JPH01124796A

JPH01124796A - 核反応炉用ガス循環装置およびその使用方法および核反応炉システムおよびその操作方法

Info

Publication number: JPH01124796A
Application number: JP8719572A
Authority: JP
Inventors: L Helm John; ジョン　エル　ヘルム; S Leonard John; ジョン　エス　レオナード
Original assignee: Proto Power Corp
Current assignee: Proto Power Corp
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1987-01-29
Publication date: 1989-05-17

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】（発明の背景）本発明は、一般的に、核反応炉用冷却剤ポンプに関する
。さらに詳細には、本発明は、ガスで冷却される核反応
炉のための改良されたガス循環装置に閏Ｊる。

ガスで冷却される核反応炉は知られている。例えば、全
てがＦｏｒｔｅｓｃｕｅ　ｅｔ　ａｔ、に属する米国特
許第３，１３８，５３５号、第３，２０１．３２０号、
第３，２０１，３２１号と、Ｒ０３ｅｅｔ　ａｌ、に属
する米国特許第３，２４４、５９８丹と、Ｂ　Ｃｈａｂ
ｅｒｔに属する米国特許第３，４４４．０３８号と、共
通に所有された継続中の出願５ｅｒｉａｌ　Ｎ［ｌ　８
１０，９９３であって、名称を’　ｌ　ｎｈｅｒｅｎｔ
ｌｙ　５ａｆｅ　、　ｊｖｌｏｄｕｌａｒ、　Ｈｉｇｈ
　−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　Ｑａｓ　−Ｃｏｏｌｅ
ｄ　Ｒｃａｃｔｏｒ　　３ｙｓｔｅｍ　”とされた特許
出願とが、ガスで冷却される核反応炉を記載している。

そのような特許および特許出願の開示内容は、ここでは
参考としてこの中に併合される。

ガスで冷却される核反応炉用冷却剤ポンプは、一般に循
環装置または送風装置と呼ばれている。

ガスで冷却される核反応炉のための幾つかのタイプの循
環装置が知られており、それらは例えば電気的に駆動さ
れる循環装置、およびタービンで駆動される循環装置で
ある。

幾つかの古いガス冷却核反応炉システムは、゛電気的に
駆動される循環装置を採用している。その駆動モータは
、一次システム圧力境界の外側にあり、一方、その羽根
車は同一次システム圧力境界の内側にある。したがって
、その駆動シャフトは前記一次システム圧力境界を通過
して突出し、当該駆動シｔＪフトのためのシャフト・シ
ールが必要とされている。同駆動シャフトのためのシ１
／フト・シールは、それの−側に反応炉システムの圧力
を有し、かつそれの他側に周囲の圧力を有する。

システムー一対−−周囲に晒されるシャフト・シールを
持つ、ガスで冷却される核反応炉システムは、多数の欠
点を有している。シールの構成の拘束は、反応炉システ
ムの動作圧力および／または温度を制限する可能性があ
る。それゆえ、前記ガス冷ｕ１剤の熱移送効率は、不利
に影響される可能性がある。また、シールの構成の拘束
は、前記循環ＩＩの最大回転スピードを制限する可能性
があり、それによりそれの設計を束縛する。ざらに、密
封液体は、前記反応炉システムに対する汚染源となる可
能性がある。

幾つかの新しい、ガスで冷却される核反応炉システムは
、一次システム圧力境界の範囲内に設置されたＭ勤循環
装置またはタービンで駆動される循１ｍ装置を用いてい
る。換言すると、当該循環装置は前記冷Ｉ４１剤ガス圧
力包囲体の中に沈められている。したがって、前記一次
システム圧力境界を通るケーブルの貫通および／または
パイプの貫通のみが必要となっている。沈められた循環
装置を有する核反応炉システムは、システムー一対−−
周囲に晒されるシャフト・シールを排除し、しかも、そ
れは、ガスで冷Ｗされるより古い核反応炉システムより
も高いシステム圧力および／または温度を許容すること
ができる。前記法められる循環装置の概念の２つの変更
例のうらの１つが、ガスて・冷却される核反応炉システ
ムにＪ３いて典型的に使用されている。特に、システム
は、オイルで潤滑される軸受を持つ電動循環ｉ置、また
は水で循環される軸受を持つ蒸気駆動ｆＪ環装置を何す
ることができる。

しかし、沈められる循環装置を有するガスで冷却される
核反応炉システムには、幾つかの問題が係わる。沈めら
れたｔｒｉｍ装置のための軸受の潤滑はＭ儀なことであ
る。なぜなら、同軸受はｎｔ前記一次シスデム圧力境界
の範囲内に収容されているからである。循環装置のため
の軸受潤滑システムは、前記一次システム圧力境界の外
側に配置された軸受の潤滑源および／または減衰ガス源
を有する可能性がある。したがって、当該軸受潤滑シス
テムは、複雑で、高価で、設置および保守が困難になる
可能性がある。さらに、もし潤滑剤としてオイルまたは
水が使用されると、同オイルまたは水の潤滑剤は前記反
応路システムに入ってそれを汚染する可能性がある。

オイルで潤滑される軸受を持つ電動循環装置を有するガ
スで冷却される核反応炉システムにおいて、前記反応炉
の急速な減圧は、前記潤滑システムを崩壊させ、それゆ
え強制される循環のための能力の損失となり、またオイ
ルを前記反応炉システムへ入れてそれを汚染させる可能
性がある。また、竹輪循環装置の最大回転スピードは、
いわゆるオイルの泡立ちの問題により制限される可能性
がある。さらに、前記循環装置の入口における前記ガス
冷却剤の最高温度は、前記オイルで潤滑される軸受の温
度がオイルの温度限界の範囲内に保持されるべきである
限り、制限される可能性がある。

水で潤滑される軸受を持つタービン駆動循環装置を有す
るガスで冷却される核反応炉システムにおいて、前記反
応炉の急速な減圧は、前記ｒＩＩＷ＃システムを崩壊さ
せ且つ水を前記反応炉システムへ入れる可能性がある。

しかも、水でｒ１１滑される軸受を持つタービン駆動循
環装置は、前記軸受の水圧が前記反応炉システムの圧力
よりも大きく、かつ減衰ガスが当該軸受の水圧および反
応炉システムの圧力を均衡させるために用いられるよう
に、す麹型的に構成される。しかし、前記軸受の水圧は
度々前記減衰ガス圧を越えることができる。その結果と
して、水でｍＷＩされる軸受を持つタービン駆動循環装
置にとって、前記反応炉システム内への水の漏れは重大
な問題となる。

従来の軸受を持つ循環装置においては、ロータが不均衡
となって前記循環装置を振動させる可能性があり、その
結果金属疲労と騒音の原因となる。

振動を発生されるｖｉ音の問題は、ガスで冷却される核
反応炉システムの成る用途においては決定的な考慮事項
となることがある。さらに、もし前記ロータの不均衡が
過度であれば、この事態を訂正する費用が高くなる。な
ぜなら、前記ロータが前記循環Ｈｉｆｆから取り外され
、そして再び均衡されねばならないからである。

したがって、前記反応炉システムの汚染の可能性を最小
にし、反応炉システム操作パラメータにほとんど抑制を
加えず、そして振動を最小にするガスで冷却される核反
応炉に対する需要が存在１ｙる。

（発明の要約）本発明によるガス循環装置は、従来のガス循環装置に係
わる問題を解決するとともに、上記の需要を満足させる
。また、本発明によるガス循環装置は、現存するガスで
冷却される核反応炉システムと両立することができ、且
つその中に設置されることが可能である。そのようなガ
ス循環装置は、反応炉システムを操作する圧力および／
または温度にほとんど制限を加えない。また、そのよう
なガス循環装置は、システムー一対−−周囲に晒される
シャフト・シールの使用を回避する。そのようなガス循
環装置は、軸受の潤滑剤による前記核反応炉システムの
汚染の可能性を最小にする。さらに、そのようなガス循
環装置は、ロータの振動が減少あるいは除去されるのを
可能にし、かつ前記循環５Ａ置が動作している間にロー
タの均衡化が達成されることを可能にする。

本発明は、前記反応炉の圧力境界の範囲内に沈められる
。あるいは密閉状態に封止される能動的磁気軸受を取り
付けられた電動モーフ駆動・ガス循環ｖ装置を提供する
ことにより、既知のガス循環装置の欠点を克服する。半
径方向能動的磁気軸受が、前記ロータ・シャフトの各端
部の近くに位置される。半径方向後援もしくは「捕捉体
Ｊ軸受も、前記ロータ・シャフトの各端部の近くに位置
される。軸方向もしくはスラスト能動的磁気軸受が、軸
方向後援もしくは「捕捉体」軸受として、前記ロータ・
シャフトの各端部間に配置される。前記軸方向後援軸受
および半径方向後援軸受は、密封されたチャンバ内に収
納される。首記後援軸受は、例えばボールベアリングま
たはローラベアリングのごとき反摩擦軸受であってらＪ
ζい。しかし、前記１コータ上に取り（ｔ　Ｇ）られた
連係する金属製スリーブのある、または無い、前記ステ
ーク上に取り付けらだ黒鉛製プッシュを有する軸受のご
とく、他のタイプの軸受も後援軸受として使用されるこ
とが可能である。前記チャンバは、ｌ１ｆｆｉ剤、例え
ば固形の潤滑剤または液状の潤滑剤を収容することがで
きる。

好ましくは、本発明によるガス循環装置が核反応炉シス
テム内に設置される際、前記ロータ・シャフトがほぼ垂
直に向けられ、かつ前記密封されたチャンバが前記ロー
タ・シャフトの近くに位置する。その下方の半径方向後
援軸受およびその軸方向後援軸受は、前記密封されたチ
ャンバ内に配置されもよい。前記下方の半径方向後援軸
受および前記軸方向後援軸受は、前記半径方向能動的磁
気軸受がエネルギを除去されたときに、当該下方の半径
方向後援軸受が前記ロータのほぼ全ての半径方向支持を
行い得るよう、充分に離間されることが可能である。

前記密封されたチャンバは、内側部材と、ほぼ環状の外
側部材と、シールとにより有利に設定される。前記内側
部材の少なくとも一部は、前記外側部材の中に配置され
る。前記ロータ・シャフトおよび前記内側部材の１つは
孔を有゛することができ、一方、同ロータ・シャフトお
よび同内側部材の他方のものは延長部を有してもよく、
当該延長部は前記孔内へ突出する。特に、前記内側部材
は、前記ロータ・シャフト中の孔の中へ突出する延長部
を有してもよく、あるいは前記ロータ・シャフトが、前
記内側部材中の孔の中へ突出する延長部を右してもよい
。前記延長部、前記内側部材および／または前記ロータ
・シャフトは、もし前記軸方向能動的磁気軸受がエネル
ギを除去されたならば、前記ロータ・シャフトが中心に
位置され得るようにするため傾斜されてもよい。

本発明によるガス循環装置はブレーキ機構を備えること
ができる。同ブレーキ機構は、前記ロータ・シャフトへ
接続されたフランジと、前記内側部材へ接続されたフラ
ンジと、同各フランジを接触させるように選択的に付勢
する装置とを具備することができる。さらに、もし液状
潤滑剤が前記密封されたチャンバ内に保持されるならば
、本発明によるガス循環装置は、前記液状潤滑剤が前記
ロータ・シャフト側へ移動するのを防止するための組立
体を備えることもできる。言過に当接体と呼ばれている
器具が、この目的のために採用されることができる。

本発明によるガス循環装置は、前記能動的磁気軸受のた
めの制御回路を具備することができる。

同制御回路は、前記循環装置が作動している間に、すな
わちｌＩｆＪｇａロータが回転している間に、前記ロー
タの位置が調節されるのを可能にすることができる。さ
らに、同制御回路は、ロータの振動を抑制または減衰さ
せる回路を有することもできる。

（好ましい実施例の詳細な説明）本発明の上記目的と他の目的、特徴、ならびに利点は、
特に添付図面を参照するときの、本発明の図示の実施例
についての以下の詳細な説明を考慮することで、明らか
になるであろう。

以下、図面、特に第１図を参照すると、本発明によるガ
ス循環装置１０が示されている。ガス循環装置１０は、
ｒ１１＃Ｊ循環装置であって、ほぼ垂直方向の向きと、
全体を参照符号１２により指示された主モータとを有し
、主モータ１２は圧力容器１４内に収容されている。主
モータ１２は、多数の巻材１８を有するステータ１６と
、ロータ・シャフト２２を有するロータ２０どを備えて
いる。ロータ◆シャフト２２の上端部のための軸受は、
ハウジング２４の内側に設置されている。第２図は、ロ
ータ・シャフト２２の上端部のための前記軸受構造を非
常に詳細に示している。ロータ・シャフト２２の下端部
のための軸受は、ハウジング２６およびハウジング２８
の内側に設置されている。第３図は、ロータ・シャフト
２２の下端部のための前記軸受構造を非常に詳細に示し
ている。

ロータ・シャフト２２の上端部は、第１図で見られるよ
うに、カップリング３０へ接続されている。

シャフト延長部３２の下端部もカップリング３０へ接続
され、同時に、それの上端部は羽根車３４へ取り付けら
れている。

前記ガス循環装置１０が作動しているとき、前記ガスに
より冷却される核反応炉、例えばヘリウムで冷却される
核反応炉のためのガス冷）Ｊ）剤は、入口の案内羽根３
６．３８を通り、羽根車３４を通過し、そして直線化用
羽根組α体４０内に入るように流れる。直線化用羽根組
立体４０から、前記ガス冷却剤は、パイプ（図示せず）
を通って前記核反応炉（図示せず）内へ流れる：第１図に示された複数の矢印は、前記ガス循環装置１０
のための前記冷却ガスの流れを示している。

このガス冷却剤は、前記核反応炉のためのガス冷却剤と
同じであって、ステータ１６の巻材１８を通過して上方
へ、１つ圧力容器１４の穴４２の外へ流れる。

それから、同ガス冷却剤は、圧力容器１４の外表面上に
形成された長溝４４を通過して下方へ流れ、そして圧力
容器１４の透孔４６を通って圧力容器１４の内側に入る
。次に、前記ガス冷却剤は、冷却装置４８を通って流れ
、巻材１８側へ戻る。

第１図は、前記核反応炉システムのための一部システム
用圧力境界の範囲内に収容されているガス循環装置１０
を示している。前記一次システム用圧力境界は、部分的
に圧力′Ｂ器１４により設定されている。前記ガス循環
装置１０が前記一次システム用圧力境界の範囲内に設置
されているので、シャフトを包囲するシールのシステム
が不要である。

第１図は、二次圧力境界の一部を示し、これは前記一次
圧力用境界を包囲しｎつ収納している。特に、前記二次
圧力境界は、収容容器４７および底部ＩＩ！Ｉｆ鎖片４
９により部分的に設定されている。

シャフト延長部３２は、ジャーナル軸受５０により支持
され、ジャーナル軸受５０は半径方向の能動的磁気軸受
となっている。能動的磁気軸受および能動的磁気軸受の
ための制御システムは、次に特許に記載されている。す
なわち、米国特許第３　、７０２．２０８弓、米国特許
第３，７３１，９８４号、米国特許第３、７８７．１０
０号、米国特許第３，８８５，８３９号、米国特許第４
，０１２，０８３月、米国時ｎ第４，０２３，９２０号
、米国特許第４，１１４，９６０号、米国特許第４，１
２１，１４３号、米国特許第４，１２８，７９５号、米
国時ｎ第４，１４１，６０４号、米国特許第４，１８０
，２９６号、米国特許第４，１８０．９４６号、米国特
許第４，２４４，６２９号、米国特許第４．３０２，０
６１号、米国特許第４，３０８，４９０＠、および米国
特許第４，３５３，６０２号に記載されている。さらに
、能動的磁気軸受および能動的磁気軸受のための制御シ
ステムが、以下に説明される。

能動的磁気軸受はジャーナル軸受５０として望ましい。

なぜなら、前記能動的磁気軸受はｒ：Ｉ滑剤なしで作動
するからであり、潤滑剤は前記反応炉システムに入って
汚染する可能性がある。以下の説明において、省略形“
ＡＭＢ”は、前記用語「能動的磁気軸受」のために使用
される。

先に指摘したように、第２図は、ロータ・シャフト２２
の上端部のための軸受の形態を示している。

ロータ・シャフト２２の上端部は、半径方向のＡＭＢ６
０により支持され、ロータ・シャフト２２の上端部の（
ｉ７置は、半径方向位置検出装置もしくはセンサ６２に
より感知される。半径方向の後援軸受６４は、半径方向
Ａ　Ｍ　Ｂ　６０が故障した場合、またはエネルギを失
った場合に用意される。半径方向の後援軸受６４は、黒
鉛製プッシュ６６をイｉし、プッシュ６６はハウジング
２４内に取り付けられている。もし、ＡＭ　Ｂ　６０が
故障し、あるいはエネルギを失うと、ロータ・シャフト
２２が傾斜することができ、その結果それは黒鉛製プッ
シュ６６に触れる。この状況下において、黒鉛製プッシ
ュ６６がロータ・シャフト２２のために半径方向の支持
を行う。もし、黒鉛に対するロータ・シャフト２２の摩
擦係数が不充分に低ければ、黒鉛に対して低い摩擦係数
を有する金属で作られたスリーブが、ロータ・シャフト
２２上に取り付けられることが可能である。そのような
スリーブは、ロータシャフト２２上に押圧され、あるい
はそうではな（、ロータ・シャフト２２に対して固定さ
れることが可能である。黒鉛製プッシュが前記上部の半
径方向の後援軸受として採用されるのが右利である。な
ぜなら、軸受用潤滑剤が不要だからである。したがって
、潤滑剤の漏れの問題が存在せず、またｒｆ１滑剤の温
度の限度が反応炉システムを作動させるパラメータに強
いられることがない。

第２図は、前記上部の半径方向の後援軸受としての黒鉛
製プッシュを示しているけれども、他のタイプの軸受が
使用されてもよい。前記上部の？ｒ径方向の後援軸受は
、ボールベアリングまたはローラベアリングのような反
Ｓ擦軸受であってもにい。

第２図でも見られるように、前記循環装置用冷却ガスの
ための羽根車６８が、前記後援軸受６４の上方の位置ぐ
ロータ・シャフト２２へ取り（Ｊ　ｉ］られている。冷
却ガス用羽根車６８は、前記冷却ガスが前記循環装置を
通って流れるように付勢するためのエネルギを供給する
。

上記したように、第３図はロータ・シャフト２２の下端
部のための軸受形態を示している。ロータ・シャフト２
２の下端部は、半径方向Ａ　Ｍ　Ｂ　７０により支持さ
れ、またロータ・シャフト２２の下端部の位置は、半径
方向位置検出装置またはセンサ７２により感知される。

さらに、ロータ・シャフト２２は軸方向のＡ　Ｍ　Ｂ　
７４により支持され、軸方向のＡＭ８７４はスラスト軸
受として機能する。複数の後援軸受が、前記半径方向の
Ａ　Ｍ　１３７０および前記軸方向のＡ　Ｍ　Ｂ　７４
のために設けられている。好ましくは、二重列ボールベ
アリング８２または二連式ボールベアリングが、前記軸
方向のＡ　Ｍ　Ｂ　７４のための後援軸受として使用さ
れ、一方、ボールベアリング８０が前記半径方向のＡ　
Ｍ　Ｂ　７０のための後援軸受として採用される。前記
軸方向のＡＭＢのための後援軸受は、前記ロータ・シャ
フトに対して半径方向ならびに軸方向の支持を行うべき
である。

通常の動作のため、前記上部および下部の半径方向ＡＭ
Ｂは、前記ロータのために半径方向の支持を行い、前記
軸方向のＡＭＢは同ロータのために軸方向の支持を行う
。それゆえ、前記ロータは、機械的手段によるのではな
く、磁界により支持される。ＡＭＢが前記ロータを支持
するために採用されるので、前記ロータは、以下にさら
に詳細に説明されるように、力学的に均衡されることが
可能である。前記ＡＭＢにより与えられる支持の効用に
より、騒音、および振動、特に前記循環装置の基本の回
転周１Ｈの倍数となっている周期にお（）る振動が最小
にされる。したがって、ＡＭＢを有する循環装置が、低
騒音レベルを必要とする用途において採用されることが
可能である。

後援軸受８０および８２は、密封されたチャンバ（小室
）８４の内側に設置されている。密封されたチャンバ８
４は、内側部材８６と、外側部材８８と、中間片９０と
、底部閉鎖片９２と、シール９４とにより構成されてい
る。外側部材８８は、ほぼ環状であり、内側部材８６は
外側部材８８の中に位置されている。

半径方向の後援軸受８０は、内側部材８６と、外側部材
８８と、スナップリング９６とにより適所に保持され、
同時に、軸方向の後援軸受８２は、内側部材８６と、外
側部材８８と、当接体９８とにより適所に保持されてい
る。当接体９８の目的は以下に説明する。

後援軸受８０および８２の内側通路と内側部材８６との
間には緊密な嵌合が存在する。内側部材８６は、外側部
材８８およびレール９４と一緒に、カートリッジと児な
されることが可能である。同カートリッジは、前記ロー
タ・シャフトの下端部にお（プる前記ＡＭＢのための後
援軸受を収容する。そのカートリッジ全体が第３図に示
され、一方、同カートリッジの一部が第４図に非常に詳
細に示されている。

第５図は、第４図に示された前記カートリッジの変更例
を示している。

後援軸受８０および８２がたまに作動する限り、これら
の後１！軸受は、チャンバ８４内に潤滑剤が全熱ない状
態で用いられることが可能である。明らかに、もし、前
記密封されたチャンバが潤滑剤を保持していなければ、
ｒ４滑剤が前記チャンバから漏れることができず、また
前記反応炉システムを汚染しない。しかし、前記チャン
バは密封されているので、前記後援軸受のための潤滑剤
は前記チャンバ内に収容されていてもよい。一般に、潤
滑を施された軸受は、潤滑されない軸受よりも故障する
まで長時間作動されることができる。種々なタイプの潤
滑剤が前記後援軸受に対して使用されることができる。

例えば前記軸受は、高温になり且つヘリウムで冷却され
且つ黒鉛で副面される核反応炉のための制御ロンド駆［
構における可動部品のために使用される潤滑剤のごとき
、乾燥潤滑剤で潤滑されてもよい。他の固体状の潤滑剤
、例えば高温グリースまたはシリコンが採用されること
もできる。さらに、液状の潤滑剤がチャンバ８４内に収
納されてもよい。当該液状の潤滑剤は、従来の鉱物オイ
ルまたはシリコン・オイルのように高温合成材料であっ
てもよい。

もし、液状の潤滑剤が使用されるならば、チャンバ８４
は同液状潤滑剤で部分的に満たされてもよく、その結果
、後援軸受８０が回転するとき、後援軸受８０は、前記
液状潤滑剤を激しく撹乱させるとともに、同液状潤滑剤
の霧で前記チャンバが充満されるようにする。その場合
、前記液状の潤滑剤は、シール９４側へ、および前記反
応炉システム内へ移動しようとすることができる。前記
反応炉システムの汚染源となる可能性を除去するため、
前記液状潤滑剤は、前記シール側へ向かって移動し且つ
同シールを通過して漏れるのを防止されてもよい。当接
体９８は、内側部材８６へ接続され、この目的を達成し
ている。内側部材８Ｇが回転するとき、後援軸受８０が
前記液状潤滑剤を掻き回し、それにより霧を形成し、同
霧は回転している表面上に潤滑剤を堆積させることがで
き、かつ潤滑剤を前記密封された領域へ堆積させること
ができるが、当接体９８のリング１００は、遠心力によ
り、前記潤滑剤を外側部材８８の表面へ当てるように方
向付けし、同表面において前記潤滑剤はチャンバ８４の
底部へ戻るように流出する。

前記チャンバ内に潤滑剤による前記反応炉システムの汚
染を防止するための追加の予防措置として、シール９４
が構成されてもよく、シール９４は流体がＩｆｆ）記チ
ャンバへ入るのを可能にするが、流体が同チャンバから
退出するのを防止する。換言すると、シール９４は逆止
弁のように動作するのが有利である。もし、前記チャン
バの外側の圧力が同チャンバの内側の圧力よりも高けれ
ば、前記循環装置のための冷却ガスは前記チャンバに入
ることができる。しかし、もし前記チャンバの内側の圧
力が同チャンバの外側の圧力よりも高ければ、シール９
４は前記チャンバを閉鎖し、かつ同チャンバの内容物が
前記反応炉システムへ入るのを防止する。また、同シー
ルは、潤滑剤が前記チャンバになくても、摩損による破
片のごとき破片が同チャンバへ入ることも防止する。

半径方向および軸方向のＡＭＢを使用することにより、
また前記半径方向の後援軸受および前記軸方向の後援軸
受を密封されたチャンバ内へ配置することにより、反応
炉システムに対する可能性のある汚染源、特に前記軸受
の潤滑剤が排除される。１Ｉ２Ｉ滑剤が全く使用されな
いか、あるいは同潤滑剤が前記密封されたチャンバ内に
収納されるかのいずれかである。また、潤滑剤が使用さ
れたとしても、はとんど、または全く潤滑剤に対する保
守が不要である。さらに、複雑な軸受用潤滑システムは
不要である。軸受冷却システムまたは緩衝装置・ガス・
システムの必要性は回避される。それゆえ、前記一次シ
スデムの圧力境界を貫通することはほとんど要求されず
、このことは、前記一次システムの圧力境界を通る漏れ
の見込みを減少させる。また、前記反応炉システムの急
速な減圧は、前記潤滑剤が同反応炉システムへ入る結果
とはならない。なぜなら、前記潤滑剤は、あるとしても
前記密封されたチャンバ内に保持されるからである。さ
らに、第３図に示された前記軸受構造は、前記潤滑剤が
存在するとしても前記反応炉用ガス冷却剤から遠ざかっ
ている限り、反応炉システムを作動させるパラメータに
ほとんど束縛を与えることがない。それゆえ、前記反応
炉システムにおいて潤滑剤の温度の制限が強いられるこ
とがない。

第３図は、前記ロータ・シャフトのためのブレーキ機構
を示している。同ブレーキ機構は、ロータ・シャフト２
２へ固定されたフランジ１０２と、内側部材８６へ接続
された、あるいは内側部材８６の一体部分であるフラン
ジ１０４とを備えている。フランジ１０２および１０４
は対向する面を有している。

前記ブレーキ機構は、さらに、カリパス１０Ｇと、同カ
リパスを作動させるためのシステムとを備えている。同
カリバスは、当業者には明らかになるように、任意の適
宜の方法で電気的に作動されることができる。前記軸方
向ＡＭＢが不作動状態のとき、シャフト２２が落下し、
フランジ１０２が係合用傾斜表面を介して底部のシャフ
ト・フランジ１０４に接触し、それゆえ前記下部組立体
８６をシャフト２２と同一のスピードまで停止させる。

次に、カリバス１０６は、全体の回転している組立体を
迅速にゆっくりには、かつ停止させるように作動される
ことができる。したがって、°フランジ１０２および１
０４は、前記ロータ・シャフトのためのディスり・ブレ
ーキ組立体を構成する。カリパス１０６は、前記ロータ
を迅速に停止させるため、前記ＡＭＢへの電力が完全に
失われた際に作動されるのが有利であり、それゆえ、前
記後援軸受が作動される時間を最小にする。

第３および４図に示されているように、ａ−タ・シャフ
ト２２は孔１１０を有し、一方、内側部材８６は延長部
１１２を有し、延長部１１２は孔１１０内へ突出してい
る。前記軸方向のＡ　Ｍ　Ｂ　７４がエネルギを与えら
れたとき、前記ロータは前記内側部材から離れて上昇す
る。それから、通常の循環装置の動作の間に、延長部１
１２および孔１１０間ならびにフランジ１０２およびフ
ランジ１０４間に隙間が存在する。好ましくは、前記各
要素は次のように構成されている。すなわち、もし前記
ロータ・シャフトが角度を有するならば、軸方向後援軸
受８２および半径方向後援軸受８０間の間隔、ならびに
孔１１０および延長部１１２間の隙間および／またはフ
ランジ１０２およびフランジ１０４間の隙間が有利に選
択され、その結果、前記ロータ・シャフトが前記上方の
後援軸受に接触する前に、ロータ・シャフト２２および
内側部材８Ｇが互に接触するように構成されている。前
記上方の後援軸受は、大変炎内な故障の場合のみ作動し
てもよい。したがって、前記上方の半径方向後援軸受の
構成は、主たる重要なものではなく、広範な種類の軸受
が前記上方の半径方向後援軸受として用いられることが
可能である。

例えば、連係する金属スリーブのある、または無い黒鉛
製プッシュが、前記上方の半径方向後援軸受としての役
目をすることができる。このタイプの軸受の利点は、上
記されている。

第４図は、本発明の他の特徴を詳細に示している。延長
部１１２は、上端部１１６に位置された斜面１１４を有
している。ロータ・シャフト２２は、孔１１０の閉鎖端
部１２０に位置された対応する斜面１１８を有している
。斜面１１４は斜面１１８と合致する。

したがって、前記軸方向のＡＭＢがエネルギを除去され
たとき、ロータ・シャフト２２は内側部材の延長部１１
２上まで下降し、その際、斜面１１４および１１８が最
初に接触する。斜面１１４および１１８は、前記ＡＭＢ
がエネルギを除去されたとき、ロータ・シャフト２２を
内側部材８６上の中心に位置させる。

延長部１１２および孔１１０間の隙間ならびに延長部１
１２の長さは、もし前記ＡＭＢがエネルギを除去された
ら、前記密封されたチャンバ内の半径方向および軸方向
の後援軸受が前記ロータを支持できるようにすべく選択
されるのが有利である。前記ロータ・シャフトは、前記
軸方向ＡＭＢへの、または前記軸方向および半径方向Ａ
ＭＢへの電力の喪失時に、前記各斜面が互いに接触する
まで下降することになる。前記傾斜された各表面が互い
に接触したとき、前記内側部材はほとんど同時にシＸ・
フト２２と同一の速度で回転することになる。

前記各斜面は前記ロータ・シャフトを前記内側部材の中
心上に位置させ、そして前記ロータ・シャフトは前記密
封されたチャンバ内の前記半径方向および軸方向の後援
軸受により支持されることになる。前記上方の半径方向
後援軸受は、例えば、大変炎内な故障が発生したなら、
前記ロータ・シャフトを大幅に偏向させるためにのみ必
要となるであろう。前記回転しているロータを転頭（章
動）させるように作用する力は比較的小さく、前記密封
されたチャンバ内の前記半径方向および軸方向の後援軸
受がそのような力に抵抗する。前記回転しているロータ
は、前記各斜面により前記内側部材上に支持され且つ中
央に位置されることとなる。

前記ロータは、停止するように滑降することができ、あ
るいは、それは上絵のブレーキ機構により　　　　゛減
速されることができる。

第４図は、類似の斜面が有利に位置されている他の位置
を示している。ここでは、当該各斜面は前記延長部の下
端部および前記孔の開放端部に位置されている。当該各
斜面は、前記延長部の上端部および前記孔の閉ｆＩ端部
における斜面の代わりに使用されることが可能である。

ざらに詳説すると、延長部１１２の下端部１２２は斜面
１２４を有し、一方、孔１１０の開放端部１２６は対応
する斜面１２８を有している。斜面１２４は斜面１２８
と合致し、それらは、前記ＡＭＢがエネルギを除去され
たときに、ロータ・シャフト２２を内側部材８６上の中
央に有利に位置させる。

第５図は、前記内側部材、前記ロータ・シャフト、およ
び前記中央に位置させる各斜面のための他の形態を示し
ている。この実施例において、ロータ・シャフト２２は
延長部１３０を有し、内側部材１３２は孔１３４を有し
、孔１３４は延長部１７０を受容する。延長部１３０の
上端部１３６は斜面１３８を有し、一方、孔１３４の上
端部１４０は対応する斜面１４２を有している。これら
の斜面１３８および１４２は、ロータ・シャフト２２を
内側部材１３２内の中央に位置させることとなる。

以下に詳細に説明するように、前記ガス循環装置１０用
のＡＭＢは、電気的巻材を持つステータを備えている。

成る用途においては、同ステータは、巻材を備えている
とともに、前記核反応炉システム用ガス冷却剤から望ま
しく密封され、ている。例えば、同ステータは、もし前
記ガス冷却剤が特に腐食性のものであれば、密封遮断さ
れることができる。

第６，７および８図は、ＡＭＢをさらに詳細に示してい
る。一般に、ＡＭＢは、Ｔｉ磁的軸受と、電子制御シス
テムと、電力源とを備えている。前記′ｉＰ１ｍ的軸受
は、ステータとロータとをイｊしている。

第６図に概略的に示されているＡＭＢは、ロータ　１６
０（長短のダッシュを有する線により示されている）お
よびステータ　１６２Ｃ実線により示されている）と、
電磁石１６４と、連係された位置センサ１６Ｇとを有す
る半径方向ＡＭ８である。典型的には、第８図に示され
ているように、４つの電磁石および４つの位置センサが
半径方向ＡＭＢ内に採用される。しかし、図示を容易に
するため、１つの電磁石のみ、および１つの位置センサ
のみが、第６図に示されている。

前記ＡＭＢの剛性および減衰性は、前記電子制御システ
ムを介して制御される。

位置センサ１６６は、ロータ　１６６の位置を検知する
とともに、比較器１６８へ供給される前記ロータの位置
を示すセンサ信号を発生する。基準信号が、制御回路〈
図示せず）により発生され、かつ前記ロータの所望の位
置に対応し、同基準信号も比較器１６８へイハ給される
。

比較器１６８は、前記基準信・号および前記センサ信号
間の差異を決定し、それからこの差異に基づいてエラー
信号を形成する。当該エラー信号は、竹輪゛ロータの所
望の位置と同ロータの実際の位置との間の差異に対応す
る。同エラー信号は制御回路網１７０へ送られ、制御回
路網１７０は同エラー信号を処即して、電力増幅器１７
２への命令信号を用意する。同命令信号は、前記電力増
幅器がどれだ（）の電流を電磁石１６４へ供給ずべぎか
を指示し、電気磁石１６４は、次にロータ　１６０上に
復帰力を加える。

それゆえ、前記ＡＭＢのための前記電子制御システムは
、前記ロータの位置を制御するため閉ループ・サーボ・
システムを採用し、前記ロータの所望の位置は前記基準
信号を調節することにより変更されることが可能である
。各半径方向ＡＭＢに対して、４つの電磁石および４つ
の位置センサが用いられるので、１つずつ各電磁石に対
応する４つの電力増幅器が各半径方向ＡＭＢに対して使
用される。

ロータ　１６０は、長孔のない強磁性の積層から作られ
ることができる。当該積層は、前記ロータ・シャフトへ
取り付けられるとともに、渦巻き電流の損失を最小に保
つ。それらのｇｉ層は、通常は、約０．０５ミリメート
ルおよび０．３５ミリメートルの間の厚さを有するとと
もに、一般に３％のシリコン・鉄の方向性のない材料で
作られ、これは毎秒２００メートルまでの直線的回転ス
ピードを可能にする。

ステータ　１６２は、典型的に、ロータ　１６０と同一
タイプの積層を有する。この形態は、約１４５ｐｓｉの
極金具における最大の特別な負荷能力を可能にする。前
記ステータ上において前記積層は堆積され、また、それ
らは前記電磁石の巻材（巻線）のための長孔を包含して
いる。

鉄・コバルト積層が、シリコン・鉄積層の代わりに前記
ステータおよび前記ロータ中に使用されもよく、それに
より前記極金具における最大の負荷能力が約２６０ｐｓ
ｉまで改善される。しかし、そのような積層は、最大の
可能な直線的回転スピードを毎秒約１５０メートルまで
低減させる。

第８図は、前記半径方向ＡＭＢの電磁的軸受部分を示し
ている。この部分は、４つの電磁石１９０゜１９２、　
１９４．および１９６と、４つの位置センサ２００、　
２０２．　２０４．　２０６とを備えている。前記４つ
の位置センサの各々は、それの連係する電磁石から　１
８０°に配置されている。したがって、電磁石１９０お
よび１９４は、第８図における上部対底部の方向におい
てロータ　１９８の位置を制御するように協働し、一方
、電磁石１９２および１９６は、第８図における側部対
側部の方向にａ３いてロータ　１９８の位置を制御する
ように協働する。各電磁石の巻線を通る電流および、そ
れゆえ前記電磁石により前記ロータ上へ加えられる力は
、当該電磁石のための前記電子制御システムにより制御
される。

第７図は、軸方向ＡＭＢ　　１７４を概略的に示し、こ
れはスラスト軸受として機能する。このＡＭＢは、ステ
ータ　１８０内に取り付けられた２つの電磁石１７Ｇお
よび１７８と、シャフト　１８４七に取り付けられたロ
ータ　１８２とを有している。電磁石１７Ｇおよび１１
８は、ロータ　１８２およびシャフト　１８４の縦方向
の位置を制御するために協働する。

シャフト　１８４は、第７図においてほぼ水平方向の向
きで示されているけれども、前記軸方向ＡＭＢのための
シャフトは、第１図に示されているように構成された循
環装置のためにほぼ垂直方向の向きを有している。それ
ゆえ、シャフト　１８４はロータ・シャフト２２の一体
部分であってもよい。

また、軸方向へＭＢ１７４は、位置センサ１８６と、電
磁石１７６および１７８の各々のための電子制御システ
ムとを備え、当該電子制御装置は、第６図に示された前
記電子制御システムと類似している。

１つずつが各′Ｋ１１ｉｔ＆石のためのものである２つ
の電力増幅器が当該軸方向ΔＭＩ３のために使用される
。

軸方向ＡＭＢ１７４において、ロータ　１８２の正面の
全ての点が同一の電磁石の正面に残存する。したがって
、渦巻き電流損失は一般に不連続であり、それゆえロー
タ　１８２は磁性材料からなる固体片で作られることが
できる。前記軸方向ΔＭＢの最大負荷能力は約１４５ｐ
ｓｉである。軸方向ＡＭＢにおけるロータおよびステー
タ間の空隙は、半径方向ＡＭＢにおけるロータおよびス
テータ間の空隙に類似している。

好ましくは、前記ＡＭＢのための後援電力供給源が設（
プられる。当該後援電力供給源は、前記ＡＭＢのための
メイン電力供給源の故障の場合に同へＭ　Ｂにエネルギ
を与えるために使用される。当該後援システムは、操作
員が前記鍬械を停止させることを可能にするため、ある
いは補助電力供給源へスイッチを切り換えるのを可能に
するため、充分長時間に亘って前記ロータを懸架すべく
構成されている。首記後援電力供給源は、バッテリと、
同バッテリを前記ＡＭＢのための電気的システム内へス
イッチ的に切り換えるための装置とを有利に備えている
。

前記電子制御システムは、前記ロータの回転に対応する
周期において、あるいはその周期においてのみ、前記軸
受の剛性をピロにするように構成されでもよい。したが
って、前記ロータの回転の軸心は、同ロータが回転して
いる間に同ロータの慣性軸心と整列されてもよい。換言
すると、前記電子制御装置は、前記ロータを力学的に均
衡させるために採用されることが可能である。この均衡
は簡単かつ自動的に達成される。さらに、前記ロータの
この均衡は、ロータの不均衡から生じる騒音および振動
を低減ないし除去させる。もし、前記循環装置が、ロー
タの不均衡以外の根源により発生される振動により影響
されるならば、加速度計が前記ステータ上に適切に設置
）られてもよい。

当該加速度計は、前記振動を測定するために用いられる
とともに、信号を前記ＡＭＢ用電子電子Ｉ　１１１シス
テムへ送り、同電子制御システムは前記振動を計数すべ
く適切に変更される。それゆえ、本発明による循環装置
は、最小の騒音および振動で動作されることが可能であ
る。したがって、本発明による循環装置は、低騒音レベ
ルを必要とする用途において使用されるときに、特に有
利である。本発明の特別な図示された実施例は、ここで
は添付図面に関連して説明されたけれども、本発明は、
これらの特別な実施例には限定されない。例えば、能動
的な磁気軸受および密封された後援軸術は、ほぼ水平な
向きを有するガス循環装置内に採用されることが可能で
ある。さらに、能動的な磁気軸受および１つまたはそれ
以上の密封された後援軸受が、加圧水反応炉または湘騰
水反応炉用冷却ポンプのごとき、伯のタイプの核反応炉
における冷却剤ポンプのために用いられることができる
。そのような用途において、前記ＡＭＢ用ステータは、
前記反応炉の冷却剤との接触から密封遮断されることが
可能である。したがって、本発明に対して種々な改装お
よび変更が当業者により本発明の範囲の精神から離れる
ことなくなされることができ、本発明の範囲は特許請求
の範囲により定義されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるガス循環装置の部分的に断面と
した側面立面図、第２図は、第１図に示された循環装置の上部の拡大断面
図、第３図は、第１図に示された循環！Ａ置の下部の拡大断
面図、第４図は、本発明による循環装置のためのカートリッジ
組立体の断面図、第５図は、本発明による循環装置のための他のカートリ
ッジ組立体の断面図、第６図は、能動的磁気軸受のための制御システムの概略
線図、第７図は、軸方向の能動的磁気軸受の概略断面斜視図、第８図は、半径方向の能動的磁気軸受の概略線図である
。１０・・・循環装置　　　　　１２・・・主モータ１４
・・・圧力容器　　　　　１６・・・ステータ１８・・
・巻材（巻１’ｊｌ）　　　　２０・・・ロータ２２・
・・ロータ・シャフト２４、２６．２８・・・ハウジング３０・・・カップリング　　　３２・・・シャフト延長
部３４・・・羽根車　　　　　　３６．３８・・・入口
案内羽根４０・・・直線化用羽根組立体４２・・・穴　　　　　　　　４４・・・長溝４６・・
・穴　　　　　　　　４７・・・収容容器４８・・・冷
却装置　　　　　４９・・・底部閉鎖片５０・・・ジャ
ーナル軸受６０・・・半径方向ＡＭＢ　（能動的磁気軸受）６２・
・・半径方向位置センサ６４・・・半径方向後援軸受　６６・・・黒鉛製プッシ
ュ７０・・・半径方向ＡＭＢ７２・・・半径方向位置センサ７４・・・軸方向ＡＭＢ　　　　８０・・・後援軸受８
２・・・二重列ボールベアリング〈後援軸受〉８４・・
・密封チャンバ　　　８６・・・内側部材８８・・・外
側部材　　　　　９０・・・中間片９２・・・底部閉鎖
片　　　　９４・・・シール９８・・・当接体　　　　
　　１００・・・リング１０２、　１０４・・・フラン
ジ　１０６・・・カリパス１１０・・・穴　　　　　　
　１１２・・・延長部１１４・・・斜面　　　　　　　
１１６・・・上端部１１８・・・斜面　　　　　　　１
２２・・・下端部１２４・・・鼾１ｉｆｉ４　　　　　
　１２（ｉ・・・開放端部１２８１５．斜面　　　　　
　１３０・・・延長部１３２・・・内側部材　　　　　
１３４・・・孔１３Ｇ・・・上端部　　　　　１３８・
・・斜面１４０・・・上端部　　　　　１４２・・・斜
面１６０・・・ロータ　　　　　　１６２・・・ステー
ク１６４・・・宙悼＆石　　　　　１６６・・・位冒し
ンナ１６８・・・比較器　　　　　　１７０・・・回路
制御１１網１７２・・・電力増幅器　　　１７４・・・
軸方向へＭ１３１７６、　１７８・・・電磁石　　　１
８０・・・ステーク１８２・・・ロータ　　　　　　１
８４・・・シＩＩ）１〜１８６・・・位置センサー１９０、　１９２．　１９４．　１９６・・・電磁石１
９８・・・１１−タ２００、　２０２．　２０４．　２０Ｇ−・・位７１　
ｔ　ン＋ＪＦＩＧ、２Ｆ　Ｉ　Ｇ、　３ＦＩＧ、８（自　発）手続ネｍ　ＬＥ書特願昭６２−１９５７２号２、発明の名称核反応炉用ガス循環￥装置およびその使用方法および核
反応炉システムおよびその操作方法３、補正をする者事件との関係　　　　特許出願人住　所　アメリカ合衆国　コネチカット州　０６３４０
グロートン　ボコノック　ロード　５９１名　称　プロ
ト−パワー　コーポレーション４、代理人〒１０６　　東京都港区六本木５−２−１６、補正によ
り増加する発明の数　　　な　　し７、補正の対象願書、明細書全文、委任状および図面８、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステータと、第１端部および第２端部を持つロー
タ・シャフトを有したロータと、前記ロータ・シャフト
の第１端部に取り付けられた羽根車と、前記ロータ・シ
ャフトの第１端部の近くに位置された第１半径方向能動
的磁気軸受と、前記ロータ・シャフトの第１端部の近く
に位置された第１半径方向後援軸受と、前記ロータ・シ
ャフトの第２端部の近くに位置された第２半径方向能動
的磁気軸受と、前記ロータ・シャフトの第２端部の近く
に位置された第２半径方向後援軸受と、前記ロータ・シ
ャフトの第１および第２端部間に位置された軸方向能動
的磁気軸受と、および、前記ロータ・シャフトの第１お
よび第２端部間に位置された軸方向後援軸受とを具備し
、前記後援軸受の２つが、密封されたチャンバ内に配置
されていることを特徴とする核反応炉用ガス循環装置。
（２）前記チャンバが、に潤滑剤を収容していることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス循環装置。
（３）前記潤滑剤が、固形の潤滑剤であることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載のガス循環装置。
（４）前記潤滑剤が、液体の潤滑剤であることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載のガス循環装置。
（５）前記第２半径方向後援軸受および前記軸方向後援
軸受が、前記チャンバ内に配置されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のガス循環装置。
（６）前記第２半径方向後援軸受が、反摩擦軸受であり
、また前記軸方向後援軸受が、反摩擦軸受であることを
特徴とする特許請求の範囲第５項記載のガス循環装置。
（７）前記第１半径方向後援軸受が、前記ステータ上に
取り付けられた黒鉛製のプッシュを備えていることを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載のガス循環装置。
（８）前記第１半径方向後援軸受が、さらに、前記ロー
タ・シヤフト上に取り付けられた金属製スリーブを備え
ていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のガ
ス循環装置。
（９）前記第１および第２半径方向能動的磁気軸受がエ
ネルギを除去されたとき、前記後援軸受が前記ロータに
対してほぼ全ての半径方向の支持を行い得るよう、前記
軸方向後援軸受および第２半径方向後援軸受が充分に離
間されることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
ガス循環装置。
（１０）前記密封されたチャンバが、内側部材と、外側
部材と、当該内側部材および外側部材間にシールを形成
するためのシール手段とにより設定され、前記外側部材
内はほぼ環状であり、前記内側部材の少なくとも一部は
前記外側部材内に配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第５項記載のガス循環装置。
（１１）前記ロータ・シャフトおよび前記内側部材の１
つが孔を有し、同ロータ・シャフトおよび同内側部材の
他のものが、第１端部および第２端部を持つ延長部を有
し、当該延長部は前記孔内へ突出し、前記能動的磁気軸
受がエネルギを与えられたとき、前記延長部および前記
孔間に隙間が存在することを特徴とする特許請求の範囲
第１０項記載のガス循環装置。
（１２）前記ロータ・シャフトが前記孔を有し、前記内
側部材が前記延長部を有し、前記延長部の第１端部が前
記孔内へ突出し、前記延長部の第２端部が前記内側部材
へ接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
１項記載のガス循環装置。
（１３）前記延長部の第２端部が傾斜され、前記ロータ
・シャフトがそれに対応して傾斜されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１２項記載のガス循環装置。
（１４）前記延長部の第１端部が傾斜され、前記ロータ
・シャフトがそれに対応して傾斜されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１２項記載のガス循環装置。
（１５）前記内側部材が前記孔を有し、前記ロータ・シ
ヤフトが前記延長部を有し、前記延長部の第１端部が前
記孔内へ突出し、前記延長部の第２端部が、前記ロータ
・シャフトの第２端部へ接続されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１１項記載のガス循環装置。
（１６）前記延長部の第２端部が傾斜され、前記内側部
材がそれに対応して傾斜されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１５項記載のガス循環装置。
（１７）前記ロータを制動するための手段をさらに具備
していることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
のガス循環装置。
（１８）前記ロータを制動するための手段が、前記ロー
タ・シャフトへ接続された第１フランジと、前記内側部
材へ接続された第２フランジと、当該第１フランジおよ
び第２フランジをそれらのそれぞれ傾斜された接触表面
へ積載させる手段とを包含していることを特徴とする特
許請求の範囲第１７項記載のガス循環装置。
（１９）前記チャンバが液状の潤滑剤を収容し、当該液
状の潤滑剤が前記ロータ・シャフトの側へ移動するのを
防止する手段が、前記チャンバ内に設置されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載のガス循環装
置。
（２０）前記防止手段がリングを備え、同リングは遠心
力により前記液状の潤滑剤を前記ロータ・シャフトから
遠ざけるように付勢することを特徴とする特許請求の範
囲第１９項記載のガス循環装置。
（２１）前記ロータが回転している間に、同ロータの位
置を調節する制御手段をさらに具備していることを特徴
とする特許請求の範囲第５項記載のガス循環装置。
（２２）前記制御手段が、ロータの振動を検知する手段
と、ロータの振動を減少させる手段とを備えていること
を特徴とする特許請求の範囲第２１項記載のガス循環装
置。
（２３）ガスで冷却される核反応炉用循環装置の使用方
法であって、第１能動的磁気軸受および第２能動的磁気
軸受とを以て前記循環装置を半径方向に支持する工程と
、第３能動的磁気軸受を以て前記循環装置を軸方向に支
持する工程と、前記第１能動的磁気軸受のために第１後
援軸受を用意する工程と、前記第２能動的磁気軸受のた
めに第２後援軸受を用意する工程と、前記第３能動的磁
気軸受のために第３後援軸受を用いる工程と、および、
前記第２および第３後援軸受を密封されたチャンバ内に
設置する工程と、を具備する核反応炉用ガス循環装置の
使用方法。
（２４）前記循環装置を電気的に駆動する工程をさらに
具備することを特徴とする特許請求の範囲第２３項記載
の方法。
（２５）前記支持する各工程および前記用意する各工程
が、前記各反応炉のための一次システム圧力境界内で遂
行されることを特徴とする特許請求の範囲第２３項記載
の方法。
（２６）前記チャンバ内へ潤滑剤を導入する工程をさら
に具備することを特徴とする特許請求の範囲第２３項記
載の方法。
（２７）前記導入する工程が、固形の潤滑剤を前記チャ
ンバ内へ導入することを包含していることを特徴とする
特許請求の範囲第２６項記載の方法。
（２８）前記導入する工程が、固形の潤滑剤を前記チャ
ンバ内へ導入することを包含していることを特徴とする
特許請求の範囲第２６項記載の方法。
（２９）前記循環装置のための制動機構を補充する工程
をさらに具備することを特徴とする特許請求の範囲第２
３項記載の方法。
（３０）前記循環装置をロータ・シャフトがほぼ水平に
向くように設置する工程をさらに具備することを特徴と
する特許請求の範囲第２３項記載の方法。
（３１）前記循環装置をロータ・シャフトがほぼ垂直に
向くように設置する工程をさらに具備することを特徴と
する特許請求の範囲第２３項記載の方法。
（３２）前記設置する工程が、前記第２および第３後援
軸受の両方を、前記ロータ・シャフトの底部の近くに位
置され且つ密封されたチャンバ内に設置することを包含
していることを特徴とする特許請求の範囲第３１項記載
の方法。
（３３）前記各用意する工程が、反摩擦後援軸受を用意
することを包含していることを特徴とする特許請求の範
囲第３２項記載の方法。
（３４）核反応炉システムであつて、一次システム圧力
境界の範囲内に収容された核反応炉と、当該核反応炉の
ためのガス冷却剤と、および、ガス循環装置とを具備し
、同ガス循環装置は、ステータと、第１端部および第２
端部を持つロータ・シャフトを有したロータと、前記ロ
ータ・シャフトの第１端部において前記ロータ・シャフ
トへ取り付けられた羽根車と、前記ロータ・シャフトの
第１端部の近くに位置された第１半径方向能動的磁気軸
受と、前記ロータ・シャフトの第１端部の近くに位置さ
れた第１半径方向後援軸受と、前記ロータ・シャフトの
第２端部の近くに位置された第２半径方向能動的磁気軸
受と、前記ロータ・シャフトの第２端部の近くに位置さ
れた第２半径方向後援軸受と、前記ロータ・シャフトの
第１および第２端部間の軸方向能動的磁気軸受と、前記
ロータ・シャフトの第１および第２端部間に位置された
軸方向後援軸受とを備え、前記ガス循環装置が、前記一
次システム圧力境界の範囲内に収容されていることを特
徴とする核反応炉システム。
（３５）前記ロータ・シャフトが、ほぼ垂直の向きを有
していることを特徴とする特許請求の範囲第３４項記載
の核反応炉システム。
（３６）前記第２半径方向後援軸受および前記軸方向後
援軸受が、密封されたチャンバ内に配置されていること
を特徴とする特許請求の範囲第３５項記載の核反応炉シ
ステム。
（３７）前記第１半径後援軸受が、前記ステータ上に取
り付けられた黒鉛製プッシュを備え、前記第２半径方向
後援軸受が反摩擦軸受であり、そして前記軸方向後援軸
受が、反摩擦軸受であることを特徴とする特許請求の範
囲第３６項記載の核反応炉システム。
（３８）前記第１半径方向後援軸受が、前記ロータ・シ
ャフト上に取り付けられた金属製スリーブをさらに備え
ていることを特徴とする特許請求の範囲第３７項記載の
核反応炉システム。
（３９）前記ロータの位置を調節するために、前記能動
的磁気軸受を制御する制御手段をさらに具備することを
特徴とする特許請求の範囲第３４項記載の核反応炉シス
テム。
（４０）前記制御手段が、ロータの振動を抑制する手段
を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第３９項
記載の核反応路システム。
（４１）前記能動的磁気軸受が巻材を備え、同巻材は前
記ガス冷却剤から密封遮断されていることを特徴とする
特許請求の範囲第３４項記載の核反応炉システム。
（４２）核反応炉を操作する方法であつて、ポンプを以
て冷却剤を前記核反応炉へ通すように圧送する工程と、
２つの能動的磁気軸受を以て前記ポンプを半径方向に支
持する工程と、能動的磁気軸受を以て前記ポンプを軸方
向に支持する工程と、前記半径方向能動的磁気軸受のた
めに後援軸受を用意する工程と、前記軸方向能動的磁気
軸受のために後援軸受を用意する工程と、１つの半径方
向後援軸受および前記軸方向後援軸受を、密封されたチ
ャンバ内に収納する工程と、を具備する核反応炉の操作
方法。
（４３）前記圧送する工程が、ガス冷却剤を前記核反応
炉へ通すように圧送することを包含していることを特徴
とする特許請求の範囲第４２項記載の方法。
（４４）前記圧送する工程が、電気的に駆動されるポン
プを以て前記冷却剤を圧送することを包含していること
を特徴とする特許請求の範囲第４２項記載の方法。
（４５）前記圧送する工程が、ほぼ垂直のシャフトを有
するポンプを以て前記冷却剤を圧送することを包含して
いることを特徴とする特許請求の範囲第４２項記載の方
法。
（４６）前記圧送する工程が、ほぼ水平のシャフトを有
するポンプを以て前記冷却剤を圧送することを包含して
いることを特徴とする特許請求の範囲第４２項記載の方
法。
（４７）前記チャンバ内へ潤滑剤を導入する工程をさら
に具備することを特徴とする特許請求の範囲第４２項記
載の方法。
（４８）前記導入する工程が、固形の潤滑剤を前記チャ
ンバ内へ導入することを包含していることを特徴とする
特許請求の範囲第４７項記載の方法。
（４９）前記導入する工程が、液状の潤滑剤を前記チャ
ンバ内へ導入することを包含していることを特徴とする
特許請求の範囲第４７項記載の方法。
（５０）前記用意する、および収納する各工程が、前記
核反応炉のための一次システム圧力境界の範囲内で遂行
されることを特徴とする特許請求の範囲第４２項記載の
方法。
（５１）前記各能動的磁気軸受がステータを備え、当該
能動的磁気軸受のステータを前記冷却剤から密封遮断す
る工程をさらに具備することを特徴とする特許請求の範
囲第４２項記載の方法。