JPH01219596A - 原子炉用インターナルポンプ - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はインターナルポンプ式沸騰水型原子炉（以下Ａ
−ＢＷＲという）に使用される原子炉用インターナルポ
ンプに係り、特に原子炉圧力容器内からインターナルポ
ンプ側に侵入するクラッドをトラップする構成を備えた
ものに関する。

（従来の技術） 以下第７図乃至第９図を参照して従来例を説明する。第
７図はＡ−ＢＷＲの概略構成を示す縦断面図であり、図
中符号１は原子炉圧力容器である。この原子炉圧力容器
１内には冷却材２及び炉心３が収容されている。上記炉
心３は図示しない複数の燃料集合体及び制御棒等から構
成されており、上記原子炉圧力容器１内に設置されたシ
ュラウド５、炉心支持板６、及び上部格子板７により支
持されている。上記制御棒４は制御棒駆動機構８により
駆動される。

上記炉心３の上方には気水分離器９が設置されていると
ともに、さらにその上方には蒸気乾燥器１０が設置され
ている。上記気水分離器９の下方位置の原子炉圧力容器
１には給水管１１が接続されており、この給水管１１は
原子炉圧力容器１内に配設された給水スパージャ１２に
接続されている。

上記シュラウド５と原子炉圧力容器１との間のダウンカ
マ部１３の下部にはインターナルポンプ１４が周方向等
間隔に複数台設置されている。このインターナルポンプ
１４により冷却材２を炉心３に強制的に循環させる。尚
、図中符号１５は主蒸気配管である。

上記インターナルポンプ１４は第８図に示すような構成
となっている。インターナルポンプ１４は、ポンプ部２
１と、モータ部２２とから構成されている。上記ポンプ
部２１はインペラ２３、このインペラ２３の流出側に設
置されたディフューザ２４、及びディフューザリング２
５等から構成されており、上記インペラ２３はポンプ軸
２６を介して上記モータ部２２側と連結されている。

原子炉圧力容器１の下鏡部にはノズル１ａが上方に向っ
て突設されており、上記デ、「フユーザ２４はこのノズ
ル１ａにストレッチチューブ２７によって固定されてい
る。

一方モータ部２２は、上記ポンプ軸２６を一体に収容す
るロータ３０及びステータ３１等から構成されており、
これら各構成要素はケーシング３２内に収容されている
。このケーシング３２は上記ノズル１ａ内にその先端部
を挿入した状態で溶接されており、又その内部には配管
３３を介して冷却水が循環し、それによって焼損の防止
を図っている。上記ロータ３０の下端には補助インペラ
３４が固着されている。又上記ストレッチチューブ２７
の下端は上記ケーシング３２の上部に形成された段付部
に係合している。

上記ケーシング３２の上部にはパージ水流人口４１が設
けられており、このパージ水流人口４１を介してケーシ
ング３２内にパージ水が供給される。ケーシング３２内
に供給されたパージ水は、第９図にも示すように、ポン
プ軸２６とストレッチチューブ２７との間の隙間Ａを通
って、ポンプ軸２６とディフューザ２４との間の隙間Ｂ
に流入する。このようにしてパージ水を供給することに
より、原子炉圧力容器１内の汚染粒子がケーシング３２
内に流入することを防止し、かつケーシング３２の上部
の冷却をなすものである。又、かかるパージ水の冷却作
用により、原子炉圧力容器１内の高温炉水が３００℃程
度であるにも拘らず、ケーシング３２内を４０℃程度に
抑制し、ステータ３１の巻線絶縁材或いは二次シールの
シールゴム材等の高分子材の高温劣化を防止している。

上記構成によると次のような問題がある。すなわちクラ
ッドの中でも特に比重の大きなりラッドの侵入を防止し
ようとする場合には、パージ水の流量を増加させる必要
があり、このようにパージ水の流量を増加させた場合に
は、ポンプ軸２６あるいはストレッチチューブ２４に大
きな熱応力が作用して、その健全性が損われる恐れがあ
った。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の構成にあっては、比重の大きなりラッ
ドの侵入を防止するためには、パージ水の流量を増加さ
せる必要があり、パージ水を増加させた場合にはポンプ
軸あるいはストレッチチューブに大きな熱応力が発生し
て、その健全性が損われるおそれがあるという問題があ
った。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目
的とするところは、パージ水の流量を増加させることな
く、比重の大きなりラッドの侵入を防止することが可能
な原子炉用インターナルポンプを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本願発明による原子炉用イ
ンターナルポンプは、原子炉圧力容器の下鏡部を介して
その先端部を原子炉圧力容器内に挿入されたモータケー
シングと、このモータケーシング内に収容配置されその
上端部を上記原子炉圧力容器内に配置したポンプ軸と、
このポンプ軸の先端部に固着されたインペラと、このイ
ンペラの流出側に配置されたディフューザと、上記ポン
プ軸との間に隙間を存した状態で配置されその上端部で
上記ディフューザを原子炉圧力容器に固定するストレッ
チチューブと、上記モータケーシングに接続されパージ
水を上記ポンプ軸とストレッチチューブとの間を介して
ポンプ軸とディフューザとの間に供給して原子炉圧力容
器側からのクラッドの侵入を防止するパージ水供給口と
、上記ポンプ軸及びディフューザとの間に設けられ原子
炉圧力容器側からのクラッドをトラップしてクラッドの
落下を防止するクラッド落下防止機構とを具備したこと
を特徴とするものである。

上記クラッド落下防止機構としては、まずポンプ軸及び
ディフューザのいずれか一方から環状の部材を突設し、
この環状部材の上面側に原子炉圧力容器側から落下して
くるクラッドをトラップするものが考えられる。

次にポンプ軸及びディフューザから夫々環状部材を突設
させて、夫々の環状部材の先端部が相互に重合するよう
にした構成が考えられる。この場合には迂回した通路が
形成された状態となり、原子炉圧力容器側からのクラッ
ドは二段階でトラップされることになる。

次に上記構成において、少なくとも一方の環状部材の先
端部を対する環状部材の方向に折曲する構成があり、そ
の際折曲部の先端部が相互に重合するようにしたり、或
いは折曲部と対する環状部材との間に弁を設ける構成も
考えられる。

さらに、夫々の環状部材の折曲部を相互に接近する方向
に折曲して通路を絞る構成もあり、これら全てが本発明
の範囲内であることは勿論であり、実施例ではその代表
的なものを例にとって説明する。

（作用） つまり、ポンプ軸及びディフューザとの間には、原子炉
圧力容器側から落下してくるクラッドをトラップするク
ラッド落下防止機構があり、よってクラッドはこのクラ
ッド落下防止機構により捕集されるので、モータケーシ
ング内に落下するようなことはない。又、それはパージ
水の流量が少ない場合であっても同様の作用命効果を奏
することができ、よって従来のように比重の大きなりラ
ッドをパージするためにパージ水の流量を増加させる必
要もなく、パージ水の流量増加による各種不具合を解消
することができる。

（実施例） 以下第１図乃至第３図を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。尚、従来と同一部分には同一符号を付して
示しその説明は省略する。

第１図に示すように、ポンプ軸２６とディフューザ２４
との間にはクラッド落下防止機構１０１が設置されてい
る。このクラッド落下防止機構１０１は、ポンプ軸２６
側から半径方向外側に向って突設された環状部材１０２
と、この環状部材１０２の下方位置であって、ディフュ
ーザ２４から半径方向内側に向って突設された環状部材
１０３とから構成されている。上記環状部材１０２の突
出量をｐｉとし、環状部材１０３の突出量をｐ２とし、
かつポンプ軸２６とディフューザ２４との間隔をｇとし
た場合、これらには次の関係がある。

ｐｌ＋ｐ２〉ｇ・・・・・・（１） つまり上記２つの環状部材１０２及び１０３の先端部が
半径方向に重合した状態にある。又、上記２つの環状部
材１０２及び１０３の鉛直距離はｈである。

以上の構成を基にその作用を説明する。

まずポンプが停止している場合から説明する。

この場合には第２図に示すようにパージ水よりも比重の
大きなりラッド１０８は環状部材１０２及び１０３の上
面に堆積して、それより下方への落下は規制される。そ
の際、環状部材１０２及び１０３の先端部は重合した状
態にあるので、ポンプ軸２６とディフューザ２４との隙
間の全範囲にわたってクラッド１０ｇのトラップがなさ
れる。

又、パージ水用の流路が確保されていることは勿論であ
る。

次にポンプが運転状態にある場合について説明する。こ
場合にはポンプ軸２６とディフューザ２４との間の流体
の流れは旋回流となり、クラ・ラド１０８は遠心力によ
り、半径方向外側におしやられ、図に示すように環状部
材１０３の基端部に捕集される。この場合にもクラッド
１０８が下方に落下するとはなく、環状部材１０３によ
り確実に捕集される。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

まずポンプ軸２６とディフューザ２４との間にクラッド
落下防止機構１０１を設け、原子炉圧力容器１側から落
下してくるクラッド１０８を捕集するようにしているの
で、クラッド１０８がそれ以上落下してモータケーシン
グ３２内に侵入することはない。そして、パージ水より
も比重の大きなりラッド１０８の落下を防止するために
、従来のようにパージ水の流量を増加させる必要はなく
、パージ水の流量増加に伴う各種問題を解消することが
できる。

又、本実施例のクラッド落下防止機構１０１は、ポンプ
軸２６及びディフューザ２４から夫々突設された環状部
材１０２及び１０３とからなり、これら２つの環状部材
１０２及び１０３はその先端部を半径方向に重合させて
設けられている。したがって少なくともポンプ軸２６と
ディフューザ２４との間の隙間の全範囲にわたってクラ
ッド捕集機能を発揮することができる。よって高い確率
でクラッドの落下防止をなすことができる。

さらに、本実施例の場合には単に一対の環状部材１０２
及び１０３を突設させるだけで所望の機能を発揮する構
成を実現することができ、よって既設の設備に対しても
容易に適用できるものである。

次に第４図を参照して第２の実施例を説明する。これは
前記第１の実施例において、環状部材１０２及び１０３
の先端部を相互に近接するように鉛直方向に折曲げたも
のである。そして各折曲部１０２ａ及び１０３ａの鉛直
方向への突出量をｑｌ、ｑ２とした場合、これらは環状
部材１０２及び１０３の間隔りに対して次のような関係
がある。

ｑｌ　＋ｑ２　＞ｈ・・・・・・（ｎ）以上この第２の
実施例によると、前記第１の実施例と同様の効果を奏し
得ることはもとより、更に効果的にクラッド１０８の落
下を防止することができる。それは環状部材１０２及び
１０３の先端に折曲部１０２ａ及び１０３ａを設けたこ
とに起因し、特にクラッド１０８がパージ水よりも比重
が大きい場合には、上記折曲部１０３ａを乗越えること
はできず、よって例えポンプが運転中であってパージ水
流路Ｂにおける流れの状態が乱れても、クラッド１０８
は確実に捕集される。

又、上記折曲部１０２ａ及び１０３ａはその先端部が相
互に重合するように構成されているので、上記効果はさ
らに確実なものとなる。

次に第５図を゛参照して第３の実施例を説明する。

これは前記第２の実施例の構成において、各折曲部１０
２ａ及び１０３ａの先端部と対する環状部材１０３及び
１０２との間に逆止弁１０９及び１１０を設けたもので
ある。上記逆止弁１０９及び１１０はパージ水の流れ（
図中矢印で示す方向への流れ）は許容するが、その逆方
向への流れ、例えばクラッド１０８の移動は規制するも
のである。

したがって前記第２の実施例と同様の作用・効果を奏す
ることはもとより、さらに確実にクラッド１０８の落下
を防止することができるものである。

次に第６図を参照して第４の実施例を説明する。これは
前記第２の実施例における各折曲部１０２ａ及び１０３
ａの先端部をさらに半径方向に折曲したものであり、各
折曲部１０２ｂ及び１０３ｂにより流路１１１の面積を
絞っている。

上記構成によるとパージ水の流速は増大し、それによっ
てクラッド１０８の落下をさらに効果的に防止するもの
である。

そして前記第３の実施例及び第４の実施例によれば、ク
ラッド１０８の落下防止をより確実になすことができる
ので、例えばパージ水流路Ｂの流れが乱れてクラッド１
０８に作用する遠心力が十分に期待し得ない場合、ある
いはクラッド１０ｇの量が極めて多いような場合にも効
果的に対処できるものである。

尚、本発明は既に述べたように前記各実施例に限定され
るものではなく、要はポンプ軸及びディフューザとの間
に介在してパージ水の流路を確保した状態でクラッドの
落下を防止することができるものであればよい。又、前
記第２及び第３の実施例において、折曲部あるいは逆止
弁をいずれか一方に設けるような構成も考えられる。

［発明の効果〕 以上詳述したように、本発明による原子炉用インターナ
ルポンプによると、原子炉圧力容器側からモータケーシ
ング側へのクラッドの落下を効果的に防止することがで
き、その際従来のようにパージ水の流量を増大させる必
要はなく、よってパージ水の流量増大による各種問題を
解消することができる等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１の実施例を示す図で、
第１図はインターナルポンプの上部の構成を示す断面図
、第２図及び第３図はクラッド落下防止機構の構成及び
作用を示す断面図、第４図は第２の実施例によるクラッ
ド落下防止機構の断面図、第５図は第３の実施例による
クラッド落下防止機構の断面図、第６図は第４の実施例
によるクラッド落下防止機構の断面図、第７図乃至第９
図は従来例の説明に使用した図で、第７図はインターナ
ルポンプ型沸騰水型原子炉の概略構成を示す断面図、第
８図はインターナルポンプの構成を示す断面図、第９図
は第８図の一部を拡大して示す断面図である。 １・・・原子炉圧力容器、２３・・・インペラ、２４・
・・ディフューザ、２６・・・ポンプ軸、２７・・・ス
トレッチチューブ、１０１・・・クラッド落下防止機構
。 １３１図 ／ 第２図　　　　第３図 ＠７図 第　８　図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉圧力容器の下鏡部を介してその先端部を原
   子炉圧力容器内に挿入されたモータケーシングと、この
   モータケーシング内に収容配置されその上端部を上記原
   子炉圧力容器内に配置したポンプ軸と、このポンプ軸の
   先端部に固着されたインペラと、このインペラの流出側
   に配置されたディフューザと、上記ポンプ軸との間に隙
   間を存した状態で配置されその上端部で上記ディフュー
   ザを原子炉圧力容器に固定するストレッチチューブと、
   上記モータケーシングに接続されパージ水を上記ポンプ
   軸とストレッチチューブとの間を介してポンプ軸とディ
   フューザとの間に供給して原子炉圧力容器側からのクラ
   ッドの侵入を防止するパージ水供給口と、上記ポンプ軸
   及びディフューザとの間に設けられ原子炉圧力容器側か
   らのクラッドをトラップしてクラッドの落下を防止する
   クラッド落下防止機構とを具備したことを特徴とする原
   子炉用インターナルポンプ。
2. （２）前記クラッド落下防止機構は、上記ポンプ軸及び
   ディフューザの少なくとも一方から突設される環状部材
   であり、この環状部材の上面側にクラッドをトラップす
   ることを特徴とする請求項１記載の原子炉用インターナ
   ルポンプ。