JPH03124996A - 原子炉再循環ポンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は沸騰水形原子炉の原子炉再循環ポンプに関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の技術を、第１図及び第２図により説明する。

原子炉再循環ポンプは、ポンプの吸込み及び吐出し口を
配管と接続する部分を溶接構造として、ポンプケーシン
グ１を流路の一部として構成する。

ポンプケーシング１の下側に吸込口２を形成し反対側に
内部構造物を挿入する開口部３を設け、党則オーバーハ
ング・片吸込単段渦巻ポンプとして構成する。カバー４
は、開口部３を密閉するものであり、高温の炉水に曝さ
れる密閉部５と、軸封室壁６に分けられる。この境の部
分に主軸の貫通するカバー貫通壁９があり、軸との間に
小さい運転すきま８を有する。運転すきま８の両側の主
軸７及びカバー貫通壁９には、ラビリンスを有する構造
となっている。この運転すきま８の下側はポンプ内部１
３であり、上側は軸封室１０となっている。

軸封室１０は、二つの部分に分かれる。ポンプ内部１３
に近い方を下部シール室１１、その上に上部シール室１
２が構成されている。下部シール室１１はポンプ内部１
３と同等の圧力であり、上部シール室１２は、下部シー
ル室１１の半分の圧力になるように構成されている。各
シール室に同形式のメカニカルシールが１組ずつ設けら
れ、下部メカニカルシール１４は、下部シール室１１と
上部シール室１２の差圧をシールし、上部メカニカルシ
ール１５は、上部シール室１２と大気圧の差圧をシール
する。すなわち、２個のメカニカルシールによって構成
される二段タンデム形のシール構造となっている。

ポンプ内部１３の放射性物質を含んだ炉水１６が軸封室
１０に浸入し、外部へ流出すること及び高温炉水による
軸封室１０の温度上昇を防止するため、外部から下部シ
ール室１１ヘパージ水１７を注入する。パージ水の一部
は、運転すきま８を通ってポンプ内部１３へ押し出され
る正味パージ水１８となる。他の一部は、減圧して軸封
室外部へ抽出されるブリードオフ水１９となる。

ブリードオフ水減圧機構は、下部シール室１１及び上部
シール室１２の圧力をコントロールすることを目的とし
ており、下部シール室１１の水は下部減圧機構２０を通
り上部シール室１２に入る。

更に上部シール室１２から上部減圧機構２１を通り、ポ
ンプ外部へ抽出される。

軸封部１０は、メカニカルシールを長期間安定した機能
を保たせるために、冷却されている。軸封室１ｏの温度
を許容温度以下に保持するために、二系列の冷却装置が
設けられている。一系列は、運転すきま８外側に設けら
れたジャケット２２と軸封部壁６の外周に設けられたジ
ャケット２３を直列につないだ冷却系統である。ここに
低圧の冷却水を流すことによって軸封室１０全体から熱
を取り去っている。

パージ水１７を注入しない場合は、高温水が運転すきま
８を通って軸封室１０に上昇し、内部の水と混合する。

運転すきま８の周囲のジャケット２２は、高温水が運転
すきま８を上昇する間に冷却される効果を合せて有して
いる。

他の一系列は下部シール室１１の下端から、パージ水の
一部２４をポンプ外部に取り出し、軸封室壁６の外側を
コイル状に廻って軸封室１０の上部に入る高圧導水管路
を形成する。このコイル２５は、軸封室１ｏと同心の環
状に設けられた冷却室２６の中を通り、外部から冷却さ
れて再び軸封室１０上部の下部シール室１１に入る。下
部シール室１０の下側に設けられた循環羽根２７により
、パージ水の一部２４をコイル内に送り出し、循環させ
て冷却する。この二つの冷却系統によって軸封室１ｏは
許容温度以下に保たれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、低温のパージ水が主軸とケーシングカ
バーの間の流路を通過後、出口部において、ポンプ室の
高温炉水と混合する構造となっており、パージ水の温度
が出口部付近で急上昇することに起因する主軸およびケ
ーシングカバーの局所的熱変形が生じる。パージ水流路
が狭い場合、この局所的熱変形あるいは振動に伴う変形
等により主軸とケーシングカバーが接触し、かじり付く
可能性がある。また万一両者がかじり付いた場合、主軸
およびケーシングカバーを全交換する必要があった。

本発明の目的は、主軸とケーシングカバーが万−かじり
付いても、主軸とケーシングカバーを交換することなく
、最小限の部品交換で再運転可能となる構造を有し、ま
た、かじり付きの原因部なる局所的熱変形を低減するた
めに、前記交換部品にパージ水を昇温させる機構を設け
た原子炉再循環ポンプを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、原子炉再循環ポンプの分解
・取替を容易に行える構造にすることによって、作業従
事者の被曝放射線量を低減することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、主軸のケーシングカバー貫通部における主
軸の表面およびケーシングカバーの表面に、それぞれ取
り外し可能なスリーブを設け、また、このスリーブにケ
ーシング中の高温炉水とパージ水との間で熱交換が可能
となる構造を設けることにより達成される。

〔作用〕

貫通部の主軸およびケーシングカバーにそれぞれ取り付
けられたスリーブは、主軸およびケーシングカバーにボ
ルト等で固定され、簡単に取り外すことができる。した
がって、万一主軸スリーブとケーシングカバースリーブ
が接触し、かじり付いた場合、主軸スリーブおよびケー
シングカバースリーブを固定しているボルト等を外せば
、ケーシングカバーを取り外すことなく、主軸およびか
じり付いた主軸スリーブとケーシングカバースリーブを
容易に分解することができる。したがって、主軸スリー
ブとケーシングカバースリーブのみ交換すれば再運転可
能となる。

また、主軸スリーブおよびケーシングカバースリーブの
一方もしくは両方に、ポンプ室の高温炉水が流れる流路
を設け、両スリーブ間を流れる低温のパージ水との熱交
換を促進させることにより、流路中のパージ水を昇温さ
せ、温度勾配をゆるやかにすることができる。この結果
、両スリーブの局所的熱変形は低減され、これに起因す
る両スリーブのかじり付きを防止することが可能となる
。

なお、従来型に設けられているパージ水冷却用のジャケ
ット冷却孔は、パージ水が停止したときの対策として設
けられたものであり、パージ水が停止することがない場
合、ジャケット冷却孔を設ける必要はない。

分解・取替時の作業従事者の被爆放射線量は、通常点検
時は従来型と変わらないが、万一主軸スリーブとケーシ
ングカバースリーブがかじり付き分解・取替する場合、
前述した通り、容易に分解できるため、大幅な被爆放射
線量の低減が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図により説明する。

原子炉再循環ポンプのシャフト７及びケーシングカバー
４の間に、シャフトスリーブ２８およびカバースリーブ
２９の２段スリーブとし、ケーシングカバー４を取外す
ことなくシャフトおよび両スリーブを容易に取替可能な
構造とする。

シャフトスリーブ２８は、パージ水出口部となるポンプ
室側のスリーブ先端を羽根車３０の形状を持たせる。カ
バースリーブ２９は、ケーシングカバー４に取付け、メ
カシール室とポンプ室の中間位置より高温炉水を流入さ
せ、ポンプ室側の下部に筒状の熱交換器機構を介してポ
ンプ室へ戻す。

本実施例によれば、シールパージ水は、高温炉水と熱交
換され温度勾配がなだらかになり、局所的熱変形を防止
できるとともに、高温炉水をメカシール室へ流入しにく
い流路となる。

第４図に第３図の応用例を示す。

原子炉再循環ポンプシャフト７とケーシングカバー４の
間に、シャフトスリーブ３１およびカバースリーブ３２
の２段スリーブとし、ケーシングカバー４を取外すこと
なくシャフト７、シャフトスリーブ３１およびカバース
リーブ３２を容易に取替可能な構造とする。

シャフトスリーブ３１は、パージ水入口をケーシングカ
バー４近傍とし、２段式の構造としてパージ水を昇温さ
せる。

カバースリーブ３２はケーシングカバー４に取付け、メ
カシール室とポンプ室の中間部より高温炉水を流入させ
、ポンプ室へ戻す。

本発明によれば、低温のシールパージ水は高温炉水と熱
交換する流路が長くなり温度勾配がよりなだらかになり
１局所的熱変形を防止できるとともに、高温プロセス流
体をメカシール室へ流入しにくい流路となる。

第５図は、第４図の応用例を示す。

本構造は、第４図の２段式を１段式にしたものである。

本発明によると第４図と同じような効果がある。

第６図は第１図の応用例を示す。

原子炉再循環ポンプのシャフト７及びケーシングカバー
４の間に、シャフトスリーブ３５とカバースリーブ３６
を設けた構造を示す。

シャフトスリーブ３５は単純形状であるが、カバースリ
ーブ３６は、ら線形状の流路をもたせ、高温炉水をメカ
シール室側近傍を通過させる流路を有し、シールパージ
水をメカシール室側より昇温させる構造とする。

また、カバースリーブ３６の内輪側に円筒状の溝を設け
、ポンプ室からの高温炉水を流入しにくくする。

本発明によれば、パージ水の温度勾配をゆるやかにする
ことができ、局所的熱変形を防止することができる。

また、本構造のスリーブ方式にすることにより保守点検
が容易で、取替可能な構造になる。

第７図は第６図の応用例を示す。

本構造は、第６図の構造におけるカバースリーブ３８と
シャフトスリーブ３７の間で、がっ、メカシール室近傍
にメカシール室を冷却するためのパージ水によるパフッ
ファ−３９を設置する６本発明によれば、メカシール室
の昇温も低減でき、さらに、パージ水は一担ブアッハア
ー３９により昇温され局所的熱変形を防止できる。

第８図はシャフトスリーブ４０とカバースリーブ４１の
ポンプ室側先端を乾状構造４２にして混合部において低
温ができるようにする。

また、カバースリーブ４１の内輪・外輪の両方にメカシ
ール室近傍から溝を設け、パージ水をメカシール室近傍
から高温炉水により加温昇温させ、パージ水の温度勾配
をなだらかにする。

また、メカシール室の低温維持のため、ケーシングカバ
ー４内に冷却孔４３を設ける。

本発明によれば、パージ水と高温炉水の混合部において
低温水を下部にすることにより高温炉水がメカシール室
へ流入することを防止できる。

また、ケーシングカバー内に冷却孔を設けることにより
、メカシール室の低温維持できる。

さらに、シールパージ水を加温昇温させることにより温
度勾配をなだらかにすることができ、局所的熱変形を防
止できる。

尚、かじり付きが起った場合には本スリーブ方式にする
ことによりケーシングカバーを取り外すことなく、シャ
フトとスリーブを容易に取替可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば次の効果がある。

１）ポンプシャフトとケーシングカバーの間に取り外し
可能なスリーブ構造を追加することにより、両スリーブ
にかじり付きが起った場合でも、容易に分解・取替が可
能となり、また交換もスリーブだけとすることができる
。

さらに１分解範囲が小さくなり、分解・取替時間も短縮
できるために分解作業従事者が、ポンプケーシング内部
から受ける放射線量を低減することができる。

２）パージ水と高温プロセス流体の流れの変更に起因す
るパージ水の温度勾配をゆるやかにすることができ、シ
ャフトスリーブおよびケーシングカバースリーブの局所
的変形を低減することが可能となり、それに伴うかじり
付きを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の技術による高温ポンプの全体縦断面図
、第２図は第１図の軸封部詳細図、第３図は本発明の一
実施例である軸封部詳細図、第４〜８図は第３図以降の
応用例の図である。 １・・・ポンプケーシング、２・・・吸込口、３山開口
部。 ４・・カバー（ケーシングカバー）、５・・・密閉部、
６・・・軸封室壁、７・・・主軸（シャフト）、８・・
・運転すきま、９・・・カバー貫通壁、１０・・・軸封
室、１１・・・下部シール室、１２・・・上部シール室
、１３・・・ポンプ内部、１４・・・下部メカニカルシ
ール、１５・・・上部メカニカルシール、１６・・・炉
水、１７・・・パージ水、１８・・・正味パージ水、１
９・・・ブリードオフ水、２０・・・下部減圧機構、２
１・・・上部減圧機構、２２・・・ジャケット、２３・
・・ジャケット、２４・・・パージ水の一部、２５・・
・コイル、 ２６・・・冷却室、２７・・・循環羽根、２８・・・シ
ャフトスリーブ、２９・・・カバースリーブ、３０・・
・羽根車、３１・・・シャフトスリーブ、３２・・・カ
バースリーブ、３３・・・シャフトスリーブ、３４・・
・カバースリーブ、３５・・・シャフトスリーブ、３６
・・・カバースリーブ、３７・・・シャフトスリーブ、
３８・・・カバースリーブ、３９・・バアツファー、４
０・・・シャフトスリーブ、４１・・・カバースリーブ
、４２・・・錠状構造、４３・・・図 第 ４ 図 第 図 第 図 ８ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータからの動力を伝える主軸、前記主軸に取付け
   られるインペラ、インペラを覆う渦巻型ケーシング、モ
   ータ内への流体の漏洩を防止するためのメカニカルシー
   ル、および内部に冷却用ジャケットを有しているケーシ
   ングカバーにより成り、前記主軸、ケーシングおよびケ
   ーシングカバーによりポンプ室を構成し、 前記ケーシングカバーと主軸の貫通部のすき間にシール
   パージ水を流すことによつて高温炉水のメカニカルシー
   ル部への漏洩を防止する構造を有する原子炉再循環ポン
   プ。 ２、特許請求の範囲第１項の原子炉再循環ポンプにおい
   て、前記貫通部の主軸およびケーシングカバーの表面に
   取り外し可能な１段ないし数段のスリーブを設けたこと
   を特徴とする原子炉再循環ポンプ。 ３、特許請求の範囲第１項の原子炉再循環ポンプにおい
   て、前記貫通部の主軸およびケーシングカバーの表面に
   、取り外し可能で、かつ、ポンプ室の高温炉水と前記パ
   ージ水との間で熱交換が可能な構造を有するスリーブを
   設けたことを特徴とする原子炉再循環ポンプ。 ４、特許請求の範囲第１項の原子炉再循環ポンプにおい
   て、前記貫通部の主軸の表面に取り外し可能でパージ水
   出口部に循環羽根を有する１段ないしは数段のスリーブ
   を設け、また前記貫通部のケーシングカバー表面に取り
   外し可能な１段ないし数段のスリーブを設けたことを特
   徴とする原子炉再循環ポンプ。