JP2018204669A

JP2018204669A - ドレン弁及び蒸気系水位検出装置

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Publication number: JP2018204669A
Application number: JP2017109700A
Authority: JP
Inventors: 克利武藤; Katsutoshi Muto
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2037-06-02
Also published as: JP6754721B2

Abstract

【課題】異常となる兆候をより早く、正確に検知できると共に、蒸気の系外放出を防止できるドレン弁及び蒸気系水位検出装置を提供する。【解決手段】蒸気系水位検出装置は、機器、配管内のドレン水を計測する導圧管７の途中に設置され、弁棒に弁体の温度を計測する温度計を備えているドレン弁と、ドレン弁の下流側の導圧管に設置されたバックアップ弁１１と、ドレン弁の温度計で計測された弁体の温度に基づいてバックアップ弁１１を開閉制御する制御装置１４とを備え、温度計で計測された弁体の温度が異常か否かを制御装置１４で判断し、制御装置１４での判断が弁体の内部の温度が異常であれば、バックアップ弁１１を自動的に閉じる。【選択図】図２

Description

本発明はドレン弁及び蒸気系水位検出装置に係り、例えば、原子力発電プラントの蒸気系検出配管内のドレンを外部に排出するために設置されているドレン弁及びそのドレン弁を備え、機器及び配管内のドレン水位計測を行うものに好適な蒸気系水位検出装置に関する。

一般に、原子力発電プラントの蒸気系統においては、給水加熱器、ドレンタンク等の機器及び配管のドレン水位計測を行うために、ドレン水位測定検出器を設置している蒸気系水位検出装置が知られている。

この蒸気系水位検出装置は、機器及び配管からドレン水位測定検出器までの導圧管及び機器と計器を隔離する検出元弁と、計器点検時に計器を隔離する計器出入口弁と、蒸気系水位検出配管内のドレンを外部に排出するドレン弁とにより概略構成されている。

原子力発電プラントにおける蒸気系水位検出装置は、高線量の蒸気を含む系統となることから、通常エリアから隔離されたエリアに設置される検出配管系統である。

プラントの通常運転前には、蒸気系水位検出装置に設置される計装弁の開閉状態を確認して、計装弁の異常有無確認と、計装弁が損傷していないか外部から確認する外観損傷確認を行い蒸気系水位検出装置の健全性を確認しているが、弁内部点検を行っていないので、運転時に異常が起きる可能性については否定できない。

特に、ドレン弁は、常時閉運用弁であり、このドレン弁が蒸気系統と外部との隔離弁となるが、ドレン弁にリークや弁損傷等の異常が生じた場合は、ドレンの水位計測に誤差が生じ、更には、蒸気がドレン受け口を経由し系外に放出される可能性がある。

また、ドレン弁の異常を検知するために温度計を設置する手法があるが、蒸気系水位検出装置には、放熱によるドレン発生を防止するために保温材が設置されているため、配管の表面では保温による断熱効果が高く、温度計が異常となる兆候を検知するまでに時間がかかる可能性がある。

なお、原子力発電プラントにおけるドレンタンク内の水位を検出する技術は、特許文献１に記載されている。

特開平５−２２３２０６号公報

しかしながら、上記した従来技術では、蒸気系水位検出配管系の健全性を確保するために、プラントの起動前にドレン弁の分解点検及び耐圧試験により、配管及びドレン弁の健全性を確認する必要がある。

また、プラントの起動時、運転時にドレン弁からシートリーク等の異常が確認された場合、蒸気流出防止対策を講じる必要があるが、蒸気系配管は、高線量エリアに設置されていることから、蒸気流出防止対策に多大な労力と時間を要する。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、異常となる兆候をより早く、正確に検知できると共に、蒸気の系外放出を防止できるドレン弁及び蒸気系水位検出装置を提供することにある。

本発明のドレン弁は、上記目的を達成するために、弁体と弁棒から成り、蒸気系水位検出配管内のドレンを外部に排出するドレン弁であって、前記弁棒に、前記弁体の温度を計測する温度計を備えていることを特徴とする。

また、本発明の蒸気系水位検出装置は、上記目的を達成するために、機器、配管内のドレン水を計測する導圧管の途中に設置された上記構成のドレン弁と、該ドレン弁の下流側の前記導圧管に設置されたバックアップ弁と、前記ドレン弁の温度計で計測された前記弁体の温度に基づいて前記バックアップ弁を開閉制御する制御装置とを備え、前記温度計で計測された前記弁体の温度が異常か否かを前記制御装置で判断し、前記制御装置での判断が前記弁体の内部の温度が異常であれば、前記バックアップ弁を自動的に閉じるか、
或いは、機器、配管内のドレン水を計測する導圧管の途中に設置された上記構成のドレン弁と、該ドレン弁の下流側の前記導圧管に設置されたバックアップ弁と、前記ドレン弁の温度計で計測された前記弁体の温度に基づいて前記バックアップ弁を操作する遠隔手動装置とを備え、前記温度計で計測された前記弁体の温度が異常か否かを前記遠隔手動装置で判断し、前記遠隔手動装置での判断が前記弁体の内部の温度が異常であれば、前記遠隔手動装置で前記バックアップ弁を閉じることを特徴とする。

本発明によれば、異常となる兆候をより早く、正確に検知できると共に、蒸気の系外放出を防止できる。

本発明のドレン弁の実施例１を示す概略構成図である。本発明の蒸気系水位検出装置の実施例１を示す系統図である。本発明の蒸気系水位検出装置の実施例２を示す部分系統図である

以下、図示した実施例に基づいて本発明のドレン弁及び蒸気系水位検出装置を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。

図１に、本発明のドレン弁の実施例１を示し、図２に、そのドレン弁を備えた蒸気系水位検出装置の実施例１を示す。

図１に示すように、本実施例のドレン弁は、弁体３と弁棒１から成り、その弁棒１に、弁体３の温度を計測する温度計２を備え（以下、このドレン弁を温度検知機能付ドレン弁１０という）、その温度計２には、計測した弁体３の温度を外部に伝達する接続端子４を備えている。なお、５は弁本体である。

即ち、本実施例の温度検知機能付ドレン弁１０は、手動式玉型弁、ベローシールの弁棒１の内部に温度計２を挿入して、弁体３の温度計測を可能としたものである。温度計２の信号は、接続端子４にて外部（後述する制御装置１４）に伝達される構造となっている。

また、本実施例の温度検知機能付ドレン弁１０は、温度計２を設置する構造となっているが、温度計測が不要な場合は、温度計２を取外して使用することで、従来使用している箇所にも（通常のドレン弁としても）適用可能である。

また、温度検知機能付ドレン弁１０は、内部流体温度計測を可能としていることから、内部流体温度計測が必要な設備への適用は可能である。

次に、図２を用いて、温度検知機能付ドレン弁１０を備えた蒸気系水位検出装置を説明する。

本実施例の蒸気系水位検出装置は、例えば、給水加熱器やタンク等の機器、配管６のドレン水を計測する導圧管７と蒸気系から計器１２を隔離する検出元弁８と、導圧管７の途中に設置されている計器１２の校正時（計器１２を交換する時）に、計器１２のみを隔離（閉）する計器入口弁９ａ及び計器出口弁９ｂと、図１で説明した構成のドレンを排出するための温度検知機能付ドレン弁１０と、温度検知機能付ドレン弁１０の異常時に系統を隔離するバックアップ弁１１と、温度検知機能付ドレン弁１０の温度計２で計測された弁体３の温度に基づいてバックアップ弁１１を開閉制御する制御装置１４と、制御装置１４と温度検知機能付ドレン弁１０及びバックアップ弁１１を、それぞれ接続するケーブル１３とで概略構成されている。

そして、本実施例の蒸気系水位検出装置は、温度計２で計測された弁体３の温度が異常か否かを制御装置１４で判断し、制御装置１４での判断が弁体３の内部の温度が異常（例えば、予め定められた閾値より高い温度）であれば、バックアップ弁１１を自動的に閉じるものである。

つまり、プラントの通常運転中は、機器、配管６内のドレン水に変動を導圧管７により計器１２に伝達され水位計測を行っている。

温度検知機能付ドレン弁１０は、上流側にドレン水を有する状態でプラント起動、運転を継続することになり、温度検知機能付ドレン弁１０の温度は、起動後数時間で一定温度と安定する。

温度検知機能付ドレン弁１０でシートリーク等の異常が生じた場合、温度検知機能付ドレン弁１０の上流にある高温のドレン水及び蒸気が系外に放出されるため、温度検知機能付ドレン弁１０の温度計指示が上昇、即ち、制御装置１４で表示している温度検知機能付ドレン弁１０の検出温度が上昇し、ケーブル１３を介して制御装置１４に警報を発する。

制御装置１４で警報を検出した場合、制御装置１４からのバックアップ弁１１の閉信号によりバックアップ弁１１が閉じて系統の隔離を自動的に行うことができる。

このような本実施例の構成とすることにより、原子力発電プラントの蒸気系水位検出装置において、温度検知機能付ドレン弁１０に組み込んだ温度計２により、温度検知機能付ドレン弁１０の異常を早期に検知することが可能となり、蒸気の系外放出を早期に阻止できる。

また、温度検知機能付ドレン弁１０の異常を検知し、温度検知機能付ドレン弁１０の下流に設置したバックアップ弁１１を自動的に閉とすることにより、蒸気の系外放出が早期に防止できるため、系統隔離によるプラント出力低下の防止及び異常弁の修理作業を不要とすることにより被ばく低減が図れる。

従って、本実施例によれば、異常となる兆候をより早く、正確に検知できると共に、蒸気の系外放出を防止できる。

図３に、本発明の蒸気系水位検出装置の実施例２を示す。図３は、図２の制御装置１４に代えて遠隔手動装置１５を用いたものである。

即ち、図２に示した実施例１では、制御装置１４を用いてバックアップ弁１１を自動的に隔離操作していたが、制御装置１４を適用しない場合は、本実施例のように、遠隔手動装置１５でバックアップ弁１１を閉じることも可能である。

つまり、温度計２で計測された弁体３の温度が異常か否かを遠隔手動装置１５で判断し、遠隔手動装置１５での判断が弁体３の内部の温度が異常（例えば、予め定められた閾値より高い温度）であれば、遠隔手動装置１５でバックアップ弁１１を閉じるようにしたものである。

このような本実施例の構成であっても、原子力発電プラントの蒸気系水位検出装置において、温度検知機能付ドレン弁１０に組み込んだ温度計２により、温度検知機能付ドレン弁１０の異常を早期に検知することが可能となり、蒸気の系外放出を早期に阻止できる。

また、温度検知機能付ドレン弁１０の異常を検知し、温度検知機能付ドレン弁１０の下流に設置したバックアップ弁１１を遠隔手動装置１５により閉とすることにより、蒸気の系外放出が早期に防止できるため、系統隔離によるプラント出力低下の防止及び異常弁の修理作業を不要とすることにより被ばく低減が図れる。

なお、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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…弁棒、２…温度計、３…弁体、４…接続端子、５…弁本体、６…機器、配管、７…導圧管、８…検出元弁、９ａ…計器入口弁、９ｂ…計器出口弁、１０…温度検知機能付ドレン弁、１１…バックアップ弁、１２…計器、１３…ケーブル、１４…制御装置、１５…遠隔手動装置。

Claims

弁体と弁棒から成り、蒸気系水位検出配管内のドレンを外部に排出するドレン弁であって、
前記弁棒に、前記弁体の温度を計測する温度計を備えていることを特徴とするドレン弁。
請求項１に記載のドレン弁において、
前記温度計は、計測した前記弁体の温度を外部に伝達する接続端子を備えていることを特徴とするドレン弁。
機器、配管内のドレン水を計測する導圧管の途中に設置された請求項１又は２に記載のドレン弁と、該ドレン弁の下流側の前記導圧管に設置されたバックアップ弁と、前記ドレン弁の温度計で計測された前記弁体の温度に基づいて前記バックアップ弁を開閉制御する制御装置とを備え、
前記温度計で計測された前記弁体の温度が異常か否かを前記制御装置で判断し、前記制御装置での判断が前記弁体の内部の温度が異常であれば、前記バックアップ弁を自動的に閉じることを特徴とする蒸気系水位検出装置。
機器、配管内のドレン水を計測する導圧管の途中に設置された請求項１又は２に記載のドレン弁と、該ドレン弁の下流側の前記導圧管に設置されたバックアップ弁と、前記ドレン弁の温度計で計測された前記弁体の温度に基づいて前記バックアップ弁を操作する遠隔手動装置とを備え、
前記温度計で計測された前記弁体の温度が異常か否かを前記遠隔手動装置で判断し、前記遠隔手動装置での判断が前記弁体の内部の温度が異常であれば、前記遠隔手動装置で前記バックアップ弁を閉じることを特徴とする蒸気系水位検出装置。