JPS60129486A

JPS60129486A - 原子力配管システム

Info

Publication number: JPS60129486A
Application number: JP58234278A
Authority: JP
Inventors: 水野　貞男
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1985-07-10

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】〔発明の利用分野〕本発明は、流体式防振器に係り、特に原子炉の如く、メ
インテナンスのために常時立ち入ることが難しい施設に
おいて、放射線による作動流体歩シール材の消耗劣化が
生じ、防振器として機能喪失が問題となる重要な機器、
配管の耐震用防振器に関するものである。特に、ＦＢＲ
の如、く、冷却系室内は、放射線照射が、１．ｏ７”Ｂ
にも達つし、かつ室内の事故時の温度も２００℃を長期
に亙って越えるようなプラントにおいては、油やグリー
スを用いた防振器では、機能保持力へ難し％Ｎので、こ
のような、高放射線照射下及び高温下の４（受器・配管
の防振器に適用できるものに関する。また、全く接近不
可能となるＦＢＲの原子炉容器室内Ｎ）主要機器に設け
られるガードへることか可能な防振器に関している。更しこ、本ｌｌ／
ｉ振器は、ＦＢＲの原子炉容器内の構造物に士）適用で
きる。この場合は、一般に常時高−となり、冷却材のす
１ヘリウムをそのままシリンダー内しこと番】込み作動
流体とすることも可能で、適切なガス抜きを行えるよう
にすれば、密封しない開放型とすることもできる。　。

〔発明の背景〕

従来の原子カプラント用の防振器は、流体式としては、
化学プラント、石油プラント、火力ブラン１へ等の一般
プラントに使用実績の多Ｖ）油竺式フ）１用いられてい
た。第１図は、その代表的な構成を示す。すなわち、シ
リンダー１内にピストン２カ〜挿入されており１作動流
体として油３が封入されている。ピストン２にはピスト
ンロッド４が連結されており、シリンダーの片側端を貫
通して外部に取り出されている。当該貫通部には、油３
のリーク９を防止するため、０リングなどのシール５が
取付けられている。防振作用は、シリンダー１とピスト
ンロッド４との間で発生させられる。作動の原理を説明
すると、今回中の矢印Ｃの方向に急速なピストンロッド
４の変化が生じると、シリンダーＡ内の油が圧縮され、
油は、バイブロを通じて、制御弁機構７の入口Ｐ点に流
入する。第２図は、制御弁機構の一例を示す。本図に示
すものはオリフィスタイプと通常呼ばれるものであり、
この働きは、今の場合は、Ｐ点側から流入する油の量を
絞り、流動を抑制してシリンダーＡ側の圧力を保持し、
抵抗を発生することにある。すなわち、シリンダー内に
、オリフィス弁１１があり、今Ｐ側から油が流入する場
合は、オリフィス弁１１は、Ｐ側の圧力とスプリング１
５により弁座１２に着座させられているため、油は、小
さなオリフィス孔１３より少しずつ流れる。これに対し
て第１図のＢ側は、逆に負圧になると同時に、バイブロ
を通じＱ点側に続いているので、Ｑ点側のオリフィス弁
は圧力差により開となり、第２図の細線の矢印で示すよ
うに油は、オリフィス孔■３より大きな涌油孔１４を通
して自由に流れることになる。従って、負圧は、比較的
におさえられ、油の沸とうなどは発生しないようになっ
ている。

Ａ側の高圧力のみが保たれるようになっている。

Ａ側の高圧力は、ピストン面に加わり、ロンドの反力と
なって現われる。矢印Ｃとは逆に動く場合は、上述の全
く逆の様子となり、Ｂ側の高圧力が保持され反力が出る
。この繰返しが、振動入力であり、相対する防振力が発
生する。尚、制御弁機構７は、Ｒ点において、オイルタ
ンク８に結合されている。オイルタンク８には通気孔１
０が設けられている。このオイルタンク８は、温度変化
などによる油の体積変化を補償する役目、分解ガスが発
生した場合の油の補給、ガス抜き及び油の漏洩９による
減量分の補給などの役目を有する重要な機構である。

以上が、従来型油圧式防振器の基本構成と作動原理であ
る。尚、第３図には、制御弁機構７の別の型式を示す。

これは、ポペット弁タイプと呼ばれ、先の、オリフィス
弁の代りに、切り溝１７を有するポペット弁１６が用い
られている。中味の構成及び作用原理は、オリフィスタ
イプとほぼ同じであるので省略する。

本方式のように防振器においては、以下のような技術的
な欠点がある。

（ｉ）原子カプラントのような放射線照射下においては
、油の分解により、シリンダー内にガスが発生して防振
性能の喪失を生じる。また、油の分解により、油量が減
少したり、シール部の放射線劣化による油漏洩により油
の喪失を生じ防振器として役に立たなくなる。

（ｉｉ）ＦＢＲのプラントにおいては、事故時の特殊な
条件下において、２００℃を越える温度となるため、油
を用いたものでは、長期に使用できない。

（ｉｉｉ）油の分解ガスの放出、シリンダー内の油の減
量分を補給するオイルタンクを設けるが、このタンクに
は、通気孔があるため、防振器の取付け１、取外しにお
いて、当該通気孔よりの油漏れなどがないようにすると
同時に、取付姿勢が、ガス抜きを考慮して制限される。

また、オイルタンク内の空気がシリンダー内に入って抜
けなくなるので、運搬等においては、空気の混入がない
ようにタンク入口部の弁を閉じたり、盲プラグをしたり
する必要がある。

（ｉｖ）第１図に示した油圧防振器においては、Ａ側と
Ｂ側のピストンの受圧面積が、ピストンロッドの分だけ
Ｂ側が少ないので、引張、圧縮変位をロンドに加える部
分、性能のアンバランスが生じやすく、また、シール部
があり、Ｂ側は、高圧力に対して、漏洩しやすい。

尚、防振器としては、上述の如き流体式の他に、油を珀
いないメカニカルスナツバが原子力用とし開発されてい
るが、機械的な摺動部に対して、潤滑材を必要としでお
り、グリースが用いられているため、放射線照射の条件
下において完璧とは云えないし、ＦＢＲの如き照射量が
１０１０近くまで達する場合には、油を基本としたグリ
ースは、２〜３年程度で交換をしなければならないと云
う欠点を有する。また、高温に晒されるとグリースの寿
命が更に短かくなり、焼付きなどの故障を生じる欠点が
ある。このような状況下において、メカニカルスナツバ
の摺動部に固体潤滑を施すなどの方式もあるが、未だ研
究の段階で十分に実用段階に達していない。

放射線に対して、このような固体潤滑は比較的に強いが
、高温に対しては必ずしも十分ではなく、２００℃程度
が耐え得る限度と云う欠点がある。また、メカニカルな
スナツバは、摺動部の固着、異物の噛み込みなどにより
作動不良を発生する可能性が高く、プラントの稼働にと
もなう配管、機器の熱膨張変位を拘束すると云う問題が
ある。プラントの設計−ヒまれにしか発生しない大地震
に対して、油の喪失により防振効果が出ない恐れの大き
い油圧式に比べ、メカニカルスナツバは、プラントの稼
働上、必然的に繰返して発生する熱変位を拘束すると云
う故障が発生しやすい欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、原子カブランＩ〜の機器、配管等の防振器に
関し・で、高い放射線照射下においても劣化を生じず、
また、高い雰囲気温度でも使用できるメインテナンスフ
リーの流体式防振器を提供し、高耐震性の原子力配管シ
ステムを提供するにある。

〔発明の概要〕

従来の油圧防振器は、高い放射線照射下において、作動
流体の油やシール材が分解したり劣化したりするため、
使用中に分解点検し、修理する必要性があった。また、
プラントの事故時における高い温度には長期に亙“つて
耐えられず、分解点検修理を要するなどの欠点があった
。そこで、本発明は、このような欠点を以下の考え方で
克服するようにしたものである。

（１）作動流体として放射線による劣化のない高温使用
可能な液体金属を用いるものとした。常温においても液
体である必要のある場合は、ナトリウムとカリウムの合
金であるＮ　ａ　Ｋか水銀を用いる。そうでない場合は
、ナトリウム、カリウム、鉛合金などを用いるものとし
た。

（１；）油圧防振器の構造は、一般に一個のシリンダー
に１個のピストンを挿入し、ピストンの両側で、ピスト
ンの往復運動に対する抵抗を生せしめる形式としている
ため、ピストンロブ下がシリンダー片側端を貫通してい
る。この貫通部には、Ｏリングシールを用いているが、
ロッドの挿入、引抜きによる油の漏洩がどうしても生じ
ることになる。このシール部に、バックアップとして、
ベローズなどの金属可撓性シールを溶接などにより取付
け、完全密封構造とする。往復運動させない片側だけの
場合は、シリンダとピストンとの間隙からのリークをバ
ックアップするため、ベローズやダイヤフラムを用いた
金属シールとし、密封する。

以」二のような構造構成とすることにより、高放射線照
射下でかつ高温雰囲気においても、メインテナンスを全
く必要とせず、長期に亙って使用できる信頼性の高い流
体式防振器が得られ、それを配管系に取付けて、原子力
配管の耐震信頼性を格段に向上できる技術的メリットが
ある。

第５図は、本発明の別の実施例を示す。本方式の防振器
は、図中の矢印Ｆの方向に押す場合のみ反作用を生じる
片ぎきの防振器である。そのため第４図に示したものと
基本構成は同じであるが、制御弁機構７は、第２図及び
第３図に示したものの半分でよいことになる。また、ベ
ローズ１９内にリークしたシリンダ内作動流体１．８は
、パイプ２０を通して、タンク８のＲ点検に回収する。

本構造は、片ぎきの効果しかないが、複数個対に用いれ
ば、振動荷重の如く往復士のある荷重に対しても防振効
果を有する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、放射線照射下で、かつ高温に雰囲気に
おいて、メインテナンスめ全く必要のない、配管、機器
用の流体式防振器を得ると云う効果がある。また、流体
式防振器であるため、事故時の高温などに晒されても、
固着したりして、熱変位を拘束して問題となると云う心
配が不要な防振器を得ると云う付随的な効果を得る。更
に、従来の防振器では、考えられなかった原子炉容器内
などの内部構造物の耐震支持装置を、通常の配管、機器
用に用いているものと同じ形式のものとして取付けられ
ると云う効果があり、耐震性の優れた原子力配管システ
ムを得るだけでなく、耐震性の鰯れた原子力機器システ
ムを得られると云う付随的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による油圧式防振器断面図。第２図及び第３図は従来技術による制御弁機構図、第４
図及び第５図は本発明による実施例を示す図である。１・・・シリンダー、２・・・ピストン、３・・・油、
４・・ピストンロッド、５・・・○リングシール、６・
・・パイプ、７・・・制御弁機構、８・・・オイルタン
ク、９・・・リーク、１０・・・通気孔、１１・・・オ
リフィス弁、１２・・・弁座、１３・・・オリフィス孔
、１４・・・通油孔、１５・・・スプリング、１６・・
・ボペッ１−弁、１７・・・切り溝、１８・・・作動流
体、１９・・・ベローズ、２ｏ・・・パイプ、荊１図階２図 ′１　１１摺３図も４日

Claims

【特許請求の範囲】 ■、ピストンロンドのシリンダ貫通部又はビスＩ〜ンと
シリンダ間隙部に、ベローズなどの金属可撓性シールを
用いて完全密封構造とした流体防振器を用いたことを特
徴とする原子力配管システム。２、特許請求の範囲第１項において、液体金属を用いた
ことを特徴とする原子力配管システム。