(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射能を帯びた高温の蒸気または水が流れる場合に、弁棒に固定された弁体を弁座と接合し、前記蒸気または水の流れを閉止するリーク防止弁において、
前記弁座を設けた中空のボディの両端に弁棒支持体と、該弁棒支持体に移動可能に設けた前記弁棒と、前記弁棒の上流側端または下流側端からそれぞれ所定間隔に設けたスプリング押えと、前記弁棒支持体と前記スプリング押えの間に前記弁棒を介挿するように、前記上流側端には高温で伸び、低温で縮む感温性スプリングと、前記下流側端には圧縮されて縮むスプリングと、前記感温性スプリングの伸張時に、前記弁棒とともに移動して前記弁座の後部に係止され、前記弁体と前記弁座による閉止状態をホールドし続ける保持装置を備えたことを特徴とするリーク防止弁。
【請求項２】
請求項１において、前記感温性スプリングは、所定温度以上のときに伸張状態の形状となる形状記憶スプリングであるリーク防止弁。
【請求項３】
請求項１において、前記リーク防止弁は、前記蒸気または水が８０℃以上のときに流路を閉止する構成であることを特徴とするリーク防止弁。
【請求項４】
蒸気または水が流れる配管やタンクの機器にセンサを設けて、圧力、水位または流量を計測する原子力発電プラントの計測系統において、
前記計測系統の末端付近に設けられたドレン弁の上流側の流路に、前記ドレン弁に流れ込む蒸気または水が高温の場合を感知して前記流路を閉止するリーク防止プラグを設け、
前記リーク防止プラグに請求項１、２または３に記載のリーク防止弁を用いることを特徴とする原子力発電プラントの計測系統。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリーク防止弁に関し、特に原子力発電プラントの計測系統に於けるリーク防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラント等では、配管やタンク等の機器を流れる水や蒸気の圧力、水位、流量などを計測する系統が多数設けられており、この計測系統の末端にはドレンを閉止するドレン弁が設けられている。
【０００３】
万一、計測系統のドレン弁にリークが発生した場合、ドレン弁の下流側に設けているドレンファンネルをプラグにて止栓し、レンチの締付けによりプラグを押さえることでリークを止め、次回のプラント運転停止時に修理を行う方法がある。この方法の場合、プラグの形状やレンチの締付け不良により、再び漏洩する恐れがある。
【０００４】
ドレン弁にリークが発生した場合、ドレンの系外放出を防止する為にチェック弁の適用が考えられる。しかし、復旧時に弁下流から加圧する等の作業が必要であり、ドレン弁が多数の場合は使用に適さない。また、ドレン弁を２個シリーズに設けることも考えられるが、高価であり、かつ、何れのドレン弁が故障しているか簡単には分からない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
原子力発電プラントの計測系統に使用されているドレン弁やテスト弁の数は膨大であり、常にリークの要因にさらされている。万一、リークした場合、ドレンの系外放出及びプラント出力低下等を生じ、プラント運転中に対策するには、高放射線量下での作業が発生するので、被ばく量の増加が問題となる。
【０００６】
したがって、計測系統のドレン弁にリークが発生した場合、計測元弁を全閉にして計測系を隔離し、一時的に原子力発電プラントの計画外停止が必要になる。この計画外停止を如何に回避するかが重要な課題となる。
【０００７】
本発明の目的は、万一、ドレン弁のリークが生じても、原子力発電プラントの運転を継続できる計測系統及びそのためのリーク防止弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、高温の蒸気または水が流れる場合に、弁棒に固定された弁体を弁座に接合して、前記蒸気または水の流れを閉止するリーク防止弁において、前記弁座を設けた中空のボディの両端に弁棒支持体と、該弁棒支持体に移動可能に設けた前記弁棒と、前記弁棒の上流側端及び下流側端からそれぞれ所定間隔に設けたスプリング押えと、前記弁棒支持体と前記スプリング押えの間に前記弁棒を介挿するように、前記上流側端には高温で伸び、低温で縮む感温性スプリングと、前記下流側端には圧縮されて縮むスプリングと、前記感温性スプリングの伸張時に前記弁体と前記弁座による閉止状態をホールドする保持装置を備えたことを特徴とする。前記感温性スプリングは、例えば形状記憶スプリングである。
【０００９】
また、蒸気または水が流れる配管やタンク等の機器にセンサを設けて、圧力、水位または流量を計測する原子力発電プラントの計測系統において、前記計測系統の末端付近に設けられたドレン弁の上流側の流路に、前記ドレン弁に流れ込む蒸気または水が高温の場合を感知して前記流路を閉止するリーク防止プラグを設けたことを特徴とする。
【００１０】
前記リーク防止プラグは、前記蒸気または水が８０℃以上のときに前記流路を閉止することを特徴とする。このリーク防止プラグには、前記リーク防止弁が適用される。
【００１１】
この発明によれば、計測系統のドレン弁にリークが発生した場合、通常は停止状態にある蒸気または水がドレン弁を通じて流れる。このため、プラント側から高温の蒸気または水が前記リーク防止プラグに流れ込み、その感温効果により流路を閉止するので、下流側のドレン弁からの蒸気、水等のリークを防ぐことが出来る。また、リーク防止プラグは閉止状態を保持できることから、ドレン弁にリークが生じてもプラント運転中に保守作業をする必要がなく、作業員の被曝問題も解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図６は原子力発電プラントの系統図である。原子力発電プラントに於ける発電の熱源は、原子炉格納容器２５に収められている原子炉圧力容器２４での核反応である。核反応により生成された熱は炉水を沸騰させ、発生した蒸気は主蒸気配管２６を通り高圧タービン２８、低圧タービン２９へと運ばれる。そこで熱エネルギーは運動エネルギーに変換され、発電機３０を稼動して電気エネルギーへと変換される。その後、エネルギーを失った蒸気は復水器３１に運ばれ水に戻される。このとき蒸気の冷却に用いられるのが循環水系３２であり、配管内部の海水により蒸気の冷却を行っている。蒸気は水に戻された後、低圧給水加熱器３３、高圧給水加熱器３４の順で加熱され、原子炉給水ポンプ３５により給水系配管２７を通り再び原子炉圧力容器２４へ運ばれる。
【００１３】
これが一連の流れであるが、他にも緊急時の原子炉の冷却系統である残留熱除去系４０、ポンプなどの補機を冷却するタービン補助冷却系３６などがある。これらの冷却系統は冷却対象部位により加熱されるため、他の系統から熱交換器４１により冷却される。すなわち、残留熱除去系４０は残留熱除去海水系３９により、タービン補機冷却系３６はタービン補機冷却海水系３７によりそれぞれ冷却され、熱交換を終えた海水は海へと戻される。
【００１４】
このプラントの系統において、原子炉圧力容器２４、主蒸気配管２６、給水系配管２７、復水器３１、循環水系３２、低圧給水加熱器３３、高圧給水加熱器３４、さらには残留熱除去系４０、タービン補助冷却系３６などの機器に、その内部の圧力、水位または流量などを測定する計測系統が設けられている。
【００１５】
図５に原子力発電プラントにおける計測系統の一例を示す。計測対象機器１５（ここでは給水加熱器の例）の上部と下部の圧力は導圧管１６を通じて計測系統に導かれる。計測系統は２重化されていて、上側と下側の計器入口弁１７を通して導入された圧力の差圧が計測器２０に入力し、差圧から機器１５内の水位が求められる。計測系統の末端にはドレン弁２２とドレンファネル２３、及びドレン弁２２の上流側に本発明によるリーク防止プラグ２１が設けられている。
【００１６】
通常時、計測系統には機器１５の水位と同レベルまで水が満たされている。計測系統の点検または修復時は、検出元弁１７が全閉され、計測系統内の水抜きがなされた後、テスト弁１９を用いて計器２０の校正がおこなわれる。定検等でテストの度にドレン弁２２が開けられる。
【００１７】
図１に計測系統のリーク防止プラグの内部構造を示す。弁座３が構成されている中空のボディ１０の両端に、接続アダプタ１１がシールを介してねじ込みされている。ボディ１０とアダプタ１１の間に弁棒支持体５を設け、これに弁体１を持つ弁棒２を移動可能に支持している。弁棒支持体５からの内側で、それぞれ所定距離のところに、弁棒２に固定されたスプリング押え６、６’を設け、弁棒支持体５とスプリング押え６、６’の間に作動用スプリング４と復旧用スプリング７をそれぞれ設けている。作動用スプリング４は感温性で、例えば80℃以上の水または蒸気で作動するように記憶させた、形状記憶スプリングを用いる。図２は（ａ）図１のＡＡ矢視図と、（ｂ）ＢＢ矢視図を示している。
【００１８】
リーク防止プラグ２１は、通常は復旧用スプリング７が伸び（復旧状態）、作動用スプリング４が縮んでいるので、弁体１と弁座３間は開放状態にあり、弁内の中空部には３０℃程度の水が出入り自由に満たされている。
【００１９】
図３はリーク防止プラグの閉止状態の構造を示し、符号は図１と同じである。ドレン弁２２のリークにより、リーク防止プラグ２１内を満たしていた水が流れ出すと、プラント側から８０℃以上の高温の蒸気または水がプラグ内に流入する。この結果、作動スプリング４が高温に感応して伸びた状態となり、弁棒２が右側に移動して弁体１と弁座３が接合して閉止状態となり、復旧用スプリング７は縮んだ状態となる。さらに、保持装置８も右側に移動して開き、弁棒の左側への移動がロックされるので、以後、閉止状態を保持する。
【００２０】
図４は保持装置の構造を示し、（ａ）は保持装置の閉状態、（ｂ）は開状態である。保持装置８は弁棒２に固定され、傘部８１を弁座後部８３に潜り込むように閉じた状態で配置している。弁棒２が右に移動して弁体１と弁座３が接合すると、傘部８１は弁座後部８３から外れ、ばね８２の力で開放する。この結果、傘部８１の開いた先端が弁座後部８３の端部に係合し、弁棒２の左側への移動を阻止する。保持解除装置９はボディ１０から中心部に向けて挿入可能に設けられていて、開いた傘部８１を閉じて弁棒２の左側への移動を可能にする。
【００２１】
以上、本実施例によれば、ドレン弁２２がリークすることで、リーク防止プラグ２１の内部ドレンの温度が上昇すると、作動用スプリング４がドレンの温度により伸びて弁棒２を下流側に移動し、弁体１と弁座３が接触して、ドレンの系外放出を防止する。弁棒２には保持装置８が設置され、弁棒２の下流側への移動によりロックする構造となっているので、ドレンの温度が低下しても、弁体１と弁座３が解放されることはない。
【００２２】
一方、リークを生じたドレン弁２２を定期に点検、修理する時は、内部ドレンの温度は常温（30℃）になり、作動用スプリング４は初期状態（縮んだ状態）に戻っている。ドレン弁の修理後、保持解除装置９を押し込むことにより保持装置８が解除され、復旧用スプリング７の伸びにより弁体１と弁座３が開放される。
【００２３】
これによれば、ドレン弁にリークが発生した場合、その上流側で確実にリークを防止できるので、ドレンの系外放出に至ることがなく、プラントの計画外停止を回避できる。
【００２４】
本実施例のリーク防止プラグは、ドレン弁の上流側に配置することで、グランドリーク及びシートリークにも安全に対応できる。また、リーク防止プラグの作動状態からドレン弁のリーク状態を検知できるので、リーク時の対策が容易になる。更に、構造が簡単で安価であり、原子力発電プラントなどでの多数の利用に好適である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のリーク防止弁によれば、計測系統などにおける高温水のリークを簡単な構造で確実に防止できる効果がある。
【００２６】
本発明の原子力発電プラントの計測系統によれば、ドレン弁のリークが発生した場合に、計測系統のリークを確実に防止でき、かつ、作業員の被曝を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるリーク防止プラグの開放時の構造図。
【図２】リーク防止プラグのＡＡ矢視図及びＢＢ矢視図。
【図３】リーク防止プラグの閉鎖時の構造図。
【図４】保持装置の一実施例を示す構造図。
【図５】計測系統の一例を示す概略系統図。
【図６】沸騰水型原子力発電プラントの概略系統図。
【符号の説明】
１…弁体、２…弁棒、３…弁座、４…作動用スプリング、５…弁棒支持体、６，６’…スプリング押え、７…復旧用スプリング、８…保持装置、９…保持解除装置、１０…ボディ、１１…接続アダプタ、１２…パッキン、１３…パッキン、１４…パッキン押え、１５…機器、１６…導圧管、１７…計装元弁、１８…計器入口弁、１９…テスト弁、２０…計器、２１…リーク防止プラグ、２２…ドレン弁、２３…ドレンファンネル、８１…傘部、８２…スプリング、８３…弁座後部。
【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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