JPH03272370A - 主蒸気隔離弁及びその配管構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電プラント、または、火力発電プラ
ント等に使用されている蒸気遮断用の主蒸気隔離弁及び
その上流側の配管構造に関する。

〔従来の技術〕 原子力発電プラントに使用される蒸気遮断用の主蒸気隔
離弁は、原子炉で発生させ、発電用タービンへ導く高温
蒸気を遮断するもので、−船釣に使用されている空気駆
動式主蒸気隔離弁の構造を第９図に示す。第９図におい
て、弁本体２には、高温の蒸気をほぼ直線的に流す流体
通路９が形成され、さらに流体通路９と４５°の角度を
なす通路１０の下端が流体通路９を遮断し、または、開
放するディスク１を進退させるためのものである。

この種の弁形状は、一般に、Ｙ型玉型弁と呼ばれる。デ
ィスク１の進退する部分の弁本体２の内面には、ディス
クを案内するための下部ガイドリブ７と■−■断面断面
図示した上部ガイドリブ１１とが形成されている。ディ
スク１は弁棒３によって、通路１０を進退し、流体通路
９の遮断、または、開放を行なう、また、通路１０の上
部には、通路の上部を密閉するボンネット６がボルトに
よって弁本体２に固定されている。

蒸気の流れ４は、第９図において左向きである。

また、フェイルセーフの理念に基づき、ディスクの駆動
源が喪失した場合にも、弁の閉操作は、重力によって可
能である。

一般の沸騰水型原子炉では、この種の弁は、四系統の主
蒸気配管において、格納容器の内外に二カ所ずつ、合計
へケ所に設置されている。格納容器内の主蒸気隔離弁は
、圧力容器と格納容器の間の狭い空間に設置される。こ
の間の主蒸気配管は、熱膨張応力の低減等を目的として
引き回されており、格納容器内の主蒸気隔離弁は、主蒸
気配管の曲り管部の下流近傍に設置されることが多い。

なお、蒸気弁等に関連するものには、例えば、実開昭６
２−１８８６７９号、同６３−６１５０２号、特開昭５
７−１．１０８７０号公報が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の従来技術は、流体通路を遮断するディス
クが、弁の全開時にも流体通路に突出しており、高温の
蒸気流にさらされる。このため、蒸気流がディスクに衝
突する時にディスクに力を及ぼす、蒸気流速が一様でデ
ィスクに働く抗力（流れ方向の力）が蒸気の動圧に比例
すると仮定し、ディスクに働く抗力を求めると第１０図
のようになる。すなわち、低流速の場合は、ディスクの
自重のため、ディスクは下部ガイドリブに押付けられて
いる。流速が増大するとディスクに働く抗力が増大し、
ディスクと下部ガイドリブ間の摩擦抵抗が減少する。

ディスク近傍の上流配管に曲り管等の流れの乱れや偏流
の発生源が存在する場合には、ディスクに作用する抗力
がさらに増大する。

また、第９図の■−■−■に示したようにディスクの左
右の不安定流れが生じた場合は、流れと直角方向の揚力
がディスクに作用する。

本発明はこれらのディスクに作用する力を小さくするこ
とを目的としており、さらに信頼性の高い主蒸気隔離弁
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的のディスクに働く抗力低減を達成するために、
本発明はディスクの上流側に整流板を設けたものである
。

また、上記目的のディスクに働く抗力低減を達成するた
めに、本発明はディスクの上流側流路を絞ってノズル状
に成形したものである。

また、上記目的のディスクに働く抗力と反対方向の力を
発生させ実質的な抗力低減を達成するためディスク側面
に翼型構造物を形成したものである。

さらに、ディスクに働く揚力低減のために、ディスクの
左右の流路を非対称に成形したものである。

〔作用〕

ディスクの上流側に設けた整流板は、上流側の流れの乱
れ、例えば１曲り管部の下流で発生する旋回流を低減し
、偏流や流れの乱れによる抗力の増大を防止するように
動作する６ ディスクの上流側流路を絞ってノズル状に成形すること
により、ディスクが、直接、高速蒸気流にさらされるの
を防ぎ、蒸気流の動圧の受圧面積を減少させ抗力を低減
するように動作する。

ディスク側面に設けた翼型構造物は、翼型構造物の下側
の流速を上側の流速よりも速くするように動作し、翼型
構造物の上、下に圧力差を発生し、ディスクを下部ガイ
ドリブに押し付ける下向き力を発生し、実質的にディス
クに働く抗力を低減するように動作する。

ディスクの左右の流路を非対称に成形することは、主な
流れを流路の片側へ導くように動作し、対称に成形した
場合に発生する主な流れがディスクの左右にスイッチン
グするのを防止し、ディスクに働く揚力を低減する動作
をする。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による主蒸気隔離弁である。

これは、第９図に示した従来の主蒸気隔離弁のディスク
１とその上流の主蒸気配管の曲り管部１４との間に整流
板１２を設けたものである。

整流板１２は、Ｉ−１断面に示したように１曲り管部１
４の前後の主蒸気配管が成す面と平行に設け、整流板１
２を設けた主蒸気配管部の流路を二分割する形で主蒸気
配管に固定した。ｎ−ｎ断面に示したように整流板１２
は、蒸気流に対して翼型とし、整流板１２下流の流れを
乱さない形状とした。

蒸気の流れ４は、曲り管部１４の上流の主蒸気配管を下
降し、曲り管部１４で水平方向の流れに換えられる。こ
の際、旋回流などの乱れを発生する。この旋回流が整流
板１２を通過する際、流路を分割する整流板１２と衝突
し、旋回成分が低減する。　旋回流等の流れの乱れを整
流板で抑制した蒸気が弁本体２に流入するため、流れの
乱れによりディスクに働く抗力が増大するのを防ぐこと
ができる。このため、ディスク１と下部ガイドリブ７と
の摩擦抵抗の減少が低減できる。

第２図ないし第４図は、本発明の変形例であり、第１図
■−■断面での整流板の形状を示したものである。第２
図、第３図は、曲り管部１４の前後の主蒸気配管が成す
面と直角に整流板１２を設けたものである。二九らの整
流板により、旋回流による乱ればかりでなく、曲り管部
での流れの剥離により発生する剥離渦の乱れも整流でき
る。第４図は、整流板１２を十字型に構成した例であり
、整流板の強度向上が図れる。さらに、整流板を格子状
、あるいは、ハニカム状に構成し整流作用を向上させる
ことも可能である。

第１１図は、第１図の変形例であり、整流板１２を曲り
管部１４に設けたものである０本変形例でも第１図と同
様にディスクに働く抗力低減の効果がある。

第５図に本発明の一実施例による主蒸気隔離弁を示す。

これは、ディスク１の上流側流路を絞ったノズル状流路
１５を成形したものである。本発明によるディスク１が
、直接、高速蒸気流にさらされ、蒸気の流れ４に衝突す
るのを防ぎ、動圧の受圧面積を減少させるためディスク
に働く抗力の減少を図れる。このため、ディスク１と下
部ガイドリブ７との摩擦抵抗の減少が低減できる。また
、第９図に示した従来の主蒸気隔離弁において、下部ガ
イドリブ７の上流にディスク１を覆い蒸気の流れを妨げ
るじゃま板を設け、受圧面積を減少させ、ディスク１に
働く抗力を低減することも可能である。

第６図は１本発明の一実施例による主蒸気隔離弁である
。これは、ディスク１の側面部に切り欠き部１６を設け
、ここに翼型構造物１７を形成したものである。蒸気の
流れ４は、弁本体２に流入後下部ガイドリブ７でディス
ク１の左右側面へ流れ込み、翼型構造物１７の上、下の
切り欠き部１６を流れる。翼型構造物１７の上、下を非
対称とし、蒸気の流れ４に対して、失速角を超えない角
度を持たせることにより、翼型構造物１７の下側の切り
欠き部の流れが、上側の流れに比べて速くなる。このた
め、翼型構造物１７の下側の切り欠き部の圧力が上側に
比べ小さくなり、翼構造物１７には、下向きの力が作用
し、翼型構造物１７と一体のディスク１を下部ガイドリ
ブ７に押し付ける。従って、構・進物１７は、実質的に
ディスクに働く抗力を低減できる。

第７図は本発明の一実施例による主蒸気隔離弁であり、
第９図に示した従来例の■−■断面での形状を示したも
のである。ディスク１の左右の流路を非対称に成形し、
左側に比べ右側の流路を大きくし、左右の流路の流動抵
抗を違えたものである。これにより、主な流れを右側へ
導かれ、対称に成形した場合に発生する流れの左右の流
路へのスイッチング等の不安定流れによってディスク１
に働く揚力を低減できる。

第８図は、本発明の変形例であり、左側の上部ガイドリ
ブ１１を右側に比べ上流側に設置したものである。この
ため、左側流路の流動抵抗が右側に比べ大きくなり、主
な流れは右側へ導かれ第７図と同様に、ディスクに働く
揚力を低減できる。

さらに、上部ガイドリブを上流側に設けたことにより、
ディスクの横方向の変位を拘束できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、主蒸気隔離弁のディスクに作用する力
を小さくでき、信頼性の高い主蒸気隔離弁を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す主蒸気隔離弁の断面図
、第２ｖ！Ｉないし第４図は、第１図の変形例を示す第
１図のＩ−１線断面図、第５図、第６図は本発明の他の
実施例を示す主蒸気隔離弁の断面図、第７図は本発明の
一実施例を示す主蒸気隔離弁の第１図の■−ｍ線断面図
、第８図は第７図の変形例を示す第１図の■−■線断面
図、第９図は従来の主蒸気隔離弁の断面図、第１０図は
蒸気流速とディスクに鋤く抗力の説明図、第１１図は第
１図の変形例を示す断面図である。 １・・・ディスク、２・・・弁本体、３・・・弁棒、４
・・・蒸気の流れ、５・・・弁座、６・・・ボンネット
、７・・・下部ガ参　７　日 （Ｏ−） （二／ （６） ＜Ｃ） １１断狛 ト１断面 第 ２ 国 箒 図 １．３ 第 図 ！ （６） （り 第 ■ 参 第 ２ ＜ｅ） 尋 ０ 口 工大　先遣 （’Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体流路が形成された本体と、前記本体内に設けら
   れ前記流体流路に対し斜めに進退して前記流体流路を遮
   断開放するディスクと、前記ディスクを進退させる作動
   装置と、前記本体の前記ディスクの進退部に形成したガ
   イドリブとから成る主蒸気隔離弁を備えた主蒸気配管に
   おいて、 前記ディスクの上流側で、前記ディスクに隣接した前記
   主蒸気配管の曲り管部下流側に整流作用をする構造物を
   設けたことを特徴とする主蒸気配管。 ２、蒸気をタービンへ導く主蒸気配管にあつて、流体流
   路が形成された本体と、前記本体内に設けられ前記流体
   流路に対し斜めに進退して前記流体流路を遮断開放する
   ディスクと、前記ディスクを進退させる作動装置と、前
   記本体のディスク進退部に形成したガイドリブとから成
   る主蒸気隔離弁において、 前記ディスクの上流側でかつ、前記ディスクに隣接した
   前記主蒸気配管の曲り管部下流側に整流作用をする構造
   物を設けたことを特徴する主蒸気隔離弁。 ３、蒸気をタービンへ導く主蒸気配管にあつて、流体流
   路が形成された本体と、前記本体内に設けられ前記流体
   流路に対し斜めに進退して前記流体流路を遮断開放する
   ディスクと、前記ディスクを進退させる作動装置と、前
   記本体のディスク進退部に形成したガイドリブとから成
   る主蒸気隔離弁において、 前記流体流路が形成された本体の前記ディスクの上流側
   をノズル状に成形したことを特徴する主蒸気隔離弁。 ４、蒸気をタービンへ導く主蒸気配管にあつて、流体流
   路が形成された本体と、前記本体内に設けられ前記流体
   流路に対し斜めに進退して前記流体流路を遮断開放する
   ディスクと、前記デイスクを進退させる作動装置と、前
   記本体のディスク進退部に形成したガイドリブとから成
   る主蒸気隔離弁において、 前記ディスクの側面に翼型構造物を設けたことを特徴す
   る主蒸気隔離弁。 ５、蒸気をタービンへ導く主蒸気配管にあつて、流体流
   路が形成された本体と、前記本体内に設けられ前記流体
   流路に対し斜めに進退して前記流体流路を遮断開放する
   ディスクと、前記ディスクを進退させる作動装置と、前
   記本体のディスク進退部に形成したガイドリブとから成
   る主蒸気隔離弁において、 前記流体流路が形成された前記本体の前記ディスクがな
   す流路を中心面に対して非対称になるように前記本体を
   成形したことを特徴とする主蒸気隔離弁。