JP2551655B2

JP2551655B2 - 圧抜き弁

Info

Publication number: JP2551655B2
Application number: JP1100373A
Authority: JP
Inventors: ジョージ・アイボ・スコダ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: US4815697A; EP0338853A2; JPH01316569A; EP0338853A3

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、圧抜き弁に関する。特に、弁座に作用する
圧力に関係なく、操作すると直ちに開く漏止めの圧抜き
弁が開示されている。

＜従来の技術＞沸騰水型原子炉は、公知である。新設計品又はいわゆ
る「単純化沸騰水型原子炉」は、複雑化を最小にして運
転過渡状態に対応するように設計されている。

対応を必要とする運転過渡状態の１つは、原子炉が直
ちに圧抜きされることを必要とする。この形式の過渡状
態の特徴は、スクラム（緊急停止）しない過度変動（AT
WS）である。この形式の過度シナリオにおいては、その
過渡状態中に制御棒が挿入されるべきであったにもかか
わらず挿入されていないと仮定されている。同時に、炉
心は、冷却材喪失のため遮蔽なしとなる危険状態にある
とも仮定されている。減速用冷却水によって炉心を浸す
ことが少なくとも炉心の一時的制御のために必要であ
る。

炉心浸水は、重力サプレッションプールから供給され
る。通常、重力サプレッションプールは、原子炉容器の
上方に配置されているので、炉心に進入する重力水流
は、十分に過渡事象を制御する。減速水が原子炉に進入
することができるように、原子炉の圧力は、原子炉を浸
水するために導入されている水の静水頭よりも適当に低
くなければならない。この水は、大気圧に近いので、原
子炉内の圧力は、実質的に瞬時に放出されるべきであ
る。設計には、スクラムしない過渡変動が原子炉の全運
転状態時に適切でなければならないことが必要である。
例えば、過渡変動は、全出力運転圧力中と同様に原子炉
運転開始中（原子炉の圧力が極めて低いとき）に起こり
得ることを仮定しなければならない。原子炉の運転圧力
が低いときのシナリオを考えれば、この圧力が必要な冷
却材の進入を防止するのに正に十分であり得ることは、
直ちに理解されよう。

しかしながら、大多数の圧抜き弁は、その開弁力の一
部として、圧抜きしなければならない圧力に依存してい
る。本明細書で要求される圧抜きには、上述の依存は不
可能である。明言すれば、要求される圧抜き弁は、原子
炉内にどのような圧力が存在しているかに関係なく開か
なければならない。

安全弁及び圧抜き弁のような常閉弁は、しばしば漏出
事故を起こす。小さな漏出事故は、ときに許されること
もあるが、この漏出事故は通常、大きな漏出事故に発展
する。これは、いくつかの理由で極めて好ましくない。
これは、放射性水蒸気がドライウェルから出るのを許し
てしまい、原子力プラント全体の効率を低下させ、低温
に維持されるべきサプレッションプールを加熱する。

＜発明の概要＞単純化沸騰水型原子炉内の圧力を完全に逃がすのに用
いられる圧抜き弁が開示されている。常閉であり且つ密
封された弁は、原子炉から弁座を通って圧抜きする管路
を画定している弁体を有している。密閉用弁ディスク
は、弁を常閉するように弁座に適合して形成されてい
る。

弁ディスクの下方に位置している弁座は、径方向に延
びている弁座アニュラスを有しており、弁座アニュラス
は、弁座によって画定されている開口内へ少しだけ突出
している。これに対応して、弁ディスクは、軸方向に突
出している弁ディスク・アニュラスを有しており、この
弁ディスク・アニュラスは、弁体の高圧側へ下向きに突
出している。リング状膜が継ぎ目なしに弁座アニュラス
及び弁ディスク・アニュラスに溶接されている。この膜
は、密封された弁座及び弁ディスクのＣ字断面形状の表
面全体に追従しており、漏出の可能性に備えて圧抜き弁
を密封している。

弁ディスクは、弁体の高圧側から延びている長尺の弁
ステムによって閉状態に保持されている。この弁ステム
は、弁ディスクと共に弁体の高圧側から離れる方向へ移
動したときに、弁体から直角方向に突出している吐出し
フランジに向けて弁を開かせる。

弁ステムは通常、弁板においてベローズで密封されて
おり、２つのスプリングによって付勢されるためにこの
弁ステムに一体形成されているフランジを有している。
第１のスプリングは、弁ディスクを覆っているハウジン
グの一部から上述の弁ステムのフランジに作用する。第
１のスプリングは、弁ステム及び弁ステムに付設されて
いるフランジを弁座から離れる向きに付勢することによ
り、いずれの原子炉圧力に対しても開弁させるように働
く。

第２のスプリング（皿バネであることが望ましい）
は、弁ステムの端部を取り巻いており、この端部に対し
て自由に移動するラッチ板に作用する。第２のスプリン
グは、第１のスプリングの付勢力及び弁ディスクに作用
するいずれの圧力にも打ち勝つ。従って、皿バネ状の第
２のスプリングは、そのスプリング力により弁を閉状態
に維持する。弁ステムに対して移動自在なラッチ板は、
弁ステムが温度エクスカーション中に熱膨脹できるよう
にする。

弁ステムを取り巻いているラッチ板は、弁ディスクか
ら遠い側の弁ステムの端部に付設されているボスによっ
て、外方への移動を制限されている。ラッチ板は、この
ラッチ板の周辺部に120゜ずつ隔てて設けられている３
つのラジアルラッチによって常閉される。３つのラジア
ルラッチの各々は、ピンに枢着されている。各ラジアル
ラッチは、弁を常閉する状態にラッチ板を維持するため
の短レバーアームと、中間位置枢軸と、カム従動子を有
している長レバーアームとを含んでいる。

円板が弁座及び弁ディスクの上方位置において弁体に
外設している。この円板は、弁体及びラジアルラッチに
対して回転自在である。この円板は、３つのＬ字形断面
切欠きカムを有しており、各切欠きカムは、ラジアルラ
ッチの端部においてカム従動子と係合している。

これらの切欠きカムは、Ｌ字形に形成されており、先
ず弁を常閉状態に維持するラッチ板をラッチする状態に
上述のラジアルラッチを維持するための円周カム面を含
んでいる。

上述の円板の電気機械的回転によって、Ｌ字形切欠き
カムの径方向に延びている部分は、それぞれ各カム従動
子が弁の中心の方へ径方向に移動するのを許容する。こ
のような移動により、ラッチ板の同時解除が短レバーア
ームによって行われる。このような短レバーアームによ
る解除により、ラッチ板は、機械的力を受けて上方へ移
動し、弁ステムの端部に設けられているボスを打撃す
る。

打撃された弁ステムは今度は、弁ディスクを引いて弁
座から離脱され、膜を引き裂いて開口させる。原子炉内
の流体圧がそれ自体では開弁に不十分な場合であって
も、圧抜き弁に接続されている原子炉の圧抜きは行われ
る。

他の目的、特徴及び効果本発明の目的は、漏出事故なしに長期間閉じたままに
維持することのできる圧抜き弁を提供することである。
これによれば、弁体は、弁ディスクを受けるための弁座
を画定している。弁座と係合するように形成されている
弁ディスクは、弁座に当接して、弁体の圧抜き側を閉じ
る。

弁座は、対面している弁ディスクの下方位置で、内方
へ突出している薄い弁座アニュラスを画定している。下
面において弁座の周辺部を取り巻いている弁ディスク
は、薄い弁ディスク・アニュラスを含んでいる。弁座ア
ニュラス、弁座、弁ディスク及び弁ディスク・アニュラ
スのすべては、平滑なＣ形断面の表面を画定している。

継ぎ目のない外側境界と、継ぎ目のない内側境界とを
有しているリング状膜が、弁座アニュラスと弁ディスク
・アニュラスとの間の平滑なＣ形断面表面全体と対面し
ている。リング状膜は、その継ぎ目のない外側境界にお
いて弁座アニュラスに溶接されており、内側境界におい
て弁ディスク・アニュラスに溶接されている。これによ
り、直ちに圧抜きするために弁座と弁ディスクとが離れ
ることによって破断による開口が可能となる膜シールに
よって結合された弁座とフランジとが得られる。圧抜き
弁の常閉運転期間と同時の、及びこの期間中の弁の漏出
事故は除去される。

弁座と弁ディスクとの組み合わせの効果は、弁座と弁
ディスク・アニュラスとが弁座及び弁ディスクへの膜の
継ぎ目のない溶接にとって理想的な個所に形成されるこ
とである。弁座と弁ディスクとは又、溶接された膜を該
当個所に設置したユニットとしてプレハブ構成すること
ができる。その後、プレハブ構成された弁座及び弁ディ
スクは、交換部分として弁体の残余部分に対して配置す
ることができる。弁座アニュラス及び弁ディスク・アニ
ュラスはそれぞれ、容易に加工でき、その後、容易に溶
接できる（電子ビーム溶接が望ましい）理想的表面を形
成している。

本発明の他の目的は、プラント運転によって引き起こ
される弁のすべての熱エクスカーション中に、弁ディス
クを確実に弁座に係合させるように維持するための弁ス
テムを提供することである。この本発明の特徴によれ
ば、長尺の弁ステムは、弁座と係合する弁ディスクに固
定されており、弁体の圧抜き側から離れる向きに、弁の
外方へ突出している。この弁ステムは、ガイド・シリン
ダによってガイドされて移動し、通常のベローズによっ
て密封されている。

弁ステムは、弁ステムの両端部と弁ディスクから遠い
方の弁ステムの端部に設けられているステム・ボスとの
中間にステム・フランジを画定している。

２つの対抗しているスプリングが、ステム・フランジ
に作用する。第１のスプリングは、弁体と弁ディスクに
隣り合う側のステム・フランジの側部との間で作用す
る。圧縮状態で作用する上述の第１のスプリングは、弁
内の全圧力に対して、弁ディスクを弁座から離脱させる
ように持ち上げ付勢する力を弁ステムに作用させる。

第２のスプリング（皿バネが望ましい）は、ステム・
ボムとこれに対向しているステム・フランジの一方の側
との間に存在している弁ステムを取り囲んでいるラッチ
板と、ステム・フランジの一方の側との間で圧縮され
る。この第２のスプリングは、第２のスプリングによっ
て発揮される付勢力により、第１のスプリングの力及び
弁ディスクが受ける圧力に打ち勝つ。従って、第２のス
プリング（皿バネ）は、弁を閉状態に保持する。同時
に、弁ステムとラッチ板とは、相対移動自在である。こ
の相対移動により、水蒸気は、弁の熱的エクスカーショ
ンの間に膨脹し収縮することができる。

本発明の他の目的は、原子炉内圧が低い起動サイクル
又は炉停止サイクルの一部を含めて原子炉の運転状態に
かかわらず常に開弁し得る圧力放出弁を提供することで
ある。従って、ラッチ板は、弁を閉状態に保持するロッ
ク機構によって保持されている。このラッチ板は、解除
されると、第１及び第２のスプリングの付勢力により弁
ステムに対して直ちに上方へ移動する。このように付勢
されたラッチ板は、弁ディスクから遠い側のステム・ボ
スの先端を打撃する。ラッチ板は、物理的「ハンマー」
の一撃をステム・ボスに与える。この上向きの物理的一
撃は、弁ステム及び弁ステムに付設されている弁ディス
クに作用し、弁ディスクを弁座から離脱させて、膜を引
き裂く。即ち、弁は瞬時に開く。

本発明の他の目的は、原子炉過渡状態の制御に必要な
開弁に応答してラッチ板を確実に解除するためのラッチ
機構を提供することである。従って、ラッチ板は、円形
であり、弁ステムを取り囲んでいる。各レバーが円形ラ
ッチ板の円周方向に配置されている３つのレバーは、ラ
ッチ板に120゜の間隔で作用して、ラッチ板を固定状態
に且つ常閉弁状態に保持している。

これらのレバーの各々は、短レバーアームと、中間位
置枢軸と、長レバーアームとを有している。長レバーア
ームは、下方へ、且つ弁に外接すると共に回転するディ
スクの方へ延びている。このディスクに隣接した各レバ
ーは、カム従動子を有している。

弁に外接すると共に回転するディスクは、３つのＬ字
形カム溝を画定している。各Ｌ字形カム溝の第１の部分
（短部分）は、回転するディスク上で円周方向に延びて
おり、ラッチ板をロックすると共に弁を常閉状態に保持
するように、レバー及びカム従動子をＬ字の外向きに保
持している。各Ｌ字形カム溝（面）の第２の部分（形方
向に延びている長部分）は、レバーの径方向内方への移
動を許容する。

３つの電気機械的ソレノイドが、回転するディスクに
作用する（各ソレノイドは、各専用の電気回路によって
電力を供給され、独力で弁に外接するディスクを回転さ
せるだけの力を有していることが望ましい）。ディスク
（リング）が回転され、Ｌ字の形方向に延びている部分
をレバーの端部に設けられているカム従動子に係合させ
ると、全レバーの同時内方移動が生じる。全レバーがこ
のように同時に内方へ移動することによって、ラッチ板
の同時解除が行われる。圧抜き弁は、圧力の瞬時放出に
対して完全に開く。

本発明の他の目的、構成及び効果は、以下の説明及び
添付図面を参照することにより更に明白になろう。

＜実施例＞第1A図は、単純化した沸騰水型原子炉を示し、本発明
の有用性を理解するのに必要な細部のみが示されてい
る。この原子炉に用いられている他の多くの必須のシス
テムは、当業者に周知であるので省略されている。

格納建屋Ｃは、ドームＤを有している原子炉容器Ｖを
格納した状態で図示されている。炉心14は、制御棒16に
よって制御される。制御棒16は、概略的に示されてい
る。

発生した水蒸気は、原子炉容器Ｖから２つの管路18及
び20へ送出される。これら２つの管路18及び20は、ター
ビン（図示していない）に至る通路において、格納建屋
Ｃの内側に主蒸気隔離弁22及び24を含んでおり、格納建
屋Ｃの外側に主蒸気隔離弁26及び28を含んでいる。給水
は、給水システム（図示していない）によって導管30を
介して原子炉容器Ｖ内へ噴射される。本明細書で開示さ
れた弁に用いられる過渡シナリオに限れば、重力サプレ
ッションプールＰは、導管を介して止め弁32を経て原子
炉容器Ｖ内へ接続していると理解できる。

スクラムしない過渡変動（即ち、制御棒16を挿入しな
い状態）を仮定すれば、２つの全体的処置が採られる。

第１に、圧力は、原子炉容器Ｖの内部から完全に放出
される。この圧力は、サプレッションプールＰからの炉
心急冷水の流入に対して全く抵抗がない点まで放出され
る。

第２に、弁32が開弁される。サプレッションプールＰ
は、炉心14を覆うために原子炉を浸水する。これがほぼ
完全に行われたときに、引き起こされた災難の蔓延をく
い止めるために他の処置を採ることができる。

原子炉容器Ｖの圧力の完全放出を行うために、水蒸気
管路18及び20は、２つの離散型弁配列を有してそれぞれ
多重化されている。この弁配列は第1B図において、一方
の水蒸気管路上に配設された状態で詳細に示されてい
る。

第1B図に示されているように、水蒸気管路18におい
て、７つの安全弁SVが平行に連結して示されている。水
蒸気管路18は通常、61.0cm（24インチ）の大きさであ
る。各安全弁は25.4cm（10インチ）の大きさに形成され
ている。これらの安全弁は、２種の応答を成すことので
きる形式である。

第１に、安全弁は、原子炉容器内の圧力を454kg（100
0lbs）級の所定高圧に維持するために引き上げられる。

第２に、安全弁SVは、手動で開弁して圧力の完全放出
を補助する。このような弁は公知であり、本明細書では
これ以上説明しない。

第３に、水蒸気管路18及び20の各々には、７つの圧抜
き弁Ａが設けられている。圧抜き弁Ａは、本明細書で述
べる形式のものである。代表的な圧抜き弁Ａを、第2A
図、第2B図、第３図、第4A図及び第4B図、そして最後に
第５図の斜視図を参照して説明する。

第2A図に示されているように、代表的な圧抜き弁Ａ
は、弁体Ｂを含んでいる。弁体Ｂは、３つの別々の導管
を取り巻いている３つの別々のフランジを含んでいる。

フランジ40は、高圧入口41及び弁体Ｂを取り巻いてい
る。フランジ40は、高圧入口41を水蒸気管路18又は20上
に設けられたマニホルドに固着している。高圧入口又は
開口部41は、原子炉内のどのような水蒸気圧力をも経験
している。

フランジ42は、開口部43を取り巻いている。開口部43
は、圧抜き弁の吐出側である。

第1A図を見れば直ぐわかるように、弁からの吐出は直
接、格納建屋Ｃ内で生じる。吐出された水蒸気の凝縮
は、冷たい側の格納建屋Ｃの側壁に生じる。

フランジ42は、配管に接続することができる。このよ
うな配管は、原子炉サプレッションプールに接続するこ
とができる。このような配管は、開示した弁の作用を変
化させないので、本明細書では、これ以上説明しない。

最後に、フランジ44は、開口部45を通して本発明のラ
ッチ・シリンダへの接続部を画定している。弁ステム50
が弁を開封し、圧力を放出するのは、開口部45を通して
である。

主弁体Ｂについて説明したので、次に弁座60及び密閉
（シーリング）弁ディスク70について説明する。

先ず、弁座60と弁ディスク70との組み付けの断面構造
について説明し、弁座60と弁ディスク70との間の継ぎ目
のない膜について述べる。

次に、開口部45を介して弁座60及び弁ディスク70を一
体として弁体に固着し得る適合性について述べる。

最後に、弁ステム50の弁ディスク70への挿入及び取り
付けについて述べる。

第2A図からわかるように、弁座60はアニュラス62を含
んでいる。アニュラス62は、複数の孔64に挿通されたボ
ルトによって、弁体Ｂの内部に画定されているボス66に
固着されている。従って、弁座60は、弁体Ｂに対して取
り付け及び取り外し自在である。密閉を完全にするため
に、適当なガスケット68が設けられている。

第３図は、第2A図の３−３線で囲まれた細部を示して
いる。弁ディスク70は、弁座60に着座した状態で示され
ている。弁ディスク・アニュラス71は、弁ディスク70か
ら弁座60に到達し、対面し、及び貫通する方向へ突出し
た状態で示されている。弁ディスク・アニュラス71は、
円形であって、弁ディスク70を一周して延設されてい
る。弁座アニュラス61も同様に形成されている。弁座ア
ニュラス61は、弁座60及び弁ディスク70によって覆われ
ている開口部41の内方へ突出している。

第３図からわかるように、弁水蒸気入口は、水蒸気が
膜Ｍに「遭遇する」のを許容する。このように、膜Ｍ
は、弁座60及び弁ディスク70と高圧水蒸気との間に配設
されている。後述するように、この膜Ｍは、水蒸気の吐
出しが弁Ａによって行われるように破裂されなければな
らない。

薄膜Ｍは、弁ディスク70の表面及び弁座60の表面全体
にわたって弁ディスク70と弁座60との間に固定されてい
る。膜Ｍは、弁Ａの高圧側41に曝されている。その結果
として膜Ｍは、水蒸気管路18の内部に存在していると共
に弁Ａの開口部41内へ伝達された高圧によって、弁ディ
スク70及び弁座60に押圧されている。

膜Ｍは最初に、適当な成形ステンレス鋼板から連続的
に切り取られたリングとして形成される。膜は、内側の
小さい方の開口部81で切り取られ、外側の大きい方の開
口部82でも切り取られる。両方の切り取りは、継ぎ目が
ないので、これらの切り取りの間にチューブ形状83を形
成している。チューブ形状83は、継ぎ目のない境界81と
境界82との間の間隙を除いて、全体的にトロイダル（環
状）形状、即ちドーナツ形状である。

上述の膜Ｍの据付けは、容易に理解できる。

通常、弁座60と、弁ディスク70とは、少なくとも部分
的に突き合わされる。その後、トロイダル形状の膜Ｍ
は、弁座60と弁ディスク70との間の接合部に導入され
る。その後、弁座60と、弁ディスク70とは、完全に突き
合わされ、膜Ｍは、弁ディスク・アニュラス71、弁ディ
スク70、弁座60及び弁座アニュラス61に密着するよう
に、形状が整えられる。

その後、弁ディスク・アニュラス71及び弁座アニュラ
ス61の端部は、溶接に対して適当に前処理される。これ
ら端部の表面が前処理されると、弁ディスク・アニュラ
ス71及び弁座アニュラス61の各々と膜Ｍとの間に継ぎ目
のない電子ビーム溶接が行われる。

上述の通り適所に溶接された膜Ｍを有している弁座60
及びフランジ（弁ディスク）70を考慮すれば理解される
ように、これらは、別体の一体部として取り扱うことが
できる。弁体Ｂから独立して完全に取り外されたこの別
体の一体部は、膜Ｍの溶接に好都合である。特に、開示
された一体部は、フランジ70が固定電子ビーム溶接ヘッ
ドを通過する間、回転することができる。

又、弁座アニュラス61及び弁ディスク・アニュラス71
は、膜Ｍの電子ビーム溶接のための理想的表面を形成し
ている。即ち、膜Ｍ、弁座アニュラス61及び弁ディスク
・アニュラス71のように比較的薄い金属片は、温度の著
しい不連続性を伴わない望ましい溶接に必要な加熱を受
けることができる。この温度の不連続性が著しい場合に
は、溶接の健全性が損なわれる。

弁座60とディスク70との間への膜シールＭの導入につ
いて述べたので、又、一緒に固定された弁座60及び弁デ
ィスク70が完全な一体部であることを想起すれば、弁体
Ｂの内部における、この別体の弁座60及び弁ディスク70
の据付けは、容易に理解できる。

第2A図を参照し、弁ステム50及びガイド・シリンダ25
が存在しないとすれば直ちに理解できるように、フラン
ジ44は、弁座60及び弁ディスク70を一体部として据付け
るための通路を形成している開口部45を画定している。
特に、ボルト（図示していない）は、弁座60をガスケッ
ト68に押圧して、弁座及び弁ディスク・ユニットを確実
に密封する。

弁座60及び弁ディスク70の据付けについて上述したの
で、次に、ステム組み立て品について述べる。

先ず、ステム組み立て品の据付けは、弁の残りの部分
に触れないで、第2A図を参照して説明する。

同図からわかるように、フランジ44の一端に画定され
ている開口部45は、ネジ孔90を含んでいる。ネジ孔90
は、雌ネジ92を有している。

外側の雄ネジ53を有しているガイド・シリンダ52は、
雌ネジ92に螺着されている。接近は、開口部43からなさ
れることが望ましい。

上述のガイド・シリンダ52の内面54は、仕上げ加工さ
れている。この内面54は、弁ステム50に一体形成されて
いるガイド・ピストン51を収容している。ピストン51に
は、弁ディスク70に対して接近したり遠去かる移動にお
いて弁ステム50の潤滑及び心合わせの両方を行うため
に、リング56が適当に設けられている。

弁ディスク70に隣接している弁ステム50の一端には、
弁ディスク保持用フランジ58が設けられている。弁ディ
スク保持用フランジ58は、雌ネジ55を有しているカップ
リング59によって包囲されている。

弁ディスク70は弁座60から遠い方の側に、外側の雄ネ
ジ75を有している立上りフランジ74を画定している。従
って、弁ステム50が端部57に設けられている弁ディスク
・フランジ74の内部において下方へ移動され、カップリ
ング59が回転されたときに、ネジ55とネジ75との間の係
合が生じる。カップリング59は、弁ディスク70に弁ディ
スク保持用フランジ58を拘束する。従って、弁ステム50
が取り外されたときに、弁ディスク70は、弁座60から強
制的に持ち上げられ、膜Ｍを破裂させて、弁を開弁させ
る。

上述の弁の構造によれば、開弁状態の弁は、熱い減圧
排気する水蒸気が弁の機構内へ進入し、フランジ44の上
方へ吹き抜けるのを防止することが望ましい。従って、
従来のベローズ・シールが設けられている。ベローズ・
シールは、その一端において、弁ステム50に取り付けら
れたディスク90に取り付けられており、その反対端にお
いて、プレート95に取り付けられている。ベローズ94は
通常、伸長されている。弁が開弁することにより、ブロ
ーズ94は、弁ステム50が弁ディスク70と共に弁座60から
離れる方向に移動するにつれて、圧縮される。

第2A図を参照して、弁座60に隣接している弁の構造に
ついて上述したので、次に、第2B図を参照して、ラッチ
機構Ｌに隣接しており、機構Ｌを含んでいる弁の構造に
ついて述べる。

弁ステム50は、上部ステム・フランジ101を含んでい
る。ステム・フランジ101は、上体弁体Ｕの内部におい
て移動する。上部弁体Ｕは、フランジ110において下部
弁体Ｂのフランジ44と係合していると共に、全体的に円
形断面の開口部111を画定している。上部ステム・フラ
ンジ101及びラッチ板120が移動するのは、開口部111内
である。このような移動により、弁の熱膨脹及び強制開
弁が調節される。

上部弁体Ｕに関連して、且つフランジ110に隣接し
て、スプリング・ディスク112が固定されている。スプ
リング・ディスク112は、コイル・スプリング114を受け
入れている。コイル・スプリング114は、圧縮されてい
る。この圧縮において、コイル・スプリング114は、上
部ステム・フランジ101において弁弁ディスク70に近い
側の部分を押圧すると共に、フランジ110に隣接して上
部弁体Ｕに固定されているスプリング・ディスク112を
押圧する。

ここで、第2A図を少し参照すればわかるように、コイ
ル・スプリング114の作用により弁ディスク70は、弁座6
0から離脱させられる。確かに、コイルス・プリング114
は圧縮された状態において、直ちに弁ディスク70を引き
上げ、この引き上げにより膜Ｍを完全に且つ実質的に瞬
時に破裂させるのに十分な力を与えられている。弁のそ
の他の部分のいずれかがなくても、弁が常開であり、意
図した常閉構造でないことは明らかである。

弁ステム50は、上方へ延びている。弁ステム50は、ボ
ス125で終端している。

ラッチ板120は筒121を有しており、筒121は、弁ステ
ム50を包囲していると共に、ラッチ板120から下方へ延
びている。筒121はラッチ板120への取り付けにより、ラ
ッチ板120の傾斜及び開弁中の飛び出しを防止する。部
分124及びラッチ板120の寸法は、弁ステム50がラッチ板
120及び部分124に形成されている開口部内を自由に移動
するように設定されている。同時に、ラッチ板120が上
方へ移動する場合には、ラッチ板120は、打撃力によっ
てボス125の下側を打つ。後述するように、このような
打撃は、弁座60から弁ディスク70を直ちに且つ確実に引
き上げる。

第2B図には、枢軸142に枢着されたラッチ140が示され
ている。枢軸142は、上部弁体Ｕに装着された耳部144に
取り付けられている。フック146の所でレバー140の短い
端部がラッチ板120を常閉位置に保持した状態で示され
ている。

ここで、第4C図を少し参照すれば直ちにわかるよう
に、120゜間隔で設けられている３つのラッチ140が利用
されている。このようにして、実質的に円形のラッチ板
120は、第2B図に示すロック状態で開口部111の内部に保
持されている。

ステム・フランジ101と、弁座60及び弁ディスク70に
向けて配設されているラッチ板120の側部との間に、６
つの直列に連結された皿バネ150が存在している。これ
らの皿バネ150は、比較的大きな力で圧縮される。皿バ
ネ150の力は、コイル・スプリング114の付勢力（バイア
ス）に打ち勝つのに十分な大きさである。皿バネ150
は、相当な力で、及び仮定されたすべての水蒸気圧力の
間、弁ディスク70を弁座60に保持する。

従って、圧縮された皿バネ150が打ち勝つ要素を列挙
することは、有益である。

先ず、皿バネ150は、開口部41に伝達され弁ディスク7
0の内側面に作用する原子炉の全運転圧力に打ち勝つこ
とが可能である。

次に、皿バネ150は、コイル・スプリング114の圧縮力
に打ち勝つ。弁を常閉位置に設定するためには、ラッチ
板120に作用し、皿バネ150及びコイル・スプリング114
の完全圧縮を行う液圧の使用が通常必要である。このよ
うな完全圧縮が行われて、弁ステム50の端部57が弁ディ
スク70に当接したときに、カップリング59を回転させる
ことにより、弁の取り付けが完了する。

これまで、弁体について説明した。次に、第4A図、第
4B図及び第4C図を参照して述べる。ラッチ機構Ｌについ
て完全に説明する。ラッチ機構Ｌについて説明した後
に、強制開弁の特徴について述べる。

第4A図には、典型的なラッチ140が示されている。ラ
ッチ140は枢軸142を有している。ラッチ140は又、ラッ
チ板120を下方に押圧している短いレバーアーム146を含
んでいる。短いレバーアーム146は、枢軸142を中心とし
て一方の側に設けられている。レバーアーム146は、斜
面148と当接している。斜面148は、ラッチ板120の円滑
な解除を可能とする。

ラッチ（レバー）140は又、枢軸142から遠く離れた長
い端部141にカム従動子Ｆを含んでいる。ラッチ140の遠
くに離れた長い端部141は、枢軸142を中心として他方の
側に設けられている。

カム従動子Ｆは、回転板170内に形成されているカム
面160内で回転する。回転板170は、上部弁体Ｕの外面に
取り付けられている下部案内板172と上部案内板173との
間で回転する。回転板170の回転を容易にするために、
複数のローラ176が下部案内板172のレース溝178内及び
回転板170のレース溝179内に配置されている。従って、
回転板170は、下部案内板172の上面で容易に回転する。

回転板170は、電気機械的手段によって回転されるこ
とが望ましい。従って、上部弁体Ｕに固定されている従
来のソレノイドＳは、操作ラム200を有している。ラム2
00は、カム160に溶接されているラム板202を打撃する。
ラム200がラム板202を打撃したとき、第4B図からわかる
ように、回転板170は反時計回り方向に回転する。

回転板170の反時計回り方向の回転がなされた後、カ
ム従動子Ｆ及びカム面160に注目してほしい。

カム従動子Ｆは、ラッチ140の端部に設けられたロー
ラ取り付け具212に取り付けられているローラ210であ
る。ローラ（従動子）210は、Ｌ字形カム160内に嵌挿さ
れており、カム160に追従する。Ｌ字形カム160は、容易
に理解される。

カム160は２つの面を有している。これらの面は、Ｌ
字の各部のように、ほぼ互いに垂直を成している。矢印
161で示される第１の面は、円弧状である。これは、回
転板（リング）170の円周である。これからわかるよう
に、カム従動子Ｆが経路161に拘束されている間は、ラ
ッチ140は依然、閉じた状態にある。即ち、ラッチ140の
長い端部141は、上部弁体Ｕの外部にある。端部141が上
部弁体Ｕの外部に保持されているとき、ラッチ140の短
い端部146は、ラッチ板120を定位置に保持する。

ソレノイドＳが操作されることにより、ラム200はラ
ム板202に当接する。Ｌ形カム面160の第２の部分162
は、カム従動子Ｆと係合するように移動する。

第4A図からわかるように、ラッチ140の端部141は、ラ
ッチ板120が皿バネ150及びコイル・スプリング114の力
により上方に付勢されたときに、内方へ自由に枢動す
る。このような動きは、実質的に瞬時になされる。この
ような動きが生じたときに、ラッチ140の短い端部146
は、ラッチ板120から枢動離脱する。ラッチ板120からの
枢動離脱により、ラッチ板120はラッチ140の端部146の
拘束から解放されて、上方へ自由に移動する。

ラッチ板120は、ラッチ140によって同時に解除するこ
とが望ましい。このような同時解除は、第4C図を見れば
容易にわかる。

第4C図は縮尺されているが、第4B図と同様の図であ
る。第4C図は第4B図と異なり、上部弁体Ｕを取り囲んで
いるラッチ機構の全体を示している。リング170が３つ
のカム面160を有していることも図示されている。各カ
ム面160は、各ラッチ140の一端と係合している。全部で
３つのラッチ140の同時解除を確保するために、全カム
従動機構Ｆは、カム従動子210とラッチ140との間のスラ
イド及びネジ調整手段213によって、円周方向において
それぞれ調整される。従って、これから理解できるよう
に、リング170の回転により、各ラッチ140は、同時に解
除される。これにより、ラッチ板120の同時解除も同様
に生じる。

ラッチ板120の解除について説明したので、次に、開
弁の過程について説明する。図からわかるように、弁ス
テム50に作用するラッチ板120は、弁について存在し得
るすべての圧力状態の下で、弁ディスク70を弁座60から
物理的力で離脱させ開弁する。

第2B図に示されているように、ラッチ140及び短い端
部（短いレバーアーム）146が外方へ枢動し、ラッチ板1
20から解放されると仮定すると、上述の開弁現象は理解
できる。上述の通り、リング170が回転すると、この瞬
間に３つのラッチ140が枢動され、ラッチ板120から離脱
し解放される。コイル・スプリング114及び皿バネ150の
力に付勢されているラッチ板120は直ちに、弁ステム50
の上方へ移動する。ラッチ板120は、弁ステム50の端部
に設けられているボス125を打撃するまで、弁ステム50
の上方へ移動する。ボス125は、上方への大きな物理的
打撃力でラッチ板120によって打撃される。弁ステム50
は端部57において、フランジ58及びカップリング59を介
して弁ディスク70に作用する。明示的に言えば、弁ディ
スク70は、弁座60から引き外される。

第３図を参照すれば、膜Ｍの破裂は、容易に理解でき
る。明示的に言えば、弁ディスク70の上方への移動にお
いて、膜Ｍの継ぎ目なし溶接部81は、急激に上方へ移動
する。膜Ｍは伸張する。このような伸張は、溶接部81と
溶接部82との間で生じる。

２つの力は、同時に膜Ｍを破壊するように作用する。

先ず、膜Ｍが引っ張られ、弁ディスク70及び弁座60か
ら解放され始めるとすぐに、圧力放出弁の開口部41の内
圧により、膜Ｍは引き裂かれる。

次に、溶接部81と溶接部82との間の距離が膜Ｍの長さ
を超えると、引き裂きが生じる。簡単に述べると、ラッ
チ板120の解除により、膜Ｍは破裂し、ばらばらに引き
裂かれる。

第５図は組み立てられた弁の斜視図である。同図は、
下部弁体Ｂ、上部弁体Ｕ、回転板170、及びラッチＬの
ディスク配置を示している。この図は全体として、上述
の説明に鑑みて有益なものである。

弁ディスク・アニュラス71及び弁座アニュラス61につ
いて上に述べた。これらの部材は本質的に、溶接部を効
率的に配置するのを可能とする溶接切れ目である。その
他の溶接切れ目を用いることもできる。例えば、隅部に
溶接された円環状凹所も最新技術に用いることができ
る。開示したフランジ（アニュラス）は望ましいもので
あるが、必要なものではない。

【図面の簡単な説明】

第1A図はいわゆる単純化した沸騰水型原子炉の概略図で
あって、上置きサプレッションプールと、２つの水蒸気
送出し管路とを有している格納建屋内に炉心を有してい
る原子炉を示し、これらの水蒸気送出し管路は、圧力の
即時放出のために多重化されていることを示す図であ
る。第1B図は圧力の即時放出のために多重化された水蒸気
管路の一部を示す図であって、７つの圧力安全弁と、本
発明による７つの圧抜き弁とを含んでいる図である。第2A図及び第2B図は本発明の圧抜き弁の側断面図であ
って、第2A図は弁座ガイド・ピストン及びベローズに隣
接した弁を示す図であり、第2B図はステム・フランジ・
ラッチ板及びラッチ機構に隣接した弁を示す図である。
但し、ラッチ機構は、一部のみ示されている。第３図は第2B図の一部を示す図であって、弁座アニュ
ラス及び弁ディスク・アニュラスを利用しての弁ディス
クの表面及び弁座上への膜の配置を断面で示す図であ
る。第4A図はラッチ板を解放するための典型的なラッチの側
断面図である。第4B図は第4A図の4B−4B線に沿ったラッチの局所平面図
である。第4C図は開弁するための回転カム板を示す図であり、こ
の図の尺度は、第4B図に対して縮小されている。第５図は弁全体の斜視図である。但し、弁を完全に理解
するには、第2A図、第2B図、第３図、第4A図及び第4B図
をすべて参照したときにのみ可能である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弁座と弁ディスクとの間に膜を有している
常閉圧抜き弁であって、管路を画定する弁体であって、前記管路は、該弁体の一
方の側から該管路を介して該弁体の他方の側に圧力を逃
がすことができるように該弁体を貫通している、弁体
と、前記管路内に装着されており、弁ディスクを受け入れる
ように形成されている弁座があって、前記弁ディスクの
表面を前記弁体の高圧部に向けて前記弁座上に設けるよ
うに前記弁ディスクを受け入れている弁座と、該弁座に対して密封状態で該弁座の上を覆って取り付け
られるように形成されている弁ディスクと、前記弁座上に前記弁ディスクを常保持する手段と、前記弁座から前記弁ディスクを解放する手段と、前記弁ディスクの下方に位置している前記弁座に設けら
れている弁座溶接切れ目であって、前記弁座の内面に内
接していると共に、前記弁ディスクの下方に位置してい
る前記弁座の径方向に延在しており、前記弁座及び弁座
アニュラスに膜を継ぎ目なしに溶接するための第１の表
面を形成している弁座溶接切れ目と、前記弁座に向けて設けられている前記弁ディスクの一方
の側において該弁ディスクの表面上に延在しており、該
弁ディスクに膜を継ぎ目なしに溶接するための第２の表
面を形成している弁ディスク溶接切れ目と、継ぎ目のない外側端部と、継ぎ目のない内側端部と、該
外側端部と該内側端部との間の隙間とを有している全体
的に環状の形状を成している膜であって、前記環状の形
状は、前記弁座及び前記弁ディスクの高圧側を膜で内張
りするように前記弁座溶接切れ目、前記弁座、前記弁デ
ィスク及び前記弁ディスク溶接切れ目の上を覆って適合
している、膜と、前記弁座溶接切れ目と前記膜との間に位置しており、前
記膜の一方の端部を切れ目なく前記弁座に溶接する前記
弁座への継ぎ目のない第１の溶接部と、前記膜の前記他方の継ぎ目のない端部において前記弁デ
ィスク溶接切れ目と膜との間に位置しており、前記弁デ
ィスクへの継ぎ目のない第２の溶接部とを備えており、前記膜は、前記弁座及び前記弁ディスクの表面上に前記
継ぎ目のない第１の溶接部と第２の溶接部との間に配置
されたときに、前記弁座と前記弁ディスクとの間の弁の
漏れなしシールを可能としている常閉圧抜き弁。
【請求項２】前記弁座及び弁座アニュラスは一体とし
て、前記弁体に対して着脱自在である請求項１に記載の
常閉圧抜き弁。
【請求項３】弁座と弁ディスクとの間にシールを有して
いる常閉圧抜き弁であって、圧抜きされるべき流体源に
曝されている高圧側開口部と、排出側開口部とを有して
いる弁と、弁を閉じた位置に常密封するために前記弁体の開口部に
設けられている弁座及び弁ディスクと、弁を常閉するために前記弁ディスクを前記弁座上に保持
する手段と、前記常閉弁を開くように前記弁座から前記弁ディスクを
解放する手段とを備えており、前記弁座及び弁ディスク
は、該弁ディスクの下方に位置している前記弁座の第１の部
分において、弁の高圧側に設けられている弁座溶接不連
続部と、前記弁ディスクを前記弁座に隣接して配置するための弁
ディスク溶接不連続部と、継ぎ目のない外側端部と、継ぎ目のない内側端部とを有
しており、前記弁座及び前記弁ディスクの表面の上を覆
って適合している膜であって、前記継ぎ目のない端部
は、前記溶接不連続部に向けて設けられている、膜と、前記膜の一方の端部と前記弁座溶接不連続部との間に位
置しており、前記弁座への継ぎ目のない第１の溶接部
と、前記膜の他方の端部と前記弁ディスク溶接不連続部との
間に位置しており、前記弁ディスクへの継ぎ目のない第
２の溶接部とを備えており、前記膜は、前記継ぎ目のない第１の溶接部と第２の溶接
部との間に配置されたときに、前記弁座と前記弁ディス
クとの間の弁の液漏れなしシールを可能としている常閉
圧抜き弁。
【請求項４】前記弁座、弁ディスク及び膜は一体とし
て、前記弁体から取り外し自在な組立体である請求項３
に記載の常閉圧抜き弁。