JPH075284A

JPH075284A - 原子炉ロッキングピストン駆動システム及び弁アッセンブリ

Info

Publication number: JPH075284A
Application number: JP27868393A
Authority: JP
Inventors: Joseph S Miller; ジョセフ・エス・ミラー; John J Lynch; ジョン・ジェイ・リンチ
Original assignee: Gulf States Utilities Co
Current assignee: Gulf States Utilities Co
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-01-10
Also published as: FI932592A; EP0596754A3; US5327930A; FI932592A0; EP0596754A2; TW238388B; US5428651A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】原子炉容器の遮断の際に、制御ライン中のア
キュームレータ上流の逆止弁のチャタリングを減少させ
る。【構成】逆止め弁アッセンブリを、弁ヘッド52と、こ
の弁ヘッド上に画定され、充填又は再充填手順に際して
弁座が弁座53上のシール係合から持ち上げられる場合に
弁ヘッドの動きに抵抗する抵抗部分57で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原子炉、特に、操作
中における”チャタリング”を減少するための弁アッセ
ンブリを包含する、原子炉の遮断のためのシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉は、熱エネルギー、すなわち核エ
ネルギーを原子力エネルギーに変換する。原子核は、大
まかにいって、陽子及び中性子と呼ばれる基本的な素粒
子から成っている。陽子は正に帯電し、それに対して中
性子は帯電しておらず、電気的に中性である。集合的
に”核粒子”(nucleons)と呼ばれるこれらの粒子間に
は、非常に強力な力が働いており、それらを原子核の中
にまとめて保持している。

【０００３】しかしながら、重い原子核は、軽い原子核
ほど安定でない。なぜならば、重い原子核では、陽子に
よって生成される反発力が、原子核構造の結合を緩める
からである。この理由のため、自由中性子などによる衝
撃を与えることにより、例えばウラン２３５のような重
い原子核に分裂を引き起こさせることが可能である。そ
の衝撃の結果、ウラン２３５の原子核には、振動が引き
起こされ、そしてそれらの振動は非常に激しくなり、原
子核はいくつかの部分、すなわちバリウム核とクリプト
ン核とに分裂する。この”分裂生成物”は、相当の速度
で進み、炉の中のどこかで物と衝突する。そしてそれら
の運動エネルギーを熱として発する。

【０００４】しかしながら、ウランの分裂において形成
された分裂生成物と熱とに加えて、新しい中性子もまた
放出され、これらは次いでより多くのウラン原子を分裂
させることができる。このようにして、連鎖反応が開始
される。中性子はウラン２３５原子核に衝突し、そして
僅かの間、中間生成物であるウラン２３６を形成する。
そしてウラン２３６は、ストロンチウムとキセノンとに
自発的に崩壊する。この分裂過程においてさらなる中性
子が放出され、連鎖反応が持続される。

【０００５】親核種から高速で放出されるこれらの中性
子の利用を可能にするためには、さらに一層の分裂過程
について、それらは減速される必要がある。低速の中性
子は、原子核の分裂において、高速の中性子よりも極め
て適している。より遅い中性子は、ウラン原子と、より
長時間の間相互に影響し合うことができるのに対し、よ
り速い中性子は、分裂過程で相互に影響し合うには原子
核の近傍における時間があまりにも短時間すぎる。中性
子の速度は、軽い原子と衝突を引き起こさせることによ
って適度とされ、そのような原子は多数、この目的のた
めの炉の中に取り入れられなければならない。そのよう
な、より軽い原子からなる材料は、例えばグラファイト
と水である。このようにして減速された中性子は、次い
でウラン２３５核種のさらなる分裂を生じさせるであろ
う。それぞれの分裂過程は、新たな中性子を生み出す。
それ故連鎖反応は自己継続性があり、そして炉はその結
果として、動作し続ける。

【０００６】炉の”水−減速”の場合には、ウランは水
が満たされた容器の中に、金属棒の形状で取り付けられ
ている。分裂はウランの中で起こり、その過程で放出さ
れる中性子は、周囲の水の中に移動し、軽い水素や酸素
原子と衝突して減速され、すなわちそれらは速度を失
う。これらの減速された中性子は、ある程度の確率でウ
ラン棒に再突入し、そしてこれらは、別の分裂反応が起
こさせる。それらの反応の結果形成された分裂生成物
は、ウランにそれらのエネルギーを与え、ウランは次い
でそのエネルギーを水に伝える。この熱水は、発電ター
ビンを回転するのに利用される。

【０００７】炉が機能を停止することなく、また極端に
過熱されることもないことを確保するには、炉の内部に
おける中性子の形成速度が相当の正確さをもって制御さ
れなければならない。これは、中性子吸収材料からなる
制御棒によってなされ、そして制御棒は、炉心の中へと
正確に可変の深さでもって挿入される。この挿入（貫
通）の深さは、平均で１分裂中りつの中性子のみが利用
可能となり、別の分裂反応を生ずることを確実にするの
にちょうど十分なものでなければならない。分裂生成物
は高い放射能をもっているものなので、炉は、”シール
ド”といわれる厚いコンクリートのハウジングの中に納
められていなければならない。

【０００８】水−減速される炉の１つの型は、例えば沸
騰水型原子炉と呼ばれている。これらの炉においては、
緊急システムが、反応の制御が失われ又は困難であると
いう徴候が示された場合に、反応を遮断するように備え
られている。このようなシステムは典型的には、内部に
例えば充填水のような制御流体を有し、また例えば窒素
のようなガス状物質に曝されている一面を備えたピスト
ンを有するアキュームレータタンクによって加圧される
水力学的制御ラインを包含する。この制御ラインは、主
要駆動ピストンの一面にまで延びている。充填水ヘッダ
ーまたは管路は、制御ライン及びアキュームレータの中
へと、制御流体を供給する。逆止め弁アッセンブリが、
制御ライン及びアキュームレータの充填と再充填を選択
的に許可するために、充填水ヘッダーとアキュームレー
タアッセンブリとの間に配されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】原子炉容器の遮断が必
要な場合には、アキュームレータと主要駆動ピストンと
の間の制御用ライン上のソレノイド弁が開かれ、原子炉
容器内の主要ピストンを内部的に駆動するために、１８
００p.s.i.g.程度に加圧された流体が通される。主要駆
動ピストンが動かされるにしたがって、制御ライン内の
圧力は、およそ１１００p.s.i.g.に減少し、充填水ヘッ
ダー下流の逆止め弁アッセンブリは、制御ラインとアキ
ュームレータを再充填するために、即座に開かれる。

【００１０】遮断の際の制御ライン中における流体の流
れは非常に速く、アキュームレータの再充填は、殆ど自
発的に開始される。このような再充填は結局、充填水ヘ
ッダの下流でアキュームレータの上流の逆止め弁アッセ
ンブリのボール弁エレメントが激しく上下動すること、
すなわち”チャタリング”をもたらし、それが次いで遮
断アッセンブリについての配管系統に大量の水動力学的
付加をもたらすことが判明している。

【００１１】本発明は、この問題の減少に向けられてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明において、上述さ
れている逆止め弁アッセンブリの中の弁ヘッドエレメン
トは、充填水または制御流体に制動を与え、チャタリン
グを減少するように設計されている。充填水ヘッダー
と、アキュームレータとの間に流体流通をもたらすよう
に付勢された場合、本発明に組み入れられている弁ヘッ
ドエレメントは、弁ヘッドエレメントがその弁座から持
ち上げらた場合に弁ヘッドエレメントの周りの流体の圧
力平衡を可能にし、弁ヘッドエレメントの持ち上げは連
続して持続されている。

【００１３】弁座から持ち上げている場合にこの弁ヘッ
ドエレメントの周囲で抗力が増大すると、その周りの流
体フロー速度が増大され、”開”位置の弁ヘッドエレメ
ントの位置は安定化される。加えて、逆止め弁アッセン
ブリの中の弁ヘッドを形成しているエレメントもまた、
弁ヘッドと弁座との間のシール係合が、シール係合の間
悪影響を受けないように設計されている。

【００１４】すなわち、原子炉容器の選択的遮断のため
のロッキングピストン駆動システムが提供される。ロッ
キングピストン駆動システムは、原子炉ハウジングと、
そしてハウジングの内部に配されている複数のガイドチ
ューブを包含する。制御棒は、それぞれのガイドチュー
ブの中に、同心的に収容される。また、制御棒は、第１
および第２の端部を有するとともに、第１の端部は、原
子炉ハウジング内の炉心領域に連絡している。複数の駆
動ピストンハウジングは、駆動ピストンアッセンブリが
駆動ピストンハウジングの各々の中に設けられるように
して、原子炉ハウジングを通じて延びている。駆動ピス
トンアッセンブリの各々とは、制御棒の第２の端部及び
駆動ピストンアッセンブリの一端部において、制御棒に
対して動作可能に固定されている。ピストンヘッドは、
ピストンアッセンブリの第２の端部に配されている。好
ましい形態としては、駆動ピストンハウジング内の一方
向への動きに対して駆動ピストンの各々を選択的にロッ
クするための手段が提供され、その中には、機械的そし
て水力学的の両方で動く起動エレメントが設けられてい
る。

【００１５】窒素タンクのような、加圧エレメントを備
えたアキュームレータが、水力学的制御流体の選択的加
圧を行うため、制御ライン上に設けられている。制御ラ
イン手段の中へと制御流体を導入するための手段が、充
填水ヘッダーを通じて提供される。逆止め弁手段は、制
御流体が各々の制御棒を炉心へと動かすべくアキューム
レータ手段により選択的に加圧される間に、制御用ライ
ンと制御用ラインの中に水力学的制御流体を導入するた
めの手段との間の流体流通、選択的に阻止するために、
水力学的制御ライン上に担持されているハウジングを含
んでいる。

【００１６】流体流路は、逆止め弁ハウジングと、制御
流体流路を介して相互に選択的に連通する複数の流体通
路によって画定されている。弁座は逆止め弁ハウジング
上に画定され、弁ヘッドは逆止め弁ハウジングの中に配
されて、逆止め弁ハウジングが逆止め弁座に対して密封
的に保持される第１の位置と、弁ヘッドが逆止め弁座か
ら離れて配されており、複数の流体通路がアキュームレ
ータ手段に充填するため制御ライン中への制御流体の伝
達を許可するよう流体流路を介して流体連絡している第
２の位置との間で移動できる。抵抗手段が、第１および
第２の位置間における逆止め弁ヘッドの動きに抵抗する
ために、弁ヘッド上に外的に画定されており、また弁ヘ
ッドはさらに、逆止め弁ヘッドが第２の位置にあるとき
に各々の流体通路との連続的な流体連絡のため抵抗手段
を横切る、少なくとも一つの流体フロー通路を画定して
いる。

【００１７】

【実施例】最初に、図１を参照すると、そこには内面部
１２を備えた原子炉容器ハウジング１１を包含する原子
炉１０の中で使われるロッキングピストンの駆動システ
ム１００が開示されている。炉心領域１３は、内面部１
２の内部で、そしてガイドチューブ１４の内面に配され
る制御棒１５を包含する。

【００１８】図２の概略図によれば、本発明の原子炉１
０が、制御棒の各々に１つずつの、多数のロッキングピ
ストン駆動システム１００を有していることは、勿論、
認識されることであろう。

【００１９】炉心領域１３は、内部へ延びている一連の
円柱形のガイドチューブ１４に連結する炉心プレート１
３Ａ上にあり、それぞれのガイドチューブ１４は、炉心
領域１３の内部へ向いた第１の端部１６を有し内方へと
延びる制御棒１５を収容する。それぞれの制御棒１５の
第２の端部１７は、連結器１８により、原子炉容器ハウ
ジング１１を介しその内面部１２の中へ延びている、駆
動ピストンハウジング１９内部の駆動ピストンアッセン
ブリ２０へ固定されている。

【００２０】駆動ピストンアッセンブリ２０は、複数の
ピストン部材２１，２２，２３及び２４からなり、これ
ら各ピストン部材は、上方を向いて周方向に延在する前
部傾斜面２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ及び２４Ｂをそれぞれ
に有し、これらは駆動ピストンハウジング１９内部から
横方向に突出する、コレットヘッド２７上の対応輪郭の
傾斜面２８と接触する。駆動ピストンアッセンブリ２０
が、駆動ピストンハウジング１９と、原子炉容器ハウジ
ング１１の内面部１２を通じて上方へ動かされると、そ
れぞれの前部傾斜面２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ及び２４Ｂ
は傾斜面２８に接触係合して、コレットヘッド２７の外
方側の終端にあるリング２９へと延びるスプリング３０
を介して規定された横方向偏倚を克服する。

【００２１】同様に、駆動ピストンアッセンブリ２０の
ピストン部材２１，２２及び２３のそれぞれは、下方向
の動きと、原子炉容器ハウジング１１の内面部１２から
外への動きに対して、駆動システムアッセンブリをロッ
クするために、コレットヘッド２７の最上段の肩部分に
対して選択的に固定される、下向きで周方向に延在する
ラッチ面２１Ａ，２２Ａ及び２３Ａを有している。

【００２２】最下段のピストン部材２４は、そのような
下向きのラッチ面を有していないが、最下端には拡大さ
れたピストンヘッド２５を有している。

【００２３】駆動ピストンアッセンブリ２０の選択的ロ
ッキング手段２６は、スプリング３０と、コレットヘッ
ド２７と、それぞれに対応するピストン部材２１，２
２，２３及び２４それぞれの肩部又は表面部、すなわち
２１Ｂのような傾斜面と２１Ａのようなラッチ面とを包
含する。

【００２４】駆動ピストンアッセンブリ２０は、ガイド
チューブ１４を通じて制御棒１５それぞれを動かすため
に、駆動ピストンアッセンブリ２０を上方へと動かすべ
くピストンヘッド２５に印加される水力学的加圧によっ
て、上方へ付勢される。そのような水力学的加圧は、ヘ
ッダー導管５１の中へ伝達され、そしてヘッダーライン
５１Ａにより逆止め弁アッセンブリ５０に入る充填水、
即ち制御流体の使用によって印加される（図１及び図３
(c)）。逆止め弁アッセンブリ５０は、流体制御用のア
キュームレータ４７への開口部４６Ａによって、制御用
のライン４６へ延びている。このアキュームレータ４７
は、制御流体の与圧のためにライン４８を通じてアキュ
ームレータ４７へ導入された、例えば窒素のような圧力
流体から制御流体を分離するシーリングプレート４７ａ
を包含する。ライン４８は、適切な量の例えば窒素のよ
うな圧力流体を包含するタンク４９へ延びている。

【００２５】制御用のライン４６は、横向きの"Ｔ字形"
４５において、入口弁４３に通ずるライン４４へ延び、
ソレノイド付勢であってもよいこの入口弁４３は次い
で、逆止め弁手段３５のハウジング３７の中に開口部３
６を通じて収容されるライン３８へ延びている。逆止め
弁手段３５は、通常は開口部３４にシール係合している
球状弁ヘッドエレメント６２を包含し、また開口部３３
から原子炉容器ハウジング１１の内面部１２の中へ通じ
るライン３２を受容している。

【００２６】第３の開口部４０が、駆動ピストンハウジ
ング１９の最下端へと、ピストンヘッド２５の下側に延
びるライン４１の受け取りのため、逆止め弁手段３５の
ハウジング３７の中に配置されている。

【００２７】ライン３９は逆止め弁手段３５の上方のラ
イン３８から延び、制御棒１５が引き下げられることを
可能にしている。

【００２８】このように、水圧制御ライン手段３１は、
制御用のライン４６と、ライン４４，３８及び４１を包
含する。

【００２９】図３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）、並びに図
４（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、好ましい逆止め弁アッ
センブリ５０を示している。この逆止め弁アッセンブリ
５０は、中空の内面と、半円状に輪郭がとられた内表面
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃそして３６Ｄを有するハウジン
グ５０Ａを備えている。輪郭がとられたそれぞれの内表
面３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ及び３６Ｄは、それぞれの内
表面を分離している僅かに湾曲した対応する内径肩部３
６Ｋを持っている（図３（Ａ））。

【００３０】図３（Ｂ）及び図４（Ａ）に示されている
ように、球状エレメントである弁ヘッド５２上には、弁
ヘッド５２とその弁座５３の間の頂点の接点５２Ｂから
１８０度にある中心点５２Ａにおいて、平面プレート部
材５７が固定されている。平面プレート部材５７は、例
えばスポット溶接、押出成型または樹脂固定の使用など
の公知手段のうちの何れか一つにより、球状エレメント
である弁ヘッド５２に固定されている。図３（Ｂ）、
（Ｃ）、４（Ａ）及び（Ｂ）の中で開示されているよう
に、抵抗手段５６は、球状エレメントまたは球状の弁ヘ
ッド５２の上の平面プレート部材５７からなる。平面プ
レート部材５７は、ハウジング５０Ａの上のそれぞれの
内径の湾曲した表面３６Ｋのそれぞれ、即ち平面プレー
ト部材５７の外径部分５８と流体フロー領域を提供する
湾曲した表面３６Ｋとの間の領域へ向かって延びるが、
接触はしていない外径部分５８を有している。同様に、
延出した一連の半円エレメント５８Ａが、平面プレート
部材５７の周りに備えられ、それぞれ輪郭付けられた内
表面３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ及び３６Ｄを通じて収納さ
れる。この場合にもまた、半円エレメント５８Ａのそれ
ぞれの平滑な縁部又は外側表面は、対応する内表面３６
Ａ，３６Ｂ，３６Ｃまたは３６Ｄと接触せず、それらの
間に付加的な流体フロー領域をもたらしている。

【００３１】図４（Ｂ）に示されているように、弁ヘッ
ド５２は、弁座５３上にシール係合する位置５４に示さ
れている。弁ヘッド５２は、図３（Ｃ）に示されている
如く、以下に論じられるようにアキュームレータ４７を
再充填している間は、弁座５３上のシール係合から外さ
れた非シール位置で示される。

【００３２】図３（Ｃ）に示された位置にあるとき、弁
アッセンブリは、逆止め弁アッセンブリ５０のハウジン
グを通る流路４２（図７）を提供し、充填水ヘッダー導
管５１からライン５１ａを通じて逆止め弁アッセンブリ
５０に入る制御流体が、制御用のライン４６を通じてア
キュームレータ４７へ伝達されるようにする。

【００３３】図２に示されているように、複数のアキュ
ームレータ４７はそれぞれのラインを通じて、逆止め弁
アッセンブリ５０に連絡し、加圧ポンプ６４によって駆
動される。

【００３４】図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されているよう
に、球状エレメントである弁ヘッド５２の代替形態は、
球状である弁ヘッド５２の円周付近のラインに沿って配
される一連の半円系エレメント６３を含む。開示されて
いるように、半円エレメント６３は、そのようなエレメ
ント６３が４つ提供されるように、球状エレメントであ
る弁ヘッド５２の周囲に配されている。代わりに、その
ような半円エレメント６３の一対を図６に示されている
ように球５２の中心線上の外面の周りに沿って相互に１
８０°の位置で配してもよい。

【００３５】本発明の抵抗手段５６は、所望の流速また
は所望の種類の流体及びフローに適応するように構成で
きる。そしてかかる抵抗手段の幾何学的形態はもちろ
ん、選択される弁ヘッドエレメントのタイプ、すなわち
球、円錐形エレメント、栓状その他、並びに弁ヘッドエ
レメントのためのハウジングの形状によって決まる。従
って、本発明に取り入れるについて満足できる抵抗手段
と、弁ヘッド及び弁座エレメントを提供するため、次に
掲げる計算を利用することができる。：弁ヘッドと弁ハ
ウジングとの間のギャップが、以下により定義される場
合、栓（プラグ）形の弁ヘッドが提案される。

【００３６】ｇ＝（12μＱ高さ／ΔＰ周囲長）^1/3 ｇ＝ギャップ間隔 μ＝流体の粘度高さ＝プラグの真っすぐな側面の高さ（頂部のエレメン
トを除く）Ｑ＝流量 ΔＰ＝圧力降下；移動する駆動弁ヘッドの重さを突出領
域で除したものより大きくなくてはならない。

【００３７】周囲長＝弁ハウジングの内周囲長この等式は、移動する駆動弁ヘッドを通過する流れにつ
いて定義されたレイノルズの数が次の層範囲にある流体
に適用できる。

【００３８】Ｒｅ＝Ｐｖｑ／μ＝（ＰＱ／μ周囲長）＜２０００Ｖ＝流速今、図８，９及び１０を参照すると、本発明に取り入れ
られる弁アッセンブリ図３（ａ），（ｂ），（ｃ）並び
に図４（ａ）及び（ｂ）で用いたのと同じ番号を用い
て、栓（プラグ）形式の弁ヘッドと共に示されている。
図９に示されているように、弁ヘッド５２は拡張された
直径の頂上部５７Ａを有し、図８に示されている完全な
構成を有するプラグの形式である。プラグ形である弁ヘ
ッド５２は、内方下部に斜角をつけられた肩７１へ延び
る細長い外径７０を有し、肩７１はハウジング５０Ａ上
の対応する内方に延びる肩部材７６と接触して、差し込
み弁ヘッド５２とその対応するハウジング５０Ａとの間
のシール係合点である弁座５３を与える。同様に、ハウ
ジング５０Ａは、延長された内径壁７３を有し、内径壁
７３は、下部が傾斜していて垂直面７５で終結している
短い肩７４へと延び、この垂直面７５は次いで、弁ヘッ
ド５２が図９に示す位置にある時のプラグ形弁ヘッド５
２とのシール係合点である弁座５３を有する水平の肩７
６へと延びている。肩７６は内方に延長し、プラグ形弁
ヘッド５２の終端７２の下側に流体流路を定める鉛直の
内径壁７７で終端している。

【００３９】水圧制御ライン手段８の内部の圧力が、正
常量未満に下がった場合、原子炉容器ハウジング１１の
内表面１２の内側の圧力が、開口部３３を通じて逆止め
弁手段３５に通じるライン３２の中に伝達され、そして
ピストンヘッド２５の下面全体に圧力を印加するためラ
イン４１の中に伝達され、ロッキングピストン駆動シス
テム１００のバックアップ付勢をもたらすことが認識さ
れるであろう。

【００４０】

【作用】ロッキングピストン駆動システム１００の付勢
の前には、駆動ピストンアッセンブリ２０と各制御棒１
５は、図１に示すようにして原子炉１０内部に配置され
る。

【００４１】原子炉１０の緊急遮断の場合、入口弁４３
へと伝達がなされ、そして入口弁４３はライン４４と３
８との連絡を開く。これが起こると、球状弁ヘッドエレ
メント６２は弁座に移動され、開口部３４が阻止され
て、制御流体はライン３８と４１からピストンヘッド２
５へ入る流体がアキュームレータ４７から制御用のライ
ン４６，４４，３８及び４１を通ってピストンヘッド２
５へ通過すると、ピストンヘッド２５の下方と、駆動ピ
ストンハウジング１９内部の圧力は増大され、ピストン
ヘッド２５を上方へ移動させて、ピストン部材２１，２
２，２３及び２４をガイドチューブ１４内で上方へ移動
し、制御棒１５を炉１０内部の安全な位置に移動させ
る。

【００４２】ピストンヘッド２５が上部へ動くと、アキ
ュームレータ４７並びに制御用のライン４６，４４，３
８及び４１の内部の圧力は、約１,８００p.s.i.g.から
約１,１００p.s.i.g.へ急速に減少する。従って、充填
水ヘッダー導管５１内部の圧力は、制御用のラインとア
キュームレータ４７内部の圧力を超えることになり、弁
ヘッド５２を弁座５３上でのシール係合から追いやっ
て、弁ヘッド５２を図４（Ｂ）に示す位置から図３
（Ｃ）に示す位置へ動かす。このとき逆止め弁アッセン
ブリ５０内には流路４２が確立され、制御用のライン４
６を通じてのアキュームレータ４７への充填水または制
御流体の伝達によって、アキュームレータの再充填を可
能にする。流体弁ヘッド５２の外側を通過し、また流体
フロー領域３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ，３６Ｈ，３６Ｉお
よび３６Ｊ内を通過する。

【００４３】しかしながら、球状エレメントである弁ヘ
ッド５２は、平面プレート部材５７を含むので、流体フ
ローの力学は変更され、弁ヘッド５２の下方から平面プ
レート部材５７の頂点へと弁ヘッド５２を横断する流体
フローには抵抗が生じ、弁ヘッド５２の運動が”減衰”
される。ハウジング内でのすばやい上下動とは全く異な
って、球状エレメントである弁ヘッド５２と平面板部材
５７は、ハウジング内の中央位置に効果的に浮遊させら
れ、従来の円弧状部分による”チャタリング”の影響は
回避される。アキュームレータ４７が、適度に再加圧さ
れたならば、弁ヘッド５２は落下し、再び弁座５３の上
にシール係合するようになる。

【００４４】本発明は、詳細に説明された上記特定実施
態様に基づいて述べられているが、これは例示のための
みのものであり、本発明はこれらに決して限定されるも
のではないことが理解されねばならない。なぜなら代替
的な実施態様とその操作技術は、これらの開示に鑑みれ
ば、当業者には明らかであるからである。従って、述べ
られた本発明の思想から逸脱することなく、設計変更を
構成できることが予測される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロッキングピストンの駆動システムの
概要図である。

【図２】多数の駆動ピストンのための複数の用法を説明
する本発明のロッキングピストンの駆動アッセンブリの
概要図である。

【図３】図３Ａは、本発明の逆止め弁アッセンブリのた
めのハウジングの下方へみた断面図である。図３Ｂは、
ハウジングの内部に配されている弁ヘッドエレメントを
示す、図３Ａと類似の図である。図３Ｃは、図３Ａおよ
び図３Ｂ中に示されている弁アッセンブリの断面図であ
る。

【図４】図４Ａは、本発明の球状の弁ヘッドの外面斜視
図である。図４Ｂは、ハウジングの内部に配された状態
の図４Ａの球状弁ヘッドを示す図である。図４Ｃは、よ
り低い点から上方へと弁ヘッドプレート部分に向けて見
た場合に得られる、図４Ａに示されている球状弁ヘッド
部分の図である。

【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の球状弁ヘッド
の代替の形状を示す斜視図である。

【図６】図６は、本発明に取り入れるためのさらに別の
代替実施例を示す球状弁ヘッドの斜視図である。

【図７】図７は、図１の原子炉ロッキングピストンの駆
動システム中で利用される弁アッセンブリの代表的な先
行技術を示す図である。

【図８】図８は、本発明に取り入れられた弁アッセンブ
リの好ましい代替実施例の、下方へみた断面図である。

【図９】図９は、図８の９−９線における断面図であ
る。

【図１０】図１０は、図８の10−10線における断面図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉心領域を有する原子炉容器を選択的に
遮断するためのロッキングピストンの駆動システムであ
って、 (1)原子炉ハウジングと、 (2)前記原子炉ハウジングの内部に配された複数のガイ
ドチューブと、 (3)前記ガイドチューブの各々の内部に同心に収容さ
れ、第１及び第２の端部を有し、前記第１の端部が前記
炉心領域と連通する制御棒と、 (4)前記原子炉ハウジングを通じて延びる複数の駆動ピ
ストンハウジングと、 (5)前記駆動ピストンハウジングの各々の内部に配さ
れ、一方の端部及び前記制御棒の前記第２の端部におい
て前記制御棒に関して動作するよう固定され、他方の端
部にピストンヘッドを有する駆動ピストンアッセンブリ
と、 (6)前記原子炉ハウジング及び前記ピストンヘッドへと
延び、前記駆動ピストンを操作すべく水力学的制御流体
を伝達するための水力学的制御ライン手段と、 (7)前記水力学的制御流体を選択的に加圧すべく前記水
力学的制御ライン手段上の加圧エレメントを包含するア
キュームレータ手段と、 (8)前記制御ライン手段の中に、水力学的制御流体を導
入するための手段と、 (9)前記水力学的制御流体を導入するための手段の下流
にあり、前記水力学的制御ライン手段上のハウジングを
含み、前記ピストンヘッドと前記制御棒を前記炉心領域
へと移動すべく前記制御流体が前記アキュームレータ手
段により選択的に加圧された場合に前記水力学的制御ラ
イン手段と前記制御ライン手段の中へと前記水力学的制
御流体を導入する前記手段との間の流体連通を選択的に
阻止するための逆止め弁手段と、 (10)前記逆止め弁ハウジングを通る流体流路と、 (11)前記流体流路を介して、相互に選択的に連通する複
数の流体通路と、 (12)前記逆止め弁ハウジング上に画定されている弁座
と、 (13)前記逆止め弁ハウジングの中に配される球状弁ヘッ
ドであって、前記弁ヘッドが前記逆止め弁座に関して密
封保持されている第１の位置と、前記逆止め弁ヘッドが
前記逆止め弁座から離れて配されており前記複数の流体
通路が前記流体通路を介して流体連通し前記アキューム
レータ手段に充填するために前記制御ライン手段へと制
御流体の伝達を可能にする第２の位置との間で移動可能
である弁ヘッドと、及び (14)前記第１および第２の位置の間における前記逆止め
弁ヘッドの動きに抵抗するために、前記弁ヘッドの上に
外的に画定されている抵抗部材とからなり、前記球状逆
止め弁ヘッドがさらに前記逆止め弁ヘッドが前記第２の
位置にある場合に前記流体通路の各々との連続的な流体
連絡のために前記抵抗部材を横切る少なくとも一つの流
体フロー通路を画定するシステム。
【請求項２】前記駆動ピストンハウジングにおける一
方向への動きに対して前記駆動ピストンの各々を選択的
にロックするための手段をさらに含むものである請求項
１記載のロッキングピストン駆動システム。
【請求項３】前記球状弁ヘッドがボールエレメントで
あり、前記抵抗手段が、前記ボールエレメントに固定保
持されると共に前記弁ヘッドと前記弁座の間のシール係
合点の中心線から１８０度に配されている中心点を有す
る平面プレート部材を含み、前記平面プレート部材が複
数の外径を有し、それぞれの外径が前記ハウジングの内
径未満である請求項１記載のロッキングピストン駆動シ
ステム。
【請求項４】前記球状弁ヘッドが、球状ボールエレメ
ントである請求項１記載のロッキングピストン駆動シス
テム。
【請求項５】前記球状弁ヘッドが球状ボールエレメン
トであり、前記抵抗手段が前記球状ボールエレメントの
外部に延在する複数の突出部を含む、請求項１記載のロ
ッキングピストン駆動システム。
【請求項６】前記複数の突出部が前記球状ボールエレ
メントによって、前記弁ヘッドと弁座との交点における
シーリング点に画定されるラインに対して水平に配置さ
れる平面を有する前記球状エレメントを通るラインに沿
って担持されている、請求項５記載のロッキングピスト
ン駆動システム。
【請求項７】ハウジングと、該ハウジングを通る流体
流路と、該流体流路を介して相互に選択的に連通する複
数の流路と、前記ハウジング上に画定された弁座とを有
する逆止め弁アッセンブリにおいて、前記ハウジング内に配置され、弁ヘッドが前記弁座に対
してシール保持される第１の位置と、前記弁ヘッドが前
記弁座から離して保持され前記複数の流路が前記流体流
路を介して流体連通する第２の位置との間で可動な球状
弁ヘッドと、前記球状弁ヘッドが前記第１と第２の位置
との間での前記弁ヘッドの移動に抵抗すべく外的に画定
された抵抗手段を含み、前記球状弁ヘッドがさらに、前
記抵抗手段に隣接し前記流路の各々と選択的に流体連通
する少なくとも一つの流体流路を画定する、改良型逆止
め弁アッセンブリ。
【請求項８】前記ハウジングが第１の連続する内径を
有し、前記球状弁ヘッドが球形ボールエレメントであ
り、前記抵抗手段が前記ボールエレメントにより固定的
に担持されると共に前記弁ヘッドと前記弁座との間のシ
ール係合点における中央ラインから１８０度に配置され
た中央点を有する平面プレート部材を含み、前記平面プ
レートが複数の外径を有し、各々の外径が前記ハウジン
グの内径未満である、請求項７の改良型逆止め弁アッセ
ンブリ。
【請求項９】前記球状弁ヘッドがボールエレメントで
あり、前記抵抗手段が前記ボールエレメントに担持され
外方へと突出する複数の突出部を含む、請求項７の改良
型逆止め弁アッセンブリ。
【請求項１０】前記複数の突出部が前記ボールエレメ
ントにより、前記弁ヘッドと前記弁座との間のシール係
合点における交差部分に画定されるラインに対して水平
方向に配置された平面を有する、前記ボールエレメント
を通るラインに沿って担持されている、請求項９の改良
型逆止め弁アッセンブリ。
【請求項１１】前記球状弁ヘッドがボールエレメント
であり、前記抵抗手段が前記ボールエレメントにより担
持され外方に突出して画定された一連の突出部を含む、
請求項７の改良型逆止め弁アッセンブリ。