、たとえば、金属線が螺旋状に巻かれたコイルスプリングである。
【０１００】
以上のように、本実施形態では、バネ３７によって、第２ピストン部３５２が上方へ押し付けられている。このため、本実施形態では、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作を開始するときに必要な駆動力をバネ３７の付勢力で補うことができる。
【０１０１】
したがって、本実施形態においては、タービンバイパス弁を急速に開ける動作を更に安定的に行うことができる。更に、本実施形態では、第２ピストン部３５２の口径を小さくすることが可能であって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全て閉じた状態から全て開けた状態にするときに必要な作動油の量を低減することができる。
【０１０２】
なお、本実施形態において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全開状態から全閉状態に変えるときには、第２実施形態の場合と異なり、第２ピストン部３５２が上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１が上から下へ移動することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１になるように閉まる。その後、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２との両者が下方へ移動した後に、両者が下方で停止することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが全て閉まる。
【０１０３】
＜第３実施形態＞
［Ａ］構成
図５は、第３実施形態に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの要部を示す図である。図５では、図１と同様に、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂのうち一部について、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。
【０１０４】
図６は、第３実施形態に係る油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０の一部を示す断面図である。図６では、図５と同様に、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面について、拡大して示している。
【０１０５】
図７は、第３実施形態に係る油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０を構成するピストン３５Ｂの断面を模式的に示す図である。図７では、図６中のうちＸ−Ｘ部分の水平面に関して示している。
【０１０６】
図５，図６，図７に示すように、本実施形態では、油圧駆動部３０のうち、油筒３２とピストン３５Ｂとが、上述した第１実施形態の場合と異なっている。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【０１０７】
本実施形態において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂは、図５に示すように、第１実施形態（図１参照）の場合と同様に、油圧駆動システム２０を備えている。油圧駆動システム２０は、油圧駆動部３０と油圧回路部５０とを有し、油圧回路部５０が油圧駆動部３０へ供給する作動油を制御することによって、弁本体部１０（図１１参照、図５では図示省略）を駆動させる。
【０１０８】
［Ａ−１］油圧駆動部３０
油圧駆動システム２０において、油圧駆動部３０は、ダブルアクティング形の油圧駆動装置である。
【０１０９】
油圧駆動部３０において、油筒３２は、上述した第１実施形態の場合と同様に、図５、図６に示すように、第１作動油ポートＰ３２Ａと第２作動油ポートＰ３２Ｂが形成されている。
【０１１０】
しかしながら、油筒３２は、上述した第１実施形態の場合と異なり、第３作動油ポートＰ３２Ｃが更に形成されている。第３作動油ポートＰ３２Ｃは、油筒３２において、第１作動油ポートＰ３２Ａと第２作動油ポートＰ３２Ｂとの間に位置している。
【０１１１】
油圧駆動部３０において、ピストン３５Ｂは、図５，図６に示すように、第１実施形態（図１参照）の場合と同様に、油筒３２の内部空間Ｃ３２に収容されており、その内部空間Ｃ３２を第１油圧室Ｃ３２ａと第２油圧室Ｃ３２ｂとに区画している。また、ピストン３５Ｂは、第１ピストン部３５１（内側ピストン）と第２ピストン部３５２Ｂ（外側ピストン）とを含む。
【０１１２】
しかしながら、本実施形態では、特に、第２ピストン部３５２Ｂの形状が、第１実施形態（図１参照）の場合に対して異なっている。
【０１１３】
具体的には、第２ピストン部３５２Ｂは、図６，図７に示すように、円筒形状部３５２ａと第１フランジ部３５２ｂと第２フランジ部３５２ｃとを有している。
【０１１４】
第２ピストン部３５２Ｂにおいて、円筒形状部３５２ａは、円筒形状であって、内部に第１ピストン部３５１を収容しており、第１ピストン部３５１が内部を摺動するように構成されている。円筒形状部３５２ａは、第１油圧室Ｃ３２ａの側に位置する下端（一端）に蓋部３５２ｄが形成されて閉じられているのに対して、第２油圧室Ｃ３２ｂの側に位置する上端（他端）が開口している。そして、円筒形状部３５２ａは、内周面のうち第１油圧室Ｃ３２ａの側に位置する下端部に、ストッパ３５２Ｓが設けられている。
【０１１５】
第１フランジ部３５２ｂは、円板状であって、円筒形状部３５２ａの外周面のうち、第１油圧室Ｃ３２ａの側に位置する下端に形成されている。
【０１１６】
第２フランジ部３５２ｃは、リング状であって、円筒形状部３５２ａの外周面のうち、第２油圧室Ｃ３２ｂの側に位置する上端に形成されている。
【０１１７】
図７に示すように、第２ピストン部３５２Ｂは、円筒形状部３５２ａの外径ｄ２が第１ピストン部３５１の外径ｄ１よりも大きく、かつ、ストッパ３５２Ｓの内径ｄｓが第１ピストン部３５１（内側ピストン）の外径ｄ１（第２ピストン部３５２Ｂの円筒形状部３５２ａの内径）よりも小さくなるように、形成されている。また、第２ピストン部３５２Ｂは、第１フランジ部３５２ｂの外径ｄｂが円筒形状部３５２ａの外径ｄ２よりも大きくなるように形成されている。第２フランジ部３５２ｃの外径ｄｃ（図示省略）は、第１フランジ部３５２ｂの外径ｄｂと同じであって、円筒形状部３５２ａの外径ｄ２よりも大きい（つまり、ｄｂ＝ｄｃ＞ｄ２＞ｄ１＞ｄｓ）。
【０１１８】
第２ピストン部３５２Ｂの内部においては、図５，図６に示すように、蓋部３５２ｄと第１ピストン部３５１との間に、中間油圧室Ｃ３２ｃが介在している。
【０１１９】
また、図６，図７に示すように、第２ピストン部３５２Ｂの円筒形状部３５２ａには、径方向に貫通する貫通孔３５２Ｈが複数形成されている。複数の貫通孔３５２Ｈは、円筒形状部３５２ａにおいて第１フランジ部３５２ｂの側に位置する下端部に形成されている。複数の貫通孔３５２Ｈは、一端が中間油圧室Ｃ３２ｃに接続されている。そして、複数の貫通孔３５２Ｈの他端は、油筒３２の内周面と円筒形状部３５２ａの外周面との間であって第１フランジ部３５２ｂと第２フランジ部３５２ｃとの間に位置する空間に、接続されている。複数の貫通孔３５２Ｈの他端が接続された空間には、油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃが連通している。
【０１２０】
［Ａ−２］油圧回路部５０
油圧駆動システム２０において、油圧回路部５０は、第１実施形態の場合と同様に、サーボ弁５１と、電磁弁５３と、アキュムレータ５５とを有すると共に、複数の油路Ｌ１〜Ｌ１１を有する。
【０１２１】
本実施形態の油圧回路部５０においては、第１から第１０の油路Ｌ１〜Ｌ１０の他に、第１実施形態の場合と異なり、第１１の油路Ｌ１１が更に設けられている。具体的には、第１１の油路Ｌ１１は、一端が、油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃに接続されており、他端が、第８油路Ｌ８に設けられた第６分岐部Ｊ６に接続されている。
【０１２２】
本実施形態の油圧回路部５０において、サーボ弁５１は、第１油圧室Ｃ３２ａ、第２油圧室Ｃ３２ｂ、および、中間油圧室Ｃ３２ｃのそれぞれと、作動油供給ライン５００との間の油路に介在している。また、油圧回路部５０において、電磁弁５３は、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃのそれぞれとアキュムレータ５５との間の油路に介在している。
【０１２３】
本実施形態において、油圧回路部５０は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを開けるときには、第１油圧室Ｃ３２ａと共に中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給することによって、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を排出させる。また、油圧回路部５０は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉めるときには、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給することによって、第１油圧室Ｃ３２ａと中間油圧室Ｃ３２ｃとのそれぞれから作動油を排出させる。
【０１２４】
具体的には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度（第１の速度）で開けるときには、油圧回路部５０は、第１油圧室Ｃ３２ａとアキュムレータ５５との間の油路を電磁弁５３が遮断した状態にする。そして、その状態で、油圧回路部５０は、作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃのそれぞれに作動油を供給する。
【０１２５】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉めるときには、油圧回路部５０は、第１油圧室Ｃ３２ａとアキュムレータ５５との間の油路を電磁弁５３が遮断した状態にする。そして、この状態で、油圧回路部５０は、作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給する。
【０１２６】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に（通常の速度（第１の速度）よりも高い速度（第２の速度）で）開けるときには、油圧回路部５０は、通常の速度（第１の速度）で開けるときと同様に、作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して第１油圧室Ｃ３２ａと中間油圧室Ｃ３２ｃとのそれぞれに作動油を供給する。これと共に、油圧回路部５０は、アキュムレータ５５から電磁弁５３を介して第１油圧室Ｃ３２ａと中間油圧室Ｃ３２ｃとのそれぞれに作動油を供給する。
【０１２７】
［Ｂ］動作
上記のタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開閉動作について説明する。
【０１２８】
［Ｂ−１］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度（第１の速度）で開ける場合
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける場合には、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給すると共に中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給することによって、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を排出させる。
【０１２９】
本実施形態では、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給すると共に中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給することによって、第１実施形態の場合と同様に、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２Ｂとの両者を同時に移動させる。そして、油筒３２を構成する第２円板部３２２Ｂの下面に第２ピストン部３５２Ｂの上面を接触させることによって第２ピストン部３５２Ｂを停止させる。これによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１（図１２参照）になるように開く。
【０１３０】
その後、本実施形態では、中間油圧室Ｃ３２ｃに供給された作動油の作用によって、第２ピストン部３５２Ｂが上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１が更に上方へ移動する。これによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが全て開いた状態（開度が１００％）になる。
【０１３１】
具体的には、作動油は、作動油供給ライン５００から、第１油路Ｌ１と第２油路Ｌ２とを順次介して、サーボ弁５１の供給ポートＰ５１に流入した後に、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出する。そして、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出した作動油は、第３油路Ｌ３を介して、油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａに流入することによって、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては作動油の圧力が上昇する。これと共に、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出した作動油は、第３油路Ｌ３の第４分岐点Ｊ４において分岐し、第８油路Ｌ８を流れる。その第８油路Ｌ８を流れる作動油は、第８油路Ｌ８の第６分岐点Ｊ６において分岐し、第１１油路Ｌ１１を流れる。そして、その第１１油路Ｌ１１を流れる作動油が油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃに流入する。油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃに流入した作動油は、油筒３２の内周面と円筒形状部３５２ａの外周面との間であって第１フランジ部３５２ｂと第２フランジ部３５２ｃとの間に位置する空間に供給される。そして、その作動油は、第２ピストン部３５２Ｂに形成された貫通孔３５２Ｈを介して、中間油圧室Ｃ３２ｃに流入し、中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては作動油の圧力が上昇する。これにより、第２油圧室Ｃ３２ｂの作動油が、油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂから流出し、第４油路Ｌ４を介してサーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂへ流入する。そして、その第２シリンダポートＰ５１Ｂへ流入した作動油は、サーボ弁５１のドレンポートＰ５１Ｄから排出し、第５油路Ｌ５を介して、ドレンライン５０１へ流れる。
【０１３２】
このとき、電磁弁５３は、通電されずに非励磁状態であるので、第１ポートＰ５３Ａと第２ポートＰ５３Ｂとの間、および、第３ポートＰ５３Ｃと第４ポートＰ５３Ｄとの間は、閉じている。したがって、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油は、電磁弁５３を介して、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃに供給されない。
【０１３３】
［Ｂ−２］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合、油圧回路部５０においては、サーボ弁５１を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給し、中間油圧室Ｃ３２ｃおよび第１油圧室Ｃ３２ａから作動油を排出させる。
【０１３４】
本実施形態では、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給することによって、第１実施形態の場合と同様に、第２ピストン部３５２Ｂが上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１が上から下へ移動することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１になるように閉まる。
【０１３５】
その後、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２Ｂとの両者が下方へ移動した後に、両者が下方で停止することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが全て閉まる。
【０１３６】
具体的には、作動油は、作動油供給ライン５００から第１油路Ｌ１と第２油路Ｌ２とを介してサーボ弁５１の供給ポートＰ５１に流入した後に、サーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂから流出する。そして、サーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂから流出した作動油が第４油路Ｌ４を介して油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂに流入することによって、第２油圧室Ｃ３２ｂにおいては作動油の圧力が上昇する。これにより、中間油圧室Ｃ３２ｃの作動油が、油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃから流出し、第１１油路Ｌ１１、第８油路Ｌ８、および、第３油路Ｌ３を順次介してサーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入する。そして、第１油圧室Ｃ３２ａの作動油が、油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａから流出し、第３油路Ｌ３を介してサーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入する。その第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入した作動油は、サーボ弁５１のドレンポートＰ５１Ｄから排出し、第５油路Ｌ５を介して、ドレンライン５０１へ流れる。
【０１３７】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合においても、通常の速度で開ける場合と同様に、電磁弁５３は、通電されずに非励磁状態である。したがって、この場合においても、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油は、電磁弁５３を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油が供給されない。
【０１３８】
［Ｂ−３］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける場合(つまり、通常の速度（第１の速度）よりも高い速度（第２の速度）で開ける場合)
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける場合（異常時など）には、通常の速度で開ける場合と同様に、油圧回路部５０においては、サーボ弁５１を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給すると共に、中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給する。この他に、油圧回路部５０においては、電磁弁５３を通電して励磁状態にすることによって、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油を、電磁弁５３を介して、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃに供給する。これにより、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては作動油が急速に供給されるので、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油が急速に排出される。
【０１３９】
本実施形態では、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を急速に供給することによって、第１実施形態の場合と同様に、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２Ｂとの両者を同時に移動させる。そして、油筒３２を構成する第２円板部３２２Ｂの下面に第２ピストン部３５２Ｂの上面を接触させることによって第２ピストン部３５２Ｂを停止させる。これにより、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１になるように急速に開く。
【０１４０】
その後、本実施形態では、中間油圧室Ｃ３２ｃに急速に供給された作動油の作用によって、第２ピストン部３５２Ｂが上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１を更に上方へ急速に移動する。これにより、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが急速に全て開いた状態になる。
【０１４１】
具体的には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける場合と同様に、作動油供給ライン５００から作動油が各部を流れる。
【０１４２】
これと共に、本実施形態では、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油が、第１油路Ｌ１を流れた後に、第２分岐点Ｊ２において分岐する。そして、第２分岐点Ｊ２において第９油路Ｌ９へ分岐した作動油が、電磁弁５３の第４ポートＰ５３Ｄに流入した後に、電磁弁５３の第３ポートＰ５３Ｃから流出する。そして、電磁弁５３の第３ポートＰ５３Ｃから流出した作動油は、第８油路Ｌ８を流れた後に、第６分岐点Ｊ６において分岐する。そして、第６分岐点Ｊ６において第１１油路Ｌ１１へ分岐した作動油が油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃに流入することによって、中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては作動油の圧力が上昇する。
【０１４３】
この他に、電磁弁５３の第３ポートＰ５３Ｃから流出した作動油は、第８油路Ｌ８において第６分岐点Ｊ６を介して流れた後に、第４分岐点Ｊ４において第３油路Ｌ３を流れる作動油に合流する。そして、その第３油路Ｌ３を流れる作動油が油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａに流入することによって、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては作動油の圧力が上昇する。
【０１４４】
これにより、第２油圧室Ｃ３２ｂの作動油が、油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂから流出し、第４油路Ｌ４を流れた後に、第５分岐点Ｊ５において第７油路Ｌ７へ分岐して流れる。そして、第７油路Ｌ７を流れる作動油は、電磁弁５３の第２ポートＰ５３Ｂに流入した後に、電磁弁５３の第１ポートＰ５３Ａから流出し、第６油路Ｌ６を介してドレンライン５０２へ流れる。
【０１４５】
上記のように、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては、作動油供給ライン５００から作動油が供給される他に、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油が供給される。また、中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては、第１油圧室Ｃ３２ａと同様に、作動油供給ライン５００から作動油が供給される他に、アキュムレータ５５の内部に蓄えられた作動油が供給される。その結果、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが急速に開けられる。
【０１４６】
なお、上記の動作において、油圧が所定値まで上昇した後であって、第２ピストン部３５２Ｂが動作している最中は、第６分岐点Ｊ６から第４分岐点Ｊ４へ作動油が流れて、第１油圧室Ｃ３２ａへ流入する。その後、第１ピストン部３５１が動作している最中は、第４分岐点Ｊ４から第６分岐点Ｊ６へ作動油が流れて、中間油圧室Ｃ３２ｃへ流入する。
【０１４７】
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の油圧駆動システム２０において、ピストン３５Ｂは、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２Ｂとを有する。タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全て開ける場合には、第１ピストン部３５１および第２ピストン部３５２Ｂの両者の移動が開始された後に第２ピストン部３５２Ｂが停止した状態で、第１ピストン部３５１が移動する。このため、本実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開けるときに必要な駆動力が、第２ピストン部３５２Ｂの動作によって補充される。
【０１４８】
したがって、本実施形態においては、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作を安定的に行うことができる。
【０１４９】
＜第４実施形態＞
図８は、第４実施形態に係るタービンバイパス弁において、油圧駆動部の要部を示す図である。図８では、図５と同様に、油圧駆動部について、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。
【０１５０】
図８に示すように、本実施形態の油圧駆動部３０は、バネ３７を有する。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第３実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【０１５１】
図８に示すように、バネ３７は、油筒３２の内部空間Ｃ３２のうち第１油圧室Ｃ３２ａに配置されている。バネ３７は、第１油圧室Ｃ３２ａにおいて、第２ピストン部３５２Ｂの下面と、油筒３２を構成する第１円板部３２２Ａの上面との間に介在している。バネ３７は、第１油圧室Ｃ３２ａと第２油圧室Ｃ３２ｂとが並ぶ方向において、第２ピストン部３５２Ｂを上方へ押し付けるように設置されている。バネ３７は、たとえば、金属線が螺旋状に巻かれたコイルスプリングである。
【０１５２】
以上のように、本実施形態では、バネ３７によって、第２ピストン部３５２Ｂが上方へ押し付けられている。このため、本実施形態では、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作を開始するときに必要な駆動力をバネ３７の付勢力が補うことができる。
【０１５３】
したがって、本実施形態においては、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作を更に安定的に行うことができる。更に、本実施形態では、第２ピストン部３５２Ｂの口径を小さくすることが可能であって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを全て閉じた状態から全て開けた状態にするときに必要な作動油の量を低減することができる。
【０１５４】
＜第５実施形態＞
［Ａ］構成
図９は、第５実施形態に係る原子力発電プラント１００において、タービンバイパス弁の要部を示す図である。図９では、図５と同様に、タービンバイパス弁の一部について、鉛直方向（ｚ軸）に沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。
【０１５５】
図９に示すように、本実施形態では、油圧駆動システム２０のうち、油圧駆動部３０は、第４実施形態の場合と同様に構成されているが（図８参照）、油圧回路部５０が第４実施形態の場合と異なっている（第４実施形態で援用している図５参照）。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第４実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【０１５６】
本実施形態の油圧駆動システム２０において、油圧回路部５０は、サーボ弁５１と、２つの電磁弁５３，５３ｂと、２つのアキュムレータ５５，５５ｂとを有する。この他に、油圧回路部５０は、複数の油路Ｌ１〜Ｌ１４を有する。
【０１５７】
本実施形態の油圧回路部５０のうち、サーボ弁５１と一方の電磁弁５３（第１電磁弁）と一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）とのそれぞれは、第４実施形態と同様である。つまり、サーボ弁５１は、供給ポートＰ５１と、第１シリンダポートＰ５１Ａと、第２シリンダポートＰ５１Ｂと、ドレンポートＰ５１Ｄとを有し、制御装置（図示省略）から出力された制御信号に基づいて、弁の開閉動作を行う。また、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）は、第１ポートＰ５３Ａと、第２ポートＰ５３Ｂと、第３ポートＰ５３Ｃと、第４ポートＰ５３Ｄとを有し、制御装置（図示省略）から出力された制御信号に基づいて、弁の開閉動作を行う。また、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）は、内部に作動油を蓄えるように構成されており、給排油ポートＰ５５が底部に形成されている。
【０１５８】
そして、油圧回路部５０において、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）は、第１ポートＰ５３Ａｂと、第２ポートＰ５３Ｂｂと、第３ポートＰ５３Ｃｂと、第４ポートＰ５３Ｄｂとを有し、制御装置（図示省略）から出力された制御信号に基づいて、弁の開閉動作を行う。他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）は、内部に作動油を蓄えるように構成されており、給排油ポートＰ５５ｂが底部に形成されている。
【０１５９】
本実施形態の油圧回路部５０において、複数の油路Ｌ１〜Ｌ１４は、第１から第１０の油路Ｌ１〜Ｌ１０が、第４実施形態の場合と同様に、各部に接続されている（第４実施形態で援用している図５参照）。しかし、本実施形態では、第３油路Ｌ３は、第４分岐部Ｊ４よりもサーボ弁５１側に第６分岐部Ｊ６が設けられており、第４分岐部Ｊ４と第６分岐部Ｊ６との間に逆止弁Ｖ５１Ａが設置されている。また、第１１油路Ｌ１１の接続状態が、第４実施形態の場合と異なっている。そして、第１２から第１４の油路Ｌ１２〜Ｌ１４が更に設けられている。
【０１６０】
具体的には、第１１油路Ｌ１１は、一端が油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃに接続されており、他端が第３油路Ｌ３の第６分岐部Ｊ６に接続されている。第１１油路Ｌ１１は、第７分岐部Ｊ７が設けられており、第６分岐部Ｊ６と第７分岐部Ｊ７との間に逆止弁Ｖ５１Ｃが設置されている。
【０１６１】
第１２油路Ｌ１２は、作動油供給源（図示省略）から供給された作動油が流れる作動油供給ライン５００ｂに一端が接続されており、他端が他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）の第１ポートＰ５３Ａｂに接続されており、
【０１６２】
第１３油路Ｌ１３は、一端が他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）の第３ポートＰ５３Ｃｂに接続されており、他端が他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）の給排油ポートＰ５５ｂに接続されている。
【０１６３】
第１４油路Ｌ１４は、一端が他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）の第４ポートＰ５３Ｄｂに接続されており、他端が第１１油路Ｌ１の第７分岐部Ｊ７に接続されている。
【０１６４】
本実施形態の油圧回路部５０において、サーボ弁５１は、第１油圧室Ｃ３２ａ、第２油圧室Ｃ３２ｂ、および、中間油圧室Ｃ３２ｃのそれぞれと、作動油供給ライン５００との間の油路に介在している。一方の電磁弁５３（第１電磁弁）は、第１油圧室Ｃ３２ａと一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）との間の油路に介在している。他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）は、中間油圧室Ｃ３２ｃと他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）との間の油路に介在している。
【０１６５】
本実施形態において、油圧回路部５０は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを開けるときには、第１油圧室Ｃ３２ａと共に中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給することによって、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を排出させる。また、油圧回路部５０は、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉めるときには、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給することによって、第１油圧室Ｃ３２ａと中間油圧室Ｃ３２ｃとのそれぞれから作動油を排出させる。
【０１６６】
具体的には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度（第１の速度）で開けるときには、油圧回路部５０は、第１油圧室Ｃ３２ａと一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）との間の油路を一方の電磁弁５３（第１電磁弁）が遮断する。これと共に、中間油圧室Ｃ３２ｃと他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）との間の油路を他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）が遮断した状態にする。そして、この状態で、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃのそれぞれに作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して作動油を供給する。
【０１６７】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に（通常の速度（第１の速度）よりも高い速度（第２の速度）で）開けるときには、油圧回路部５０は、通常の速度（第１の速度）で開ける場合と同様に、作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃのそれぞれに作動油を供給する。これと共に、油圧回路部５０は、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）から一方の電磁弁５３（第１電磁弁）を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給する。更に、油圧回路部５０は、他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）から他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）を介して中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給する。
【０１６８】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉めるときには、油圧回路部５０は、油圧回路部５０は、第１油圧室Ｃ３２ａと一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）との間の油路を、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）が遮断する。これと共に、中間油圧室Ｃ３２ｃと他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）との間の油路を他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）が遮断した状態にする。そして、この状態で、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して作動油を供給する。
【０１６９】
［Ｂ］動作
上記のタービンバイパス弁Ｖ１０１ｂの開閉動作について説明する。
【０１７０】
［Ｂ−１］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度（第１の速度）で開ける場合
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける場合には、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給すると共に中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給することによって、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油を排出させる。
【０１７１】
本実施形態では、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給すると共に中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給することによって、上記の実施形態の場合と同様に、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２Ｂとの両者を同時に移動させる。そして、油筒３２を構成する第２円板部３２２Ｂの下面に第２ピストン部３５２Ｂの上面を接触させることによって第２ピストン部３５２Ｂを停止させる。これによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１（図１２参照）になるように開く。
【０１７２】
その後、本実施形態では、中間油圧室Ｃ３２ｃに供給した作動油の作用によって、第２ピストン部３５２Ｂが上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１が更に上方へ移動する。これによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが全て開いた状態（開度が１００％）になる。
【０１７３】
具体的には、作動油は、作動油供給ライン５００から、第１油路Ｌ１と第２油路Ｌ２とを順次介して、サーボ弁５１の供給ポートＰ５１に流入した後に、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出する。そして、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出した作動油は、第３油路Ｌ３を介して、油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａに流入することによって、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては作動油の圧力が上昇する。これと共に、サーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａから流出した作動油は、第３油路Ｌ３の第４分岐点Ｊ４において分岐し、第８油路Ｌ８を流れる。その第８油路Ｌ８を流れる作動油は、第８油路Ｌ８の第６分岐点Ｊ６において分岐し、第１１油路Ｌ１１を流れる。そして、その第１１油路Ｌ１１を流れる作動油が油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃに流入することによって、中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては作動油の圧力が上昇する。これにより、第２油圧室Ｃ３２ｂの作動油が、油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂから流出し、第４油路Ｌ４を介してサーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂへ流入する。そして、その第２シリンダポートＰ５１Ｂへ流入した作動油は、サーボ弁５１のドレンポートＰ５１Ｄから排出し、第５油路Ｌ５を介して、ドレンライン５０１へ流れる。
【０１７４】
このとき、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）は、通電されずに非励磁状態であるので、第１ポートＰ５３Ａと第２ポートＰ５３Ｂとの間、および、第３ポートＰ５３Ｃと第４ポートＰ５３Ｄとの間は、閉じている。したがって、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油は、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに供給されない。
【０１７５】
同様に、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）は、通電されずに非励磁状態であるので、第３ポートＰ５３Ｃｂと第４ポートＰ５３Ｄｂとの間は、閉じている。したがって、他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油は、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）を介して、中間油圧室Ｃ３２ｃに供給されない。
【０１７６】
［Ｂ−２］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合、油圧回路部５０においては、サーボ弁５１を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給し、中間油圧室Ｃ３２ｃおよび第１油圧室Ｃ３２ａから作動油を排出させる。
【０１７７】
本実施形態では、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給することによって、第１実施形態の場合と同様に、第２ピストン部３５２Ｂが上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１が上から下へ移動することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１になるように閉まる。
【０１７８】
その後、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２Ｂとの両者が下方へ移動した後に、両者が下方で停止することによって、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが全て閉まる。
【０１７９】
具体的には、作動油は、作動油供給ライン５００から第１油路Ｌ１と第２油路Ｌ２とを介してサーボ弁５１の供給ポートＰ５１に流入した後に、サーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂから流出する。そして、サーボ弁５１の第２シリンダポートＰ５１Ｂから流出した作動油が第４油路Ｌ４を介して油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂに流入することによって、第２油圧室Ｃ３２ｂにおいては作動油の圧力が上昇する。これにより、中間油圧室Ｃ３２ｃの作動油が、油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃから流出し、第１１油路Ｌ１１、第８油路Ｌ８、および、第３油路Ｌ３を順次介してサーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入する。そして、第１油圧室Ｃ３２ａの作動油が、油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａから流出し、第３油路Ｌ３を介してサーボ弁５１の第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入する。その第１シリンダポートＰ５１Ａへ流入した作動油は、サーボ弁５１のドレンポートＰ５１Ｄから排出し、第５油路Ｌ５を介して、ドレンライン５０１へ流れる。
【０１８０】
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを閉める場合においても、通常の速度で開ける場合と同様に、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）は、通電されずに非励磁状態である。このため、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油は、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに供給されない。
【０１８１】
同様に、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）についても、通電されずに非励磁状態である。このため、他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油は、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂに供給されない。
【０１８２】
［Ｂ−３］タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける場合(つまり、通常の速度（第１の速度）よりも高い速度（第２の速度）で開ける場合)
タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける場合（異常時など）には、通常の速度で開ける場合と同様に、油圧回路部５０においては、サーボ弁５１を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給すると共に、中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給する。また、油圧回路部５０においては、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）を通電して励磁状態にすることによって、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油を、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）を介して、第１油圧室Ｃ３２ａに供給する。この他に、油圧回路部５０においては、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）を通電して励磁状態にすることによって、他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油を、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）介して、中間油圧室Ｃ３２ｃに供給する。これにより、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては作動油が急速に供給されるので、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油が急速に排出される。
【０１８３】
本実施形態では、第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を急速に供給することによって、第４実施形態の場合と同様に、第１ピストン部３５１と第２ピストン部３５２Ｂとの両者を同時に移動させる。そして、油筒３２を構成する第２円板部３２２Ｂの下面に第２ピストン部３５２Ｂの上面を接触させることによって第２ピストン部３５２Ｂを停止させる。これにより、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが所定の開度Ｋ１になるように急速に開く。
【０１８４】
その後、本実施形態では、中間油圧室Ｃ３２ｃに急速に供給された作動油の作用によって、第２ピストン部３５２Ｂが上方で停止した状態で、第１ピストン部３５１を更に上方へ急速に移動する。これにより、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが急速に全て開いた状態になる。
【０１８５】
具体的には、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを通常の速度で開ける場合と同様に、作動油供給ライン５００から作動油が各部を流れる。
【０１８６】
これと共に、本実施形態では、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油が、第１油路Ｌ１を流れた後に、第２分岐点Ｊ２において第９油路Ｌ９へ分岐して流れる。そして、第９油路Ｌ９を流れる作動油は、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）の第４ポートＰ５３Ｄに流入した後に、その一方の電磁弁５３（第１電磁弁）の第３ポートＰ５３Ｃから流出する。そして、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）の第３ポートＰ５３Ｃから流出した作動油は、第８油路Ｌ８を流れた後に、第４分岐点Ｊ４において第３油路Ｌ３に流入する。そして、その第３油路Ｌ３を流れる作動油が油筒３２の第１作動油ポートＰ３２Ａに流入することによって、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては作動油の圧力が上昇する。
【０１８７】
この他に、本実施形態では、他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油が、第１３油路Ｌ１３を介して、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）の第３ポートＰ５３Ｃｂに流入した後に、その他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）の第４ポートＰ５３Ｄｂから流出する。そして、他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）の第４ポートＰ５３Ｄｂから流出した作動油は、第１４油路Ｌ１４を流れた後に、第７分岐点Ｊ７において第１１油路Ｌ１１に流入する。そして、その第１１油路Ｌ１１を流れる作動油が油筒３２の第３作動油ポートＰ３２Ｃに流入することによって、中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては作動油の圧力が上昇する。
【０１８８】
これにより、第２油圧室Ｃ３２ｂの作動油が、油筒３２の第２作動油ポートＰ３２Ｂから流出し、第４油路Ｌ４を流れた後に、第５分岐点Ｊ５において第７油路Ｌ７へ分岐して流れる。そして、第７油路Ｌ７を流れる作動油は、一方の電磁弁５３（第１電磁弁）の第２ポートＰ５３Ｂに流入した後に、その一方の電磁弁５３（第１電磁弁）の第１ポートＰ５３Ａから流出し、第６油路Ｌ６を介してドレンライン５０２へ流れる。
【０１８９】
上記のように、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては、作動油供給ライン５００から作動油が供給される他に、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油が供給される。また、中間油圧室Ｃ３２ｃにおいては、作動油供給ライン５００から作動油が供給される他に、他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）の内部に蓄えられた作動油が供給される。その結果、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが急速に開けられる。
【０１９０】
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の油圧駆動システム２０において、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開けるときには、作動油供給ライン５００からサーボ弁５１を介して第１油圧室Ｃ３２ａおよび中間油圧室Ｃ３２ｃのそれぞれに作動油を供給する。これと共に、一方のアキュムレータ５５（第１アキュムレータ）から一方の電磁弁５３（第１電磁弁）を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給する。更に、他方のアキュムレータ５５ｂ（第２アキュムレータ）から他方の電磁弁５３ｂ（第２電磁弁）を介して中間油圧室Ｃ３２ｃに作動油を供給する。これにより、第１ピストン部３５１および第２ピストン部３５２Ｂの両者の移動が開始された後に第２ピストン部３５２Ｂが停止した状態で、第１ピストン部３５１が移動し、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂが急速に開けられる。
【０１９１】
このため、本実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開けるときに必要な駆動力が、第２ピストン部３５２Ｂの動作によって補充される。
【０１９２】
したがって、本実施形態においては、タービンバイパス弁Ｖ１０１ｂを急速に開ける動作を安定的に行うことができる。
【０１９３】
＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１９４】
１０…弁本体部、１１…弁箱、１３…弁座、１４…弁棒、１４Ｂ…ブッシュ、１５…弁体、２０…油圧駆動システム、３０…油圧駆動部、３１…操作ロッド、３２…油筒、３３…作動バネ、３５…ピストン、３５Ｂ…ピストン、３５Ｊ…ピストン、３７…バネ、５０…油圧回路部、５１…サーボ弁、５３…電磁弁（第１電磁弁）、５３ｂ…電磁弁（第２電磁弁）、５５…アキュムレータ（第１アキュムレータ）、５５ｂ…アキュムレータ（第２アキュムレータ）、１００…原子力発電プラント、１０１…原子炉、１０２…蒸気タービン、１０３…復水器、３２１…シリンダ部、３２２Ａ…第１円板部、３２２Ｂ…第２円板部、３２２Ｔ…貫通孔、３２２ｓ…ストッパ、３５１…第１ピストン部、３５２…第２ピストン部、３５２Ｂ…第２ピストン部、３５２Ｈ…貫通孔、３５２Ｓ…ストッパ、３５２ａ…円筒形状部、３５２ｂ…第１フランジ部、３５２ｃ…第２フランジ部、３５２ｄ…蓋部、５００…作動油供給ライン、５００ｂ…作動油供給ライン、５０１…ドレンライン、５０２…ドレンライン、５０３…ドレンライン、Ｃ３２…内部空間、Ｃ３２ａ…第１油圧室、Ｃ３２ｂ…第２油圧室、Ｃ３２ｃ…中間油圧室、Ｐ１０１ａ…主蒸気管、Ｐ１０１ｂ…タービンバイパス配管、Ｐ１０３…給水管、
Ｖ１０１ｂ…タービンバイパス弁
【図１】
2016121746.tif 000003
【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】
2016121746.tif 000009
【図８】
2016121746.tif 000010
【図９】
2016121746.tif 000011
【図１０】
2016121746.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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