蒸気加減弁制御装置
【課題】緊急時に原子炉へ給水を行う際の駆動源となる蒸気タービンの起動特性の改善。
【解決手段】実施の形態の蒸気加減弁制御装置は、送油ポンプ、給油ポンプ、蒸気タービン、油圧シリンダ、電油変換器、給油路及び油補充ポンプを備えている。送油ポンプは、油タンク内から油を送り出す。給油ポンプは、油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送する。蒸気タービンは、原子炉に冷却水を供給する給水ポンプ並びに送油ポンプ及び給油ポンプを駆動する。油圧シリンダは、原子炉で発生させた蒸気の蒸気タービン側への供給量を調節するための蒸気加減弁を駆動する。電油変換器は、給油ポンプ側から油圧シリンダ側へ供給すべき油の流量を制御する。給油路は、給油ポンプと電油変換器との間をつなぐ。油補充ポンプは、電動機駆動のポンプであり、油タンク内の油を給油ポンプの下流側から給油路内に補充する。
【解決手段】実施の形態の蒸気加減弁制御装置は、送油ポンプ、給油ポンプ、蒸気タービン、油圧シリンダ、電油変換器、給油路及び油補充ポンプを備えている。送油ポンプは、油タンク内から油を送り出す。給油ポンプは、油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送する。蒸気タービンは、原子炉に冷却水を供給する給水ポンプ並びに送油ポンプ及び給油ポンプを駆動する。油圧シリンダは、原子炉で発生させた蒸気の蒸気タービン側への供給量を調節するための蒸気加減弁を駆動する。電油変換器は、給油ポンプ側から油圧シリンダ側へ供給すべき油の流量を制御する。給油路は、給油ポンプと電油変換器との間をつなぐ。油補充ポンプは、電動機駆動のポンプであり、油タンク内の油を給油ポンプの下流側から給油路内に補充する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は蒸気加減弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所において、原子炉への給水ができなくなった場合（原子炉での冷却水の水位が規定値以下になったなどの場合）、緊急用の蒸気タービンを起動して給水ポンプを駆動させることで、原子炉へ冷却水を供給する冷却システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１６６５４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、一般には、前記の蒸気タービンは、油圧で動作する蒸気加減弁の開度を調整することによって駆動制御される。また一方で、蒸気加減弁を動作させるための油を移送する油ポンプは、当該蒸気タービンによって駆動される。
【０００５】
したがって、例えば油ポンプと蒸気加減弁との間の給油路内に、落油などが要因となって空気が混入している場合には、蒸気加減弁の動作の応答性が低下し、蒸気タービンの起動に遅延が生じることになる。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、緊急時に原子炉へ給水を行う際の駆動源となる蒸気タービンの起動特性を改善できる蒸気加減弁制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態の蒸気加減弁制御装置は、送油ポンプ、給油ポンプ、蒸気タービン、油圧シリンダ、電油変換器、給油路及び油補充ポンプを備えている。送油ポンプは、油タンク内から油を送り出す。給油ポンプは、油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送する。蒸気タービンは、原子炉に冷却水を供給する給水ポンプ並びに送油ポンプ及び給油ポンプを駆動する。油圧シリンダは、原子炉で発生させた蒸気の蒸気タービン側への供給量を調節するための蒸気加減弁を駆動する。電油変換器は、給油ポンプ側から油圧シリンダ側へ供給すべき油の流量を制御する。給油路は、給油ポンプと電油変換器との間をつなぐ。油補充ポンプは、電動機駆動のポンプであり、油タンク内の油を給油ポンプの下流側から給油路内に補充する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【図２】図１の蒸気加減弁制御装置が備えた給水・タービン速度制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】第２の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【図４】比較例の蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【図５】図３及び図４の蒸気加減弁制御装置の動作を説明するための図。
【図６】第３の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の要部の構成を示す系統図。
【図７Ａ】第４の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置が備えた油圧シリンダの構造を示す図。
【図７Ｂ】図７Ａの油圧シリンダと構造の異なる他の油圧シリンダの構造を示す図。
【図８】第５の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施の形態］
この実施形態に係る蒸気加減弁制御装置は、例えば原子炉隔離時冷却系（ＲＣＩＣ：Reactor Core Isolation Cooling System）を含む非常用炉心冷却系（ＥＣＣＳ：Emergency Core Cooling System）を構成する装置などとして利用される。具体的には、図１に示すように、本実施形態の蒸気加減弁制御装置は、例えば原子炉への給水ができなくなった場合（原子炉での冷却水の水位が規定値以下になった場合）などにおいて、後述する緊急用の蒸気タービン３を急速に起動して給水ポンプ２を駆動させることで、原子炉１へ冷却水を供給する冷却システムに利用される。
【００１０】
つまり、図１に示すように、この蒸気加減弁制御装置は、油タンク６、送油ポンプ７、給油ポンプ８、蒸気タービン３、速度検出器１１、給水・タービン速度制御装置１０、油圧シリンダ１３、電油変換器１２、（第１の）給油路２１、（第２の）給油路２２、（第１の）油補充ポンプ３０、逆止弁３１、（第３の）給油路３２、（第２の）排油路２０を主に備えている。
【００１１】
ここで、図１では、＊Ａ、＊Ｂ、＊Ｃでそれぞれ示される蒸気タービン３の軸受１９、送油ポンプ７、給油ポンプ８を巨視的にみた配置関係と微視的にみた配置関係との双方を容易に把握できるようにするために、これらの部材を図１中に重複して記載している。
【００１２】
原子炉１で発生させた蒸気の蒸気タービン３への入口には蒸気止め弁４及び蒸気加減弁５が設けられている。蒸気止め弁４は通常時は閉塞されている。蒸気止め弁４は、原子炉１の水位が規定値以下になったときに出力される駆動信号などによって、電動で開放される構成となっている。蒸気加減弁５は、弁棒に設置された蒸気加減弁全開用ばね１５の付勢力によって通常時は全開にされている。例えば、蒸気止め弁４が開き、蒸気タービン３に原子炉１からの蒸気が流入して蒸気タービン３の回転速度が上昇すると、原子炉１への給水及び蒸気タービン３の回転速度を制御するために、蒸気加減弁５は、全開から閉塞する方向に徐々に開度が調整される。
【００１３】
図１に示すように、給水ポンプ２は、原子炉１に冷却水を供給する。油タンク６には、油が貯留されている。給油路２２は、送油ポンプ７と給油ポンプ８との間をつなぐ油の流路を構成している。送油ポンプ７は、油タンク６内から油を送り出す。この送り出された油は、給油路２２を介して給油ポンプ８内に導入される一方で、蒸気タービン３の軸受１９にも潤滑油として供給される。
【００１４】
給油路２１は、図１に示すように、給油ポンプ８と電油変換器１２との間をつなぐ油の流路を構成している。給油ポンプ８は、油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送することにより、給油路２２を介して電油変換器１２へ給油を行う。通常時に停止している蒸気タービン３は、緊急時に、給水ポンプ２並びに送油ポンプ７及び給油ポンプ８を駆動（に駆動力を付与）する。
【００１５】
油圧シリンダ１３は、原子炉１で発生させた蒸気の蒸気タービン３側への供給量を調節するための前記した蒸気加減弁５を駆動する。電油変換器１２は、給水・タービン速度制御装置１０から入力される電油変換器入力信号に基づいて、給油ポンプ８側から油圧シリンダ１３側へ供給すべき油の流量を制御する。
【００１６】
具体的には、電油変換器１２は、図１に示すように、油圧シリンダ１３のピストン１６の底部側又は上部側に供給する油の流量を適宜変更することで、ピストンロッドを上下させ、この上下動を利用して蒸気加減弁５の弁棒を進退移動させる。これにより、蒸気加減弁５の開度を調整する。排油路２０は、電油変換器１２と油タンク６との間をつなぐ油の流路を構成している。電油変換器１２の余剰な油は、排油路２０を介して油タンク６内に返還される。
【００１７】
図１及び図２に示すように、速度検出器１１は、蒸気タービン３の実際の回転速度を検出し、蒸気タービン３の現在の回転速度を表すタービン実速度信号を給水・タービン速度制御装置１０に出力する。一方、図２に示すように、給水速度指令部４０は、蒸気タービン３の目標の回転速度を表す給水速度指令信号を給水・タービン速度制御装置１０に出力する。
【００１８】
給水・タービン速度制御装置１０は、図１に示すように、原子炉１の水位が規定値以下になったときに出力される駆動信号や、蒸気タービン３の駆動を直接指示する蒸気タービン駆動信号が、原子炉１側から入力された場合に制御を開始する。また、給水・タービン速度制御装置１０は、図２に示すように、比較器４１、ゲイン調整部４２、パワーアンプ４３を備えている。
【００１９】
給水・タービン速度制御装置１０は、図１、図２に示すように、速度検出器１１から入力されたタービン実速度信号と給水速度指令部４０から入力された給水速度指令信号とを比較演算して、その偏差信号を生成する。さらに、給水・タービン速度制御装置１０は、この偏差信号をゲイン調整及び増幅して得た電油変換器入力信号を電油変換器１２へ出力する。
【００２０】
要するに、本実施形態の蒸気加減弁制御装置では、給水ポンプ２、送油ポンプ７及び給油ポンプ８の駆動する蒸気タービン３の回転数、つまり、蒸気加減弁５の開度を制御することによって、上記給水ポンプ２から原子炉１へ冷却水を所望の流量で供給することを可能とする。
【００２１】
ここで、本実施形態の蒸気加減弁制御装置は、各機器を配置するためのレイアウト上の制約から、図１に示すように、蒸気タービン３の基礎上に設置された油タンク６の上部に給油路２１、２２が設置されている。このため、蒸気タービン３の起動待機中や長期停止後などにおいては、給油路２１、２２内で落油が生じやすく、さらには給油路２１、２２内に空気が混入した場合、蒸気タービン３が起動して給油路内に油圧が確立（油が充填）されるまで空気が抜けないことになる。
【００２２】
また、蒸気加減弁制御装置の定期検査時などにおいて、送油ポンプ７、給油ポンプ８、電油変換器１２などの油圧系統の機器や、給油路２１、２２を含む油の配管を分解、点検した場合、大量の空気が油圧系統内に留まることになる。このように、油圧系統内への空気が流入、残留が生じた場合、空気の圧縮などによって蒸気加減弁５の動作の遅れが生じるため、蒸気タービン３は、起動時の過渡的な回転速度が高くなりやすい。
【００２３】
蒸気タービン３が起動する際の回転速度が高い（蒸気タービン３の起動特性が悪い）と、回転速度が安定するまでに時間がかかり、給水ポンプ２が定格運転状態に達するまでに多くの時間を要し、この結果、原子炉１へ冷却水を迅速に供給することが難しくなる。
【００２４】
そこで、本実施形態の蒸気加減弁制御装置には、図１に示すように、上述した油補充ポンプ３０、逆止弁３１、給油路３２がさらに設けられている。油補充ポンプ３０は、電動機駆動のポンプ（電動ポンプ）であり、油タンク６内の油を給油ポンプ８の下流側から給油路２１内へ逆止弁３１及び給油路３２を介して補充する。逆止弁３１は、給油路３２の経路上において油補充ポンプ３０の下流側に配置されている。
【００２５】
この油補充ポンプ３０としては、例えばギヤポンプ、ピストンポンプ、遠心ポンプなどを用いることが可能である。この油補充ポンプ３０を駆動する際には、蒸気タービン３は起動待機（停止）状態であればよい。ここで、上述した給油ポンプ８は、ギヤポンプやピストンポンプなどの容積型のポンプを適用している。このため、給油ポンプ８の上流側への油の逆流を防止することができる。
【００２６】
一方、蒸気タービン３を駆動した状態、すなわち、給油ポンプ８が駆動した状態では、逆止弁３１を油補充ポンプ３０の下流側に設けていることで、油補充ポンプ３０側への油の逆流を防止することができる。油補充ポンプ３０は、蒸気タービン３とは別系統の駆動力で駆動（電動機駆動）されるため、油タンク６内の油を給油ポンプ８の下流側から、給油路２１及び電油変換器１２を介し、さらに下流側に設けられた油圧シリンダ１３まで、の空気を排出させることが可能となる。
【００２７】
これにより、蒸気加減弁５の動作の応答性（動作の遅延）を改善できるので、蒸気タービン３の起動時の過渡的な回転速度の上昇を抑えることができる。さらに、例えば、定期的なサーベランス試験のインターバルにおいて、蒸気タービン３の稼働停止中であっても、油補充ポンプ３０を駆動することで、給油路２１などを含む油圧系統の空気を強制的に排出させることができる。なお、蒸気タービン３の停止状態で油補充ポンプ３０を駆動させ、油圧シリンダ１３内に油圧が確立して蒸気加減弁５が実際に開閉する場合でも、蒸気加減弁５の上流側の蒸気止め弁４が全閉されているため、蒸気タービン３に蒸気が流入することなどが抑制される。
【００２８】
既述したように、本実施形態の蒸気加減弁制御装置では、蒸気タービン３を駆動させるとことなく（蒸気タービン３の起動を待たずに）、油補充ポンプ３０を駆動することで、給油ポンプ８の下流側から電油変換器１２を介して油圧シリンダ１３までの空気を排出すると同時に油圧を確立することが可能となる。
【００２９】
すなわち、油補充ポンプ３０を追加した本実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、図１に示すように、給水・タービン速度制御装置１０から電油変換器１２へ摸擬の電油変換器入力信号を入力することで、油圧シリンダ１３に接続された蒸気加減弁５を開閉動作させることができる。したがって、この開閉動作を複数回実施することにより、油圧シリンダ１３においてピストンロッドのグランド部などからの空気の排出を促進できる。
【００３０】
さらに、本実施形態によれば、蒸気タービン３を駆動せずとも、油補充ポンプ３０を駆動することで、蒸気加減弁制御装置本体の主要部分を稼動させることができる。これにより、蒸気タービン３に実際の蒸気を流入させて行われる試運転のその前の段階で、図１、図２に示すように、給水・タービン速度制御装置１０から電油変換器１２へ摸擬の電油変換器入力信号を入力することで、蒸気加減弁５の調整や油圧系統の動作確認が可能となる利点がある。したがって、例えば、蒸気タービン３の起動特性などを蒸気加減弁５の開閉特性（挙動）を確認することにより実際の蒸気を流入させることなく事前に把握することが可能となり、この起動特性の改善を図ることができる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施形態を図３〜図５に基づき説明する。なお、図３、図４中において、図１に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。第２の実施形態は、第１の実施形態に変更を加えて、構成されるものである。この第２の実施形態では、変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１の実施形態で説明した構成の例示を全て含む。
【００３２】
第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、図３に示すように、第１の実施形態の蒸気加減弁制御装置に、オリフィス１４が経路上に設けられた（第１の）排油路２３と、給油ドレンポット９と、を加えて構成されている。給油ドレンポット９は、送油ポンプ７と給油ポンプ８との間をつなぐ（第２の）給油路２２の経路上に設けられており、この給油路２２内に混入した空気を除去する。排油路２３は、給油ドレンポット９と油タンク６との間を上記オリフィス１４を介してつなぐ油の流路として構成されている。
【００３３】
給油ポンプ８の上流側に位置にする給油ドレンポット９は、給油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダ１３よりも高い位置に設置されている。給油ドレンポット９は、蒸気加減弁５を閉塞状態にする際に油圧シリンダ１３の動作に必要な容量以上の油が貯留されている。さらに、蒸気タービン３が起動してその回転速度が上昇した時に給油ドレンポット９内の油を給油ポンプ８に供給することが可能となる。
【００３４】
ここで、送油ポンプ７は、送り出す油の量が、給油ポンプ８及び蒸気タービン３の軸受１９で使用される油の量よりも大きくなるように構成されている。このため、給油路２２内に空気が混入している場合であっても、蒸気タービン３の起動時に給油ドレンポット９からオリフィス１４を経由して、空気が自動的に押し出され、これにより、給油路２２内から空気を取り除くことができる。なお、給油ドレンポット９への給油は、蒸気タービン３の定期検査終了後や起動前に行い、給油ドレンポット９を満油状態にしておくものとする。
【００３５】
詳述すると、この構成の場合、給油ポンプ８の上流側の給油路２２内に混入された空気は、給油ドレンポット９内に溜まる。さらに、給油ドレンポット９の底部の油が給油ポンプ８に供給されるため、給油ポンプ８に空気が混入することを抑制できる。また、給油路２２内に混入した空気は、蒸気タービン３の停止時に給油ドレンポット９の上部に溜まる。給油ドレンポット９の上部に溜まった空気は、蒸気タービン３の起動時（起動の度）に、排油路２３の経路上のオリフィス１４を経由する際に取り除かれる。
【００３６】
ここで、第１の実施形態の蒸気加減弁制御装置から油補充ポンプ３０、逆止弁３１及び給油路３２を取り去った図４に示す比較例の蒸気加減弁制御装置（給油路２１、２２に空気が混入した装置）と、図３に示す第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置と、をそれぞれ適用した場合の蒸気タービン３の起動特性を比較してみる。ここで、図５は、比較例の装置、第２の実施形態の装置をそれぞれ適用した場合において、蒸気タービン３の起動時における蒸気加減弁５のストロークＳ、及び蒸気タービン３の回転速度Ｎの経時変化を表している。
【００３７】
蒸気加減弁５のストロークＳは、比較例の装置よりも第２の実施形態の装置のほうが早く閉動作し、蒸気タービン３の起動時の回転速度Ｎの上昇は、比較例の装置よりも第２の実施形態の装置のほうが少ないことが分かる。
【００３８】
このように第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、給油ポンプ８の上流側に空気抜き用の給油ドレンポット９を設置し、電油変換器１２側及び油圧シリンダ１３側への空気の混入を抑制できるので、蒸気タービン３の起動時において蒸気加減弁５の動作の遅れを実質的に防止することができる。
【００３９】
すなわち、第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、給油ドレンポット９を設置したことによる給油路２２内の空気抜きと給油ポンプ８の駆動による給油路２１内の空気抜きとを行えることが相まって、蒸気加減弁５の動作の応答性を向上させることができるので、蒸気タービン３の起動時の回転速度の上昇が抑えられ、これにより、蒸気タービン３の起動特性の改善することができる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施形態を図６に基づき説明する。なお、図６中において、図１、図３に示した第１、第２の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。第３の実施形態は、第１、第２の実施形態に変更を加えて、構成されるものである。この第３の実施形態では、変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１、第２の実施形態で説明した構成の例示を全て含む。
【００４１】
図６は、第３の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の要部の構成を示す系統図である。なお、図６中では、第２の実施形態の給油ドレンポット９とオリフィス１４を経路上に設けた排油路２３とが図示されていないが、第３の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、これら給油ドレンポット９、オリフィス１４、排油路２３を備えていてもよい。
【００４２】
第３の実施形態の蒸気加減弁制御装置には、電油変換器１２と油タンク６との間をつなぐ（第２の）排油路２０の経路上に排油ドレンポット２６が設けられている。排油ドレンポット２６は、排油路２０内に混入した空気を除去する。詳述すると、排油ドレンポット２６は、給油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダ１３よりも、高い位置に配置されることで、排油路２０内に空気が溜まらないようにすることが可能となる。なお、蒸気タービン３の定期検査終了後や起動前に排油ドレンポット２６への給油を済ませ、排油ドレンポット２６を満油状態にしておくものとする。
【００４３】
第３の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、油補充ポンプ３０を駆動し、給油ポンプ８の下流から電油変換器１２を介してさらにその下流の油圧シリンダ１３までの空気を排出した状態で、蒸気タービン３を起動待機（停止）状態とする。さらに、この起動待機状態から蒸気タービン３が起動すると、排油路２０内（排油系統）に空気が混入していた場合には、蒸気タービン３の起動の度に排油ドレンポット２６にて空気を系外に放出させることができる。
【００４４】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施形態を図７Ａ、図７Ｂに基づき説明する。なお、第４の実施形態は、第１〜３の実施形態のいずれかに変更を加えて構成されるものである。この第４の実施形態では変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１〜３の実施形態で説明した全ての構成の例示を含む。
【００４５】
第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、油圧シリンダ１３に空気が溜まらないようにしたものである。すなわち、図７Ａは、油圧シリンダ１３内に配置されたピストン１６が、その外周面から内部に通じる空気抜き用のオリフィス１７を設けた形態を例示している。より具体的には、オリフィス１７は、油圧シリンダ１３の下部に溜まった空気を油圧シリンダ１３の上部を経由して系外に排出させる空気の流路につながっている。
【００４６】
一方、図７Ｂは、油圧シリンダ１３内に配置されたピストン１６が、外周面を凹凸にしたラビリンス構造１８を有する形態を例示している。ピストン１６のこのラビリンス構造１８と油圧シリンダ１３の内壁との間から、油圧シリンダ１３の下部に溜まった空気を排出させることが可能となる。
【００４７】
ここで、第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、オリフィス１７やラビリンス構造１８から洩れる油量を、油圧シリンダ１３への給油量に比較して十分に少なくし、これらの空気抜き構造に起因する蒸気加減弁５の動作の遅延が生じないように、オリフィス１７やラビリンス構造１８の形状やサイズを適宜設定する。
【００４８】
したがって、第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、油補充ポンプ３０を駆動し、例えば電油変換器１２に模擬信号を入力することで、油圧シリンダ１３に接続された蒸気加減弁５を開閉動作させることが可能となる。蒸気加減弁５の開閉動作を複数回実施して、油圧シリンダ１３のピストン１６の下部（ピストンロッドのグランド部など）に溜まった空気を、例えばオリフィス１７からピストン１６の上部を経由して外部に放出させることができる。これにより、蒸気タービン３の起動の安定化を図ることができる。
【００４９】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施形態を図８に基づき説明する。なお、図８において、図１、図３、図６、図７Ａ、図７Ｂに示した第１〜第４の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。第４の実施形態は、第１〜第４の実施形態のいずれかに変更を加えて構成されるものである。この第４の実施形態では、変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１〜第４の実施形態で説明した全ての構成の例示を含む。
【００５０】
第５の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、図８に示すように、例えば、第１の実施形態の蒸気加減弁制御装置に、（第２の）油補充ポンプ４５、逆止弁４６、（第４の）給油路４７を加えて構成されている。これに代えて、第２〜第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置に、油補充ポンプ４５、逆止弁４６、給油路４７を加えてもよい。
【００５１】
油補充ポンプ４５は、電動機駆動のポンプ（電動ポンプ）であり、図８に示すように、送油ポンプ７と給油ポンプ８との間をつなぐ（第２の）給油路２２内に、送油ポンプ７の下流側から油タンク６内の油を、逆止弁４６及び給油路４７を介して補充する。
この油補充ポンプ４５は、例えばギヤポンプ、ピストンポンプ、遠心ポンプなどを用いることが可能である。この油補充ポンプ４５を駆動する際には、蒸気タービン３は起動待機（停止）状態であればよい。
【００５２】
したがって、第５の実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、蒸気タービン３の稼働に依存することなく、別系統の油補充ポンプ３０及び油補充ポンプ４５をそれぞれ同時に又は個別に駆動することで、送油ポンプ７下流の給油路２２及び給油ポンプ８下流の給油路２１を含む油圧系統から、混入した空気を排出させることができる。これにより、蒸気タービンの起動特性のさらなる改善を図ることができる。
【００５３】
また、第５の実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、電動機駆動の油補充ポンプ３０、４５を備えていることで、蒸気タービン３に実際の蒸気を流入させて行われる試運転のその前の段階で、蒸気加減弁５の開閉特性（挙動）や油圧系統の動作の特性を確認できるので、蒸気タービンの試運転時や蒸気タービンの実際の起動時に生じ得る不具合などに事前に対処することが可能となる。
【００５４】
以上、具体的に説明した各実施形態は例示であり、技術的範囲はこれにのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第１〜５の実施形態の油補充ポンプ３０及び逆止弁３１と、第５の実施形態の油補充ポンプ４５及び逆止弁４６と、を給油路に対して固定的に接続する接続構造と、定期検査などを想定し、必要に上記油補充ポンプ３０、４５及び逆止弁３１、４６を、給油路に対して着脱自在に接続する接続構造と、のいずれを適用してもよい。さらには油補充ポンプ３０（又は４５）の下流に油フィルタを設置してもよい。
【００５５】
また、上述した油補充ポンプ３０（又は４５）、油フィルタ、専用の油タンクなどをユニット化した油圧発生装置を構成するとともに、給油路（配管）に対して着脱自在となる接続構造をこの油圧発生装置に追加し、この接続構造を介して、送油ポンプ７や給油ポンプ８の下流側の給油路２１、２２に油圧発生装置を着脱自在に接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…原子炉、２…給水ポンプ、３…蒸気タービン、５…蒸気加減弁、６…油タンク、７…送油ポンプ、８…給油ポンプ、９…給油ドレンポット、１０…給水・タービン速度制御装置、１２…電油変換器、１３…油圧シリンダ、１４，１７…オリフィス、１６…ピストン、１８…ラビリンス構造、２０，２３…排油路、２１，２２，３２，４７…給油路、２６…排油ドレンポット、３０，４５…油補充ポンプ、３１，４６…逆止弁。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は蒸気加減弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所において、原子炉への給水ができなくなった場合（原子炉での冷却水の水位が規定値以下になったなどの場合）、緊急用の蒸気タービンを起動して給水ポンプを駆動させることで、原子炉へ冷却水を供給する冷却システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１６６５４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、一般には、前記の蒸気タービンは、油圧で動作する蒸気加減弁の開度を調整することによって駆動制御される。また一方で、蒸気加減弁を動作させるための油を移送する油ポンプは、当該蒸気タービンによって駆動される。
【０００５】
したがって、例えば油ポンプと蒸気加減弁との間の給油路内に、落油などが要因となって空気が混入している場合には、蒸気加減弁の動作の応答性が低下し、蒸気タービンの起動に遅延が生じることになる。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、緊急時に原子炉へ給水を行う際の駆動源となる蒸気タービンの起動特性を改善できる蒸気加減弁制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態の蒸気加減弁制御装置は、送油ポンプ、給油ポンプ、蒸気タービン、油圧シリンダ、電油変換器、給油路及び油補充ポンプを備えている。送油ポンプは、油タンク内から油を送り出す。給油ポンプは、油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送する。蒸気タービンは、原子炉に冷却水を供給する給水ポンプ並びに送油ポンプ及び給油ポンプを駆動する。油圧シリンダは、原子炉で発生させた蒸気の蒸気タービン側への供給量を調節するための蒸気加減弁を駆動する。電油変換器は、給油ポンプ側から油圧シリンダ側へ供給すべき油の流量を制御する。給油路は、給油ポンプと電油変換器との間をつなぐ。油補充ポンプは、電動機駆動のポンプであり、油タンク内の油を給油ポンプの下流側から給油路内に補充する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【図２】図１の蒸気加減弁制御装置が備えた給水・タービン速度制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】第２の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【図４】比較例の蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【図５】図３及び図４の蒸気加減弁制御装置の動作を説明するための図。
【図６】第３の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の要部の構成を示す系統図。
【図７Ａ】第４の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置が備えた油圧シリンダの構造を示す図。
【図７Ｂ】図７Ａの油圧シリンダと構造の異なる他の油圧シリンダの構造を示す図。
【図８】第５の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の構成を示す系統図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施の形態］
この実施形態に係る蒸気加減弁制御装置は、例えば原子炉隔離時冷却系（ＲＣＩＣ：Reactor Core Isolation Cooling System）を含む非常用炉心冷却系（ＥＣＣＳ：Emergency Core Cooling System）を構成する装置などとして利用される。具体的には、図１に示すように、本実施形態の蒸気加減弁制御装置は、例えば原子炉への給水ができなくなった場合（原子炉での冷却水の水位が規定値以下になった場合）などにおいて、後述する緊急用の蒸気タービン３を急速に起動して給水ポンプ２を駆動させることで、原子炉１へ冷却水を供給する冷却システムに利用される。
【００１０】
つまり、図１に示すように、この蒸気加減弁制御装置は、油タンク６、送油ポンプ７、給油ポンプ８、蒸気タービン３、速度検出器１１、給水・タービン速度制御装置１０、油圧シリンダ１３、電油変換器１２、（第１の）給油路２１、（第２の）給油路２２、（第１の）油補充ポンプ３０、逆止弁３１、（第３の）給油路３２、（第２の）排油路２０を主に備えている。
【００１１】
ここで、図１では、＊Ａ、＊Ｂ、＊Ｃでそれぞれ示される蒸気タービン３の軸受１９、送油ポンプ７、給油ポンプ８を巨視的にみた配置関係と微視的にみた配置関係との双方を容易に把握できるようにするために、これらの部材を図１中に重複して記載している。
【００１２】
原子炉１で発生させた蒸気の蒸気タービン３への入口には蒸気止め弁４及び蒸気加減弁５が設けられている。蒸気止め弁４は通常時は閉塞されている。蒸気止め弁４は、原子炉１の水位が規定値以下になったときに出力される駆動信号などによって、電動で開放される構成となっている。蒸気加減弁５は、弁棒に設置された蒸気加減弁全開用ばね１５の付勢力によって通常時は全開にされている。例えば、蒸気止め弁４が開き、蒸気タービン３に原子炉１からの蒸気が流入して蒸気タービン３の回転速度が上昇すると、原子炉１への給水及び蒸気タービン３の回転速度を制御するために、蒸気加減弁５は、全開から閉塞する方向に徐々に開度が調整される。
【００１３】
図１に示すように、給水ポンプ２は、原子炉１に冷却水を供給する。油タンク６には、油が貯留されている。給油路２２は、送油ポンプ７と給油ポンプ８との間をつなぐ油の流路を構成している。送油ポンプ７は、油タンク６内から油を送り出す。この送り出された油は、給油路２２を介して給油ポンプ８内に導入される一方で、蒸気タービン３の軸受１９にも潤滑油として供給される。
【００１４】
給油路２１は、図１に示すように、給油ポンプ８と電油変換器１２との間をつなぐ油の流路を構成している。給油ポンプ８は、油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送することにより、給油路２２を介して電油変換器１２へ給油を行う。通常時に停止している蒸気タービン３は、緊急時に、給水ポンプ２並びに送油ポンプ７及び給油ポンプ８を駆動（に駆動力を付与）する。
【００１５】
油圧シリンダ１３は、原子炉１で発生させた蒸気の蒸気タービン３側への供給量を調節するための前記した蒸気加減弁５を駆動する。電油変換器１２は、給水・タービン速度制御装置１０から入力される電油変換器入力信号に基づいて、給油ポンプ８側から油圧シリンダ１３側へ供給すべき油の流量を制御する。
【００１６】
具体的には、電油変換器１２は、図１に示すように、油圧シリンダ１３のピストン１６の底部側又は上部側に供給する油の流量を適宜変更することで、ピストンロッドを上下させ、この上下動を利用して蒸気加減弁５の弁棒を進退移動させる。これにより、蒸気加減弁５の開度を調整する。排油路２０は、電油変換器１２と油タンク６との間をつなぐ油の流路を構成している。電油変換器１２の余剰な油は、排油路２０を介して油タンク６内に返還される。
【００１７】
図１及び図２に示すように、速度検出器１１は、蒸気タービン３の実際の回転速度を検出し、蒸気タービン３の現在の回転速度を表すタービン実速度信号を給水・タービン速度制御装置１０に出力する。一方、図２に示すように、給水速度指令部４０は、蒸気タービン３の目標の回転速度を表す給水速度指令信号を給水・タービン速度制御装置１０に出力する。
【００１８】
給水・タービン速度制御装置１０は、図１に示すように、原子炉１の水位が規定値以下になったときに出力される駆動信号や、蒸気タービン３の駆動を直接指示する蒸気タービン駆動信号が、原子炉１側から入力された場合に制御を開始する。また、給水・タービン速度制御装置１０は、図２に示すように、比較器４１、ゲイン調整部４２、パワーアンプ４３を備えている。
【００１９】
給水・タービン速度制御装置１０は、図１、図２に示すように、速度検出器１１から入力されたタービン実速度信号と給水速度指令部４０から入力された給水速度指令信号とを比較演算して、その偏差信号を生成する。さらに、給水・タービン速度制御装置１０は、この偏差信号をゲイン調整及び増幅して得た電油変換器入力信号を電油変換器１２へ出力する。
【００２０】
要するに、本実施形態の蒸気加減弁制御装置では、給水ポンプ２、送油ポンプ７及び給油ポンプ８の駆動する蒸気タービン３の回転数、つまり、蒸気加減弁５の開度を制御することによって、上記給水ポンプ２から原子炉１へ冷却水を所望の流量で供給することを可能とする。
【００２１】
ここで、本実施形態の蒸気加減弁制御装置は、各機器を配置するためのレイアウト上の制約から、図１に示すように、蒸気タービン３の基礎上に設置された油タンク６の上部に給油路２１、２２が設置されている。このため、蒸気タービン３の起動待機中や長期停止後などにおいては、給油路２１、２２内で落油が生じやすく、さらには給油路２１、２２内に空気が混入した場合、蒸気タービン３が起動して給油路内に油圧が確立（油が充填）されるまで空気が抜けないことになる。
【００２２】
また、蒸気加減弁制御装置の定期検査時などにおいて、送油ポンプ７、給油ポンプ８、電油変換器１２などの油圧系統の機器や、給油路２１、２２を含む油の配管を分解、点検した場合、大量の空気が油圧系統内に留まることになる。このように、油圧系統内への空気が流入、残留が生じた場合、空気の圧縮などによって蒸気加減弁５の動作の遅れが生じるため、蒸気タービン３は、起動時の過渡的な回転速度が高くなりやすい。
【００２３】
蒸気タービン３が起動する際の回転速度が高い（蒸気タービン３の起動特性が悪い）と、回転速度が安定するまでに時間がかかり、給水ポンプ２が定格運転状態に達するまでに多くの時間を要し、この結果、原子炉１へ冷却水を迅速に供給することが難しくなる。
【００２４】
そこで、本実施形態の蒸気加減弁制御装置には、図１に示すように、上述した油補充ポンプ３０、逆止弁３１、給油路３２がさらに設けられている。油補充ポンプ３０は、電動機駆動のポンプ（電動ポンプ）であり、油タンク６内の油を給油ポンプ８の下流側から給油路２１内へ逆止弁３１及び給油路３２を介して補充する。逆止弁３１は、給油路３２の経路上において油補充ポンプ３０の下流側に配置されている。
【００２５】
この油補充ポンプ３０としては、例えばギヤポンプ、ピストンポンプ、遠心ポンプなどを用いることが可能である。この油補充ポンプ３０を駆動する際には、蒸気タービン３は起動待機（停止）状態であればよい。ここで、上述した給油ポンプ８は、ギヤポンプやピストンポンプなどの容積型のポンプを適用している。このため、給油ポンプ８の上流側への油の逆流を防止することができる。
【００２６】
一方、蒸気タービン３を駆動した状態、すなわち、給油ポンプ８が駆動した状態では、逆止弁３１を油補充ポンプ３０の下流側に設けていることで、油補充ポンプ３０側への油の逆流を防止することができる。油補充ポンプ３０は、蒸気タービン３とは別系統の駆動力で駆動（電動機駆動）されるため、油タンク６内の油を給油ポンプ８の下流側から、給油路２１及び電油変換器１２を介し、さらに下流側に設けられた油圧シリンダ１３まで、の空気を排出させることが可能となる。
【００２７】
これにより、蒸気加減弁５の動作の応答性（動作の遅延）を改善できるので、蒸気タービン３の起動時の過渡的な回転速度の上昇を抑えることができる。さらに、例えば、定期的なサーベランス試験のインターバルにおいて、蒸気タービン３の稼働停止中であっても、油補充ポンプ３０を駆動することで、給油路２１などを含む油圧系統の空気を強制的に排出させることができる。なお、蒸気タービン３の停止状態で油補充ポンプ３０を駆動させ、油圧シリンダ１３内に油圧が確立して蒸気加減弁５が実際に開閉する場合でも、蒸気加減弁５の上流側の蒸気止め弁４が全閉されているため、蒸気タービン３に蒸気が流入することなどが抑制される。
【００２８】
既述したように、本実施形態の蒸気加減弁制御装置では、蒸気タービン３を駆動させるとことなく（蒸気タービン３の起動を待たずに）、油補充ポンプ３０を駆動することで、給油ポンプ８の下流側から電油変換器１２を介して油圧シリンダ１３までの空気を排出すると同時に油圧を確立することが可能となる。
【００２９】
すなわち、油補充ポンプ３０を追加した本実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、図１に示すように、給水・タービン速度制御装置１０から電油変換器１２へ摸擬の電油変換器入力信号を入力することで、油圧シリンダ１３に接続された蒸気加減弁５を開閉動作させることができる。したがって、この開閉動作を複数回実施することにより、油圧シリンダ１３においてピストンロッドのグランド部などからの空気の排出を促進できる。
【００３０】
さらに、本実施形態によれば、蒸気タービン３を駆動せずとも、油補充ポンプ３０を駆動することで、蒸気加減弁制御装置本体の主要部分を稼動させることができる。これにより、蒸気タービン３に実際の蒸気を流入させて行われる試運転のその前の段階で、図１、図２に示すように、給水・タービン速度制御装置１０から電油変換器１２へ摸擬の電油変換器入力信号を入力することで、蒸気加減弁５の調整や油圧系統の動作確認が可能となる利点がある。したがって、例えば、蒸気タービン３の起動特性などを蒸気加減弁５の開閉特性（挙動）を確認することにより実際の蒸気を流入させることなく事前に把握することが可能となり、この起動特性の改善を図ることができる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施形態を図３〜図５に基づき説明する。なお、図３、図４中において、図１に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。第２の実施形態は、第１の実施形態に変更を加えて、構成されるものである。この第２の実施形態では、変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１の実施形態で説明した構成の例示を全て含む。
【００３２】
第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、図３に示すように、第１の実施形態の蒸気加減弁制御装置に、オリフィス１４が経路上に設けられた（第１の）排油路２３と、給油ドレンポット９と、を加えて構成されている。給油ドレンポット９は、送油ポンプ７と給油ポンプ８との間をつなぐ（第２の）給油路２２の経路上に設けられており、この給油路２２内に混入した空気を除去する。排油路２３は、給油ドレンポット９と油タンク６との間を上記オリフィス１４を介してつなぐ油の流路として構成されている。
【００３３】
給油ポンプ８の上流側に位置にする給油ドレンポット９は、給油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダ１３よりも高い位置に設置されている。給油ドレンポット９は、蒸気加減弁５を閉塞状態にする際に油圧シリンダ１３の動作に必要な容量以上の油が貯留されている。さらに、蒸気タービン３が起動してその回転速度が上昇した時に給油ドレンポット９内の油を給油ポンプ８に供給することが可能となる。
【００３４】
ここで、送油ポンプ７は、送り出す油の量が、給油ポンプ８及び蒸気タービン３の軸受１９で使用される油の量よりも大きくなるように構成されている。このため、給油路２２内に空気が混入している場合であっても、蒸気タービン３の起動時に給油ドレンポット９からオリフィス１４を経由して、空気が自動的に押し出され、これにより、給油路２２内から空気を取り除くことができる。なお、給油ドレンポット９への給油は、蒸気タービン３の定期検査終了後や起動前に行い、給油ドレンポット９を満油状態にしておくものとする。
【００３５】
詳述すると、この構成の場合、給油ポンプ８の上流側の給油路２２内に混入された空気は、給油ドレンポット９内に溜まる。さらに、給油ドレンポット９の底部の油が給油ポンプ８に供給されるため、給油ポンプ８に空気が混入することを抑制できる。また、給油路２２内に混入した空気は、蒸気タービン３の停止時に給油ドレンポット９の上部に溜まる。給油ドレンポット９の上部に溜まった空気は、蒸気タービン３の起動時（起動の度）に、排油路２３の経路上のオリフィス１４を経由する際に取り除かれる。
【００３６】
ここで、第１の実施形態の蒸気加減弁制御装置から油補充ポンプ３０、逆止弁３１及び給油路３２を取り去った図４に示す比較例の蒸気加減弁制御装置（給油路２１、２２に空気が混入した装置）と、図３に示す第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置と、をそれぞれ適用した場合の蒸気タービン３の起動特性を比較してみる。ここで、図５は、比較例の装置、第２の実施形態の装置をそれぞれ適用した場合において、蒸気タービン３の起動時における蒸気加減弁５のストロークＳ、及び蒸気タービン３の回転速度Ｎの経時変化を表している。
【００３７】
蒸気加減弁５のストロークＳは、比較例の装置よりも第２の実施形態の装置のほうが早く閉動作し、蒸気タービン３の起動時の回転速度Ｎの上昇は、比較例の装置よりも第２の実施形態の装置のほうが少ないことが分かる。
【００３８】
このように第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、給油ポンプ８の上流側に空気抜き用の給油ドレンポット９を設置し、電油変換器１２側及び油圧シリンダ１３側への空気の混入を抑制できるので、蒸気タービン３の起動時において蒸気加減弁５の動作の遅れを実質的に防止することができる。
【００３９】
すなわち、第２の実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、給油ドレンポット９を設置したことによる給油路２２内の空気抜きと給油ポンプ８の駆動による給油路２１内の空気抜きとを行えることが相まって、蒸気加減弁５の動作の応答性を向上させることができるので、蒸気タービン３の起動時の回転速度の上昇が抑えられ、これにより、蒸気タービン３の起動特性の改善することができる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施形態を図６に基づき説明する。なお、図６中において、図１、図３に示した第１、第２の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。第３の実施形態は、第１、第２の実施形態に変更を加えて、構成されるものである。この第３の実施形態では、変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１、第２の実施形態で説明した構成の例示を全て含む。
【００４１】
図６は、第３の実施形態に係る蒸気加減弁制御装置の要部の構成を示す系統図である。なお、図６中では、第２の実施形態の給油ドレンポット９とオリフィス１４を経路上に設けた排油路２３とが図示されていないが、第３の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、これら給油ドレンポット９、オリフィス１４、排油路２３を備えていてもよい。
【００４２】
第３の実施形態の蒸気加減弁制御装置には、電油変換器１２と油タンク６との間をつなぐ（第２の）排油路２０の経路上に排油ドレンポット２６が設けられている。排油ドレンポット２６は、排油路２０内に混入した空気を除去する。詳述すると、排油ドレンポット２６は、給油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダ１３よりも、高い位置に配置されることで、排油路２０内に空気が溜まらないようにすることが可能となる。なお、蒸気タービン３の定期検査終了後や起動前に排油ドレンポット２６への給油を済ませ、排油ドレンポット２６を満油状態にしておくものとする。
【００４３】
第３の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、油補充ポンプ３０を駆動し、給油ポンプ８の下流から電油変換器１２を介してさらにその下流の油圧シリンダ１３までの空気を排出した状態で、蒸気タービン３を起動待機（停止）状態とする。さらに、この起動待機状態から蒸気タービン３が起動すると、排油路２０内（排油系統）に空気が混入していた場合には、蒸気タービン３の起動の度に排油ドレンポット２６にて空気を系外に放出させることができる。
【００４４】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施形態を図７Ａ、図７Ｂに基づき説明する。なお、第４の実施形態は、第１〜３の実施形態のいずれかに変更を加えて構成されるものである。この第４の実施形態では変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１〜３の実施形態で説明した全ての構成の例示を含む。
【００４５】
第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、油圧シリンダ１３に空気が溜まらないようにしたものである。すなわち、図７Ａは、油圧シリンダ１３内に配置されたピストン１６が、その外周面から内部に通じる空気抜き用のオリフィス１７を設けた形態を例示している。より具体的には、オリフィス１７は、油圧シリンダ１３の下部に溜まった空気を油圧シリンダ１３の上部を経由して系外に排出させる空気の流路につながっている。
【００４６】
一方、図７Ｂは、油圧シリンダ１３内に配置されたピストン１６が、外周面を凹凸にしたラビリンス構造１８を有する形態を例示している。ピストン１６のこのラビリンス構造１８と油圧シリンダ１３の内壁との間から、油圧シリンダ１３の下部に溜まった空気を排出させることが可能となる。
【００４７】
ここで、第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、オリフィス１７やラビリンス構造１８から洩れる油量を、油圧シリンダ１３への給油量に比較して十分に少なくし、これらの空気抜き構造に起因する蒸気加減弁５の動作の遅延が生じないように、オリフィス１７やラビリンス構造１８の形状やサイズを適宜設定する。
【００４８】
したがって、第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置では、油補充ポンプ３０を駆動し、例えば電油変換器１２に模擬信号を入力することで、油圧シリンダ１３に接続された蒸気加減弁５を開閉動作させることが可能となる。蒸気加減弁５の開閉動作を複数回実施して、油圧シリンダ１３のピストン１６の下部（ピストンロッドのグランド部など）に溜まった空気を、例えばオリフィス１７からピストン１６の上部を経由して外部に放出させることができる。これにより、蒸気タービン３の起動の安定化を図ることができる。
【００４９】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施形態を図８に基づき説明する。なお、図８において、図１、図３、図６、図７Ａ、図７Ｂに示した第１〜第４の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。第４の実施形態は、第１〜第４の実施形態のいずれかに変更を加えて構成されるものである。この第４の実施形態では、変更を加えた構成について説明する。つまり、変更を加えてない構成については、第１〜第４の実施形態で説明した全ての構成の例示を含む。
【００５０】
第５の実施形態の蒸気加減弁制御装置は、図８に示すように、例えば、第１の実施形態の蒸気加減弁制御装置に、（第２の）油補充ポンプ４５、逆止弁４６、（第４の）給油路４７を加えて構成されている。これに代えて、第２〜第４の実施形態の蒸気加減弁制御装置に、油補充ポンプ４５、逆止弁４６、給油路４７を加えてもよい。
【００５１】
油補充ポンプ４５は、電動機駆動のポンプ（電動ポンプ）であり、図８に示すように、送油ポンプ７と給油ポンプ８との間をつなぐ（第２の）給油路２２内に、送油ポンプ７の下流側から油タンク６内の油を、逆止弁４６及び給油路４７を介して補充する。
この油補充ポンプ４５は、例えばギヤポンプ、ピストンポンプ、遠心ポンプなどを用いることが可能である。この油補充ポンプ４５を駆動する際には、蒸気タービン３は起動待機（停止）状態であればよい。
【００５２】
したがって、第５の実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、蒸気タービン３の稼働に依存することなく、別系統の油補充ポンプ３０及び油補充ポンプ４５をそれぞれ同時に又は個別に駆動することで、送油ポンプ７下流の給油路２２及び給油ポンプ８下流の給油路２１を含む油圧系統から、混入した空気を排出させることができる。これにより、蒸気タービンの起動特性のさらなる改善を図ることができる。
【００５３】
また、第５の実施形態の蒸気加減弁制御装置によれば、電動機駆動の油補充ポンプ３０、４５を備えていることで、蒸気タービン３に実際の蒸気を流入させて行われる試運転のその前の段階で、蒸気加減弁５の開閉特性（挙動）や油圧系統の動作の特性を確認できるので、蒸気タービンの試運転時や蒸気タービンの実際の起動時に生じ得る不具合などに事前に対処することが可能となる。
【００５４】
以上、具体的に説明した各実施形態は例示であり、技術的範囲はこれにのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第１〜５の実施形態の油補充ポンプ３０及び逆止弁３１と、第５の実施形態の油補充ポンプ４５及び逆止弁４６と、を給油路に対して固定的に接続する接続構造と、定期検査などを想定し、必要に上記油補充ポンプ３０、４５及び逆止弁３１、４６を、給油路に対して着脱自在に接続する接続構造と、のいずれを適用してもよい。さらには油補充ポンプ３０（又は４５）の下流に油フィルタを設置してもよい。
【００５５】
また、上述した油補充ポンプ３０（又は４５）、油フィルタ、専用の油タンクなどをユニット化した油圧発生装置を構成するとともに、給油路（配管）に対して着脱自在となる接続構造をこの油圧発生装置に追加し、この接続構造を介して、送油ポンプ７や給油ポンプ８の下流側の給油路２１、２２に油圧発生装置を着脱自在に接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…原子炉、２…給水ポンプ、３…蒸気タービン、５…蒸気加減弁、６…油タンク、７…送油ポンプ、８…給油ポンプ、９…給油ドレンポット、１０…給水・タービン速度制御装置、１２…電油変換器、１３…油圧シリンダ、１４，１７…オリフィス、１６…ピストン、１８…ラビリンス構造、２０，２３…排油路、２１，２２，３２，４７…給油路、２６…排油ドレンポット、３０，４５…油補充ポンプ、３１，４６…逆止弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油タンク内から油を送り出す送油ポンプと、
前記油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送する給油ポンプと、
原子炉に冷却水を供給する給水ポンプ並びに前記送油ポンプ及び前記給油ポンプを駆動する蒸気タービンと、
前記原子炉で発生させた蒸気の前記蒸気タービン側への供給量を調節するための蒸気加減弁を駆動する油圧シリンダと、
前記給油ポンプ側から前記油圧シリンダ側へ供給すべき油の流量を制御する電油変換器と、
前記給油ポンプと前記電油変換器との間をつなぐ給油路と、
前記油タンク内の油を前記給油ポンプの下流側から前記給油路内に補充する電動機駆動の油補充ポンプと、
を具備する蒸気加減弁制御装置。
【請求項２】
前記送油ポンプと前記給油ポンプとの間をつなぐ第２の給油路と、
前記第２の給油路の経路上に設けられ、この第２の給油路内に混入した空気を除去する給油ドレンポットと、
前記給油ドレンポットと前記油タンクとの間をオリフィスを介してつなぐ排油路と、
をさらに具備する請求項１記載の蒸気加減弁制御装置。
【請求項３】
前記電油変換器と前記油タンクとの間をつなぐ第２の排油路と、
前記第２の排油路の経路上に設けられ、この第２の排油路内に混入した空気を除去する排油ドレンポットと、
をさらに具備する請求項１又は２記載の蒸気加減弁制御装置。
【請求項４】
前記油圧シリンダ内に配置されたピストンは、その外周面から内部に通じるオリフィス、又は前記外周面を凹凸にしたラビリンス構造を有する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蒸気加減弁制御装置。
【請求項５】
前記送油ポンプと前記給油ポンプとの間をつなぐ第２の給油路内に、前記油タンク内の油を前記送油ポンプの下流側から補充する電動機駆動の第２の油補充ポンプ、
をさらに具備する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蒸気加減弁制御装置。
【請求項１】
油タンク内から油を送り出す送油ポンプと、
前記油タンク内から送り出された油をさらに下流側へ移送する給油ポンプと、
原子炉に冷却水を供給する給水ポンプ並びに前記送油ポンプ及び前記給油ポンプを駆動する蒸気タービンと、
前記原子炉で発生させた蒸気の前記蒸気タービン側への供給量を調節するための蒸気加減弁を駆動する油圧シリンダと、
前記給油ポンプ側から前記油圧シリンダ側へ供給すべき油の流量を制御する電油変換器と、
前記給油ポンプと前記電油変換器との間をつなぐ給油路と、
前記油タンク内の油を前記給油ポンプの下流側から前記給油路内に補充する電動機駆動の油補充ポンプと、
を具備する蒸気加減弁制御装置。
【請求項２】
前記送油ポンプと前記給油ポンプとの間をつなぐ第２の給油路と、
前記第２の給油路の経路上に設けられ、この第２の給油路内に混入した空気を除去する給油ドレンポットと、
前記給油ドレンポットと前記油タンクとの間をオリフィスを介してつなぐ排油路と、
をさらに具備する請求項１記載の蒸気加減弁制御装置。
【請求項３】
前記電油変換器と前記油タンクとの間をつなぐ第２の排油路と、
前記第２の排油路の経路上に設けられ、この第２の排油路内に混入した空気を除去する排油ドレンポットと、
をさらに具備する請求項１又は２記載の蒸気加減弁制御装置。
【請求項４】
前記油圧シリンダ内に配置されたピストンは、その外周面から内部に通じるオリフィス、又は前記外周面を凹凸にしたラビリンス構造を有する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蒸気加減弁制御装置。
【請求項５】
前記送油ポンプと前記給油ポンプとの間をつなぐ第２の給油路内に、前記油タンク内の油を前記送油ポンプの下流側から補充する電動機駆動の第２の油補充ポンプ、
をさらに具備する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蒸気加減弁制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１５４３（Ｐ２０１３−１１５４３Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５１９６（Ｐ２０１１−１４５１９６）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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