JPH02156194A - インターナルポンプの二次シール装置 - 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） 本発明は沸騰水型原子炉に組込まれるインターナルポン
プの分解、再組立時に原子炉内の炉水が漏洩するのを防
止するために使用するインターナルポンプの二次シール
装置に関する。

（従来の技術） 第８図は従来の沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲを称す）
の概略構成を示す断面図で、この第８図によってＢＷＲ
を説明する。すなわち、原子炉圧力容器１には再循環系
２が接続されている。この再循環系２は原子炉圧力容器
１外に設置された再循環ポンプ３と、原子炉圧力容器１
内に設置されたジェットポンプ４と、これら再循環ポン
プ３およびジェットポンプ４とを接続する再循環配管５
とから構成されている。この再循環系２により炉心６内
に冷却材７を強制循環させる構成である。

かかる構成のＢＷＲにおいては再循環ポンプ３および再
循環配管５が原子炉圧力容器１外部に設置されており、
よって再循環配管５は冷却材７のバウンダリを形成する
ことになる。そのため、万一再循環配管５が破断した場
合には冷却材喪失事故が発生し、さらにそれによる二次
災害を招く可能性がある。かかる事故を想定して非常用
炉心冷却系を備えることが行なわれているが、配管及び
付属機器が増大して構成が複雑化しかつ装置が大型化し
ていた。このような外部循環式のＢＷＲに代えて原子炉
圧力容器１内にポンプを内蔵して直接冷却材７を循環さ
せるインターナルポンプ式の改良型ＢＷＲが知られてい
る。

以下この改良型ＢＷＲの構成について説明する。

第９図は改良型ＢＷＲの概略構成を示す縦断面図である
。なお、前述した外部循環式ＢＷＲの構成と同一部分に
は同一符号を付して示し、その説明は省略した。ダウン
カマ部８の下方にはインターナルポンプ９が原子炉圧力
容器１の下鏡ＩＡを貫通して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９は第１Ｏ図に示
すような構成となっている。すなわちインターナルポン
プ９はポンプ部１０およびモータ部１１とから構成され
ている。ポンプ部９はインペラ１２、デイフユーザ１３
およびデイフユーザウェアリング１４等から構成されて
いる。インペラ１２はポンプシャフト１５を介してモー
タ部１１に接続されている。デイフユーザ１３は原子炉
圧力容器１の底部に突設されたノズル１６の上部にスト
レッチチューブ１７を介して固定されており、このスト
レッチチューブ１７はストレッチチューブナツト１８に
よって固定されている。このストレッチチューブナツト
１８の下方には二次シール１９が装着されている。

モータ部１１はロータ２０およびステータ２１等から構
成されており、その先端部をノズル１６内に挿入し、原
子炉圧力容器１の下鏡ＩＡに溶接されたモータケーシン
グ２２内に収容されている。なお、図中符号２３は冷却
水循環配管を示し、この冷却水循環配管２３を介してモ
ータ部１１内に冷却水を循環させモータ部１１の焼損を
防止している。

かかる構成の改良型ＢＷＲは前述した外部再循環式ＢＷ
Ｒのように原子炉圧力容器１の外部に再循環ポンプを設
置していないため、再循環配管を必要とせず、よって−
次格納容器内の再循環設備内のスペースを大幅に削減す
ることができる。また、想定破断面積が再循環ポンプお
よび再循環配管の分だけ縮小されるので非常用炉心冷却
設備の容量を小さくすることができる。さらに、そのモ
ータ部１１は水密性に優れたモータケーシング２２内に
収容されているので、摺動型の軸封装置！（グランド部
）を必要とせず、よって炉心漏洩の危険性も小さい。

上記構成においてインターナルポンプの保守点検作業は
以下の手段により行なわれる。まず二次シール１９によ
ってモータケーシング２２とポンプシャフト１５との間
をシールし、原子炉圧力容器１内の水を遮断してからモ
ータケーシング２２内の水を排水する。その後モータ部
１１下面の補助カバー２４を取外しカップリングスタッ
ドナツト２５を取外しこれによってポンプシャフト１５
とモータ部１１との連結を解除する。次に補助カバー２
４を取付は補給水をモータケーシング２２内に満たし二
次シール１９を解除する。この状態でメインスタッドナ
ツト２５を緩め、モータ部１１およびポンプシャフト１
５を自重により約１０ｎｗ降下される。これによりポン
プシャフト１５の炉内部に設けた突起１５Ａがノズル部
１６の上面に接し炉水のシール（以下−次シールと称す
）が達成される。この状態で上述の二次シール作動を行
ない、モータケーシング２２内の水を排水し、メインス
タッドナツト２５を取外しモータ部１１を取外す。

次にモータケーシング２２の下端に補助カバー２４を取
付けたのち、補給水をモータケーシング２２の内部に満
たし、その後二次シール１９を解除する。

この状態で原子炉圧力容器１の上方からインペラ１２を
ポンプシャフト１５とともに取外す。次に原子炉圧力容
器１の上方からデイフユーザ１３の開口部を上部閉止板
で閉塞し、モータケーシング２２内の水を排出する。こ
の状態でモータケーシング２２の下方から閉止フランジ
を外し、モータケーシング２２内から二次シール１９及
びストレッチチューブナツト１８を取外す、再びモータ
ケーシング２２の下端に閉止フランジを取付けた後補給
水を満たす。この状態で原子炉圧力容器１の上方から上
部閉止板、デイフユーザ１３、デイフユーザウェアリン
グ１４及びストレッチチューブ１７を取外す６点検整備
後の取付けは上記の逆の手順で行なう。

尚、以上示した手順の中でモータ取外しまでの手順を簡
略化し、まずモータ部１１、ポンプシャフト１５の１０
ｍｍ降下による一次シールの達成、二次シール作動、排
水、カップリングスタッド解除、モータ部取外しという
手順にすることも可能である。

以上の保守点検作業でモータケーシング２２内に炉水が
漏洩するのを防止する二次シール１９で示す装置の詳細
を第１１図に示す、すなわち、二次シール装置は、シー
ル部材２６が上部構造体２７と下部構造体２８によって
保持されている。シール部材２６の外周は上部構造体２
７およびモータケーシング２２に設けた貫通孔２９ａ　
、　２９ｂを経て外部水圧源（図示してない）につなが
っている。二次シール作動時には外部水圧源から供給さ
れる加圧水によってシール部材２６は外周側から加圧さ
れ、上部構造体２７および下部構造体２８のテーバ面に
沿ってポンプシャフト（第１０図中符号１５）側に収縮
し、ポンプシャフト１５に密着する。一方、上部構造体
２７の外周面にはＯリング３０が取付けられてモータケ
ーシング２２の内面に密着している。これによって二次
シール上部の炉水の流出が止められる。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 以上説明した二次シール装置１９のモータケーシング２
２への保持は第１１図に示したように短冊状に切込みを
入れ傘型に折り曲げた座金３１をモータケーシング２２
の環状溝３２に嵌め込むことにより行なっていた。しか
しながら、二次シール１９の取外し作業の際は座金３１
を二点鎖線で示したように機械的に折り曲げ二次シール
内側から専用治具等で降下させるか、あるいは座金取付
ボルト３３を取外し下部構造体２８を降下させ、その後
座金３１を横方向にスライドさせ環状溝３２との嵌合い
を解除し降下させ、さらに上部構造体を降下させる。こ
のように複雑な作業となり、いずれの場合もポンプシャ
フトを原子炉圧力容器１の上方に引抜かないと実施でき
ないという課題があった。

この場合、ポンプシャフト１５とデイフユーザ１３゜デ
イフユーザウェアリング１４およびストレッチチューブ
１７の上方向への取外し取付作業は、特殊治具を用いた
水中遠隔作業となる。また、第１２図に示した様に原子
炉圧力容器ｌ、炉心シュラウド３４上部格子板３５およ
び給水スパージャ３６との干渉の問題がある。特に上部
格子板３５および給水スパージャ３６に対しては、ｙＸ
子炉圧力容器１の限定された方位にのみ通過が可能な状
態である。そのため、上述のポンプシャフト１５等の取
外し、取付部品を原子炉圧力容器１の中心軸を中心にし
た回転操作が必要となりきわめて困難な作業となる。

このように従来技術による二次シール装置の着脱作業は
、二次シール１９本体の着脱作業が複雑であるとともに
、他の複数部品の取付、取外し作業を必要とするため、
長時間の作業を要し、作業者の放射線被＠量も大きいと
いう課題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、その目的は着脱作業を容易にかつ迅速に行なうことが
出来るインターナルポンプの二次シール装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は原子炉圧力容器の底部に取付けられるモータケ
ーシングと、このモータケーシング内に収納されるモー
タ部と、このモータ部を連結するポンプシャフトと、前
記モータケーシング内に位置した水圧によって内側に膨
張し前記ポンプシャフトの周辺に密着するシール部材を
有する上部構造体と、前記モータケーシングの内周面に
設けた環状溝と、この環状溝に係合し前記上部構造体を
保持するロック用部材と、前記上部構造体の下部に設け
られた下部構造体と、この下部構造体に位置しばね部材
を介して前記下部構造体と連結する内周スリーブとを具
備したことを特徴とする。

（作用） 上部構造体の下部にロック用部材を取付けると、上部お
よび下部構造体は上下動自在となる。下部構造体は二次
シール取扱具との嵌合が容易であり、二次シール取扱具
が簡素化される。これによって、ポンプシャフトを取付
けた状態で二次シール装置の交換が容易にできる。よっ
て、二次シール装置の着脱作業が大幅に簡素化し、ポン
プシャフトの取外しが不用となる。

（実施例） 第１図および第５図を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。なお１図中第１１図と同一部分には同一符号
で示す、すなわち第１図に示すようにストレッチチュー
ブ１８の下端には、二次シール装置１９が設けられてお
り、この二次シール装置１９はモータケーシング２２に
０リング３０を介して嵌合する上部構造体２７と、この
上部構造体２７に○リング３７を介してボルト３８によ
って取付けられた下部構造体２８とを有し、かつ面構造
体２７．２８の間にシール部材２６が設けられたものか
らなっている。上部構造体２７はテーパ付孔４０を有し
、ロック用部材としてのボール４１がこのテーパ付孔４
０のテーパ面と内側スリーブ４４で保持されている。内
側スリーブ４４の外周には、ばね部材４３が設けられ、
ばね部材４３の上端は内側スリーブ４４で、また下端は
エンドプレート４２で保持されている。内側スリーブ４
４が、ばね部材４３で押上げられた状態ではロック用ボ
ール４１は内側スリーブ４４の外周面によって外側に押
出され、上部構造体２７の外周面から突出した状態とな
っている。これに相対するモータケーシング２２の環状
溝３９内に収まり、これにより二次シール装置１９の上
下方向の移動が拘束される。また内側スリーブ４４がば
ね部材の弾発力に抗し下方に引き下げられた状態ではロ
ック用部材としてのボール４１は内側スリーブ４４の上
端に設けた切欠き４４ｂに収まり、これにより二次シー
ル１９の上下方向の拘束が解除される。さらに下部構造
体２８の外周面にはキー４５が取付けられ、モータケー
シング２２のキー溝と嵌合い二次シール装置１９の回転
を拘束している。

ここで、シール部材２６は１合成ゴム等の弾性材料から
なり、上部構造体２７およびモータケーシング２２に設
けた貫通孔２９ａ　、　２９ｂを経て外部水圧源に連通
している。インターナルポンプを分解する際には外部水
圧源から加圧水を供給しシール部材２６を収縮させるこ
とによってポンプシャフト１５との間隙をシールする。

またインターナルポンプを運転させる場合には外部水圧
源からの加圧を停止させ、シール部材２６の収縮を解放
させることによってポンプシャフト１５とシール部材２
６との間に空隙を設は運転に影響を及ぼさない機構とし
ている。

上記二次シール装置１９の取外し、取付けを行う取扱装
置を第２図を参照して説明する。第２図はモータケーシ
ング２２内のロータ２０およびステータ２１を取外し、
ポンプ本体（図示せず）とポンプシャフト１５を残して
おり、ポンプシャフト１５の上部の炉内部において、ポ
ンプシャフト１５の外周突起の下面と原子炉圧力容器ノ
ズル上面とが接触する一次シールが達成された状態で、
炉水のシールがなされた状態である。モータケーシング
２２の下部側面にはブラケット４６が取付けられており
、このブラケット４６には一対のねじ機構４７が取付け
られている。このねじ機構４７の下方にはねじ機構４７
を回転させる図示しない駆動モータが設置されている。

上記ねじ機［４７のナツト部４７ａには基台４８が着脱
自在に取付けられている。この基台４８には筒状の二次
シール取扱具４９が貫通している。この二次シール取扱
具４９の下部に設けたフランジ５０の下面はボールベア
リング５１を介し基台４８上に設置され、フランジ５０
の上面は基台４８に固定されるカバー５２によって保持
され、回転自在な構造になっている。また、筒状の二次
シール取扱具４９は、ポンプシャフト１５を内包する空
隙を有しており、上端は第３図に拡大して詳細に示した
ように複数個の爪部材４９ａ、調整ナツト５４により保
持され上下方向に移動可能な複数個のストップボルト５
５および二次シール取扱具の位置決めを行うストップリ
ング５６が設けられている。なお１図中符号５３は前記
二次シール取扱具４９の上部外周に取付けられたガイド
ローラを示す。

以上の構成からなる取扱装置による二次シール装置の取
外し方法をつぎに説明する。すなわち。

駆動モータにより基台４８をストップリング５６がモー
タケーシング２２に接触するまで上昇させる。次に二次
シール取扱具４９を回転させ取扱具先端の爪部材４９ａ
　を第１図に示した内周スリーブの突起４５に係合させ
る。この状態で駆動モータにより二次シール取扱具４９
を降下させる。これにより第４図に示したように内側ス
リーブ４４は下方に移動しロック用ボール４１は内側に
移動し、モータケーシング２２との係合が解除され連続
的に二次シール取扱具４９を降下させることによって二
次シール装［１９の取外しを行うことができる。尚、上
記取外し作業では、二次シール取扱具４９に取付けたス
トッパ５５は十分下げた状態で行う、つぎに二次シール
１９を取付ける場合には二次シール取扱具４９の爪部材
４９ａと内周スリーブ４４の突起４５を係合させ、さら
に１ｇ整ナツト５４によってストッパ５５を押し上げ、
ばね部材４３を縮めた状態にセットする。この際二次シ
ール１９のキー４５とモータケーシング２２のキー溝３
９ｂの位置合せを行う、その後、駆動モータを作動し第
５図に示したように、ストップリング５６の上面とモー
タケーシング２２の下面が接するまで二次シール装置１
９を上昇させる。この状態で二次シール取扱具４９を回
転させ二次シール取扱具４９と内周スリーブ４４の係合
を解除すると内周スリーブ４４が上昇し、ロック用ボー
ル４１とモータケーシング２２とが係合することによっ
て二次シール装置１９の取付が完了する。その後、二次
シール取扱具４９を取外す。

第６図および第７図を参照しながら本発明の他の実施例
を説明する。なお、各図とも第１図と同一部分には同一
符号で示し１重複する部分の説明を省略し、その要点の
み説明する。

第６図はロック用部材として円筒スリーブ５７を設けた
例で、この円筒スリーブ５７は円周上に短冊状スリット
を設け、かつそのスリットが設けられた部分にもテーパ
ーが形成されるように折曲げたものである。この円筒ス
リーブ５７を二次シール２６の下部構造体２８に取付け
、上記テーパ部とモータケーシング２２の円周溝３９と
の取合により二次シール装置を保持するものである。第
７図の実施例は二次シール装置の下部構造体２８の下端
にねじ部５８を形成し、二次シール取扱具４９との取合
をねじ結合方式としたものである、これら実施例におけ
る作用効果は第１図に示した実施例とほぼ同様なのでそ
の説明を省略する。

〔発明の効果〕

本発明によればインターナルポンプの分解１組立時にポ
ンプシャフトとモータケーシングとの間をシールする二
次シール装置の着脱作業が容易になる。また二次シール
取扱装置の簡略化によって二次シール装置の交換時のポ
ンプシャフトの抜き取りが不要となり作業時間が大幅に
短縮され、原子炉の稼働率の向上を図ることができるｉ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る二次シール装置の一実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図における二次シール装置の取
付は取外し取扱装置を示す縦断面図、第３図は第２図に
おける取扱装置の要部を一部断面で示す側面図５第４図
は第２図の取扱装置による二次シール装置の取外し状態
を示す縦断面図、第５図は第２図の取扱装置による二次
シール装置の取付は状態を示す縦断面図、第６図および
第７図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す縦断面図、
第８図および第９図はそれぞれＢＷＲを概略的に示す縦
断面図、第１０図は第９図に示したＢＷＲに組込まれる
インターナルポンプを示す縦断面図、第１１図は従来の
二次シール装置を示す縦断面図、第１２図はインターナ
ルポンプ分解時の原子炉圧力容器内を概略的に示す縦断
面図である。 １・・・原子炉圧力容器 ＩＡ・・・下鏡 ２・・・再循環系 ３・・・再循環ポンプ ４・・・ジェットポンプ ５・・・再循環配管 ６・・・炉心 ７・・・冷却材 ８・ダウンカマ部 ９・・・インターナルポンプ １０・・・ポンプ部 １１・・・モータ部 １２・・インペラ １３・・・デイフユーザ １４・・・デイフユーザウェアリング １５・・・ポンプシャフト １５Ａ・・・突起 １６・・・ノズル １７・・・ストレッチチューブ １８・・・ストレッチチューブナツト １９・・・二次シール装置 ２０・・・ロータ ２１・・・ステータ ２２・・・モータケーシング ２３・・・冷却水循環配管 ２４・・・補助カバー ２５・・・メインスタッドナツト ２６・・・シール部材 ２７・・・上部構造体 ２８・・・下部構造体 ２９ａ・・・貫通孔 ２９ｂ・・・貫通孔 ３０・・・Ｏリング ３１・・・座金 ３２・・・環状溝 ３３・・・座金取付ボルト ３４・・炉心シュラウド ３５・・・上部格子板 ３６・・・給水スパージャ ３７・・・Ｏリング ３８・・・ボルト ３９・・環状溝 ３９ｂ・・・キー溝 ４０・・・テーバ付孔 ４１・・・ロック用ボール ４２・・・エンドプレート ４３・・・ばね部材 ４４・・・内周スリーブ ４４ａ・・・突起 ４４ｂ・・・切欠き ４５−・・キー ４６・・・ブラケット ４７・・・ねじ機構 ４８・・・基台 ４９・・・二次シール取扱具 ４９ａ・・・爪部材 ５０・・・フランジ ５１・・・ボールベアリング ５２・・・カバー ５３・・・調整ナツト ５４・・・調整ナツト ５５・・・ストップボルト ５６・・・ストップリング ５７・・・円筒スリーブ ５８・・・ねじ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉圧力容器の底部に取付けられるモータケーシング
   と、このモータケーシング内に収納されるモータ部と、
   このモータ部を連結するポンプシャフトと、前記モータ
   ケーシング内に位置し水圧によって内側に膨張し前記ポ
   ンプシャフトの周辺に密着するシール部材を有する上部
   構造体と、前記モータケーシングの内周面に設けた環状
   溝と、この環状溝に係合し前記上部構造体を保持するロ
   ック用部材と、前記上部構造体の下部に設けられた下部
   構造体と、この下部構造体に位置しばね部材を介して前
   記下部構造体と連結する内周スリーブとを具備したこと
   を特徴とするインターナルポンプの二次シール装置。